Usprawnione żelowanie owoców i warzyw dzięki ultradźwiękom

Zagęszczanie sosów, soków, dżemów i innych produktów spożywczych poprzez żelowanie jest powszechnym procesem w produkcji płynnej żywności. Ultradźwiękowa ekstrakcja pektyn i naturalnych cukrów wewnątrzkomórkowych z owoców i warzyw jest wysoce wydajną metodą wspomagania żelowania produktów spożywczych bez dodatku cukrów rafinowanych. Dzięki temu sonikacja nie tylko zwiększa efektywność ekonomiczną poprzez obniżenie kosztów produkcji (ponieważ cukier i dodatki zagęszczające są zbędne), lecz także pomaga wytwarzać zdrowszą żywność o obniżonej kaloryczności.

Żelowanie i zagęszczanie produktów spożywczych

Przygotowywanie żeli z owoców bogatych w pektyny jest szeroko rozpowszechnionym procesem produkcji różnych produktów spożywczych, w tym sosów, przecierów, ketchupu, soków, smoothie, marmolad i dżemów. Zagęszczanie i żelowanie takiej żywności często wymaga dodawania dużych ilości cukru, aby osiągnąć pożądany stopień żelowania. Konieczność stosowania cukrów rafinowanych wynika głównie z tego, że pektyny i naturalny cukier zawarte w owocach i warzywach są uwięzione w macierzy komórkowej komórek roślinnych, gdzie pozostają w dużej mierze niewykorzystane.

Rozwiązanie: ultradźwiękowa ekstrakcja pektyn i naturalnych cukrów

Sonikacja jest ugruntowaną i szeroko stosowaną technologią ekstrakcji cząsteczek bioaktywnych z roślin, takich jak owoce i warzywa. Dlatego sonikacja jest cenioną techniką przetwarzania żywności, na przykład w produkcji soków, smoothie, napojów, sosów, przecierów, ketchupów, owocowych produktów do smarowania, dżemów i marmolad, w której fale ultradźwiękowe pomagają uwalniać związki aromatyczne, pektyny i cukry (np. fruktozę) z macierzy komórkowej materiału roślinnego. Oznacza to, że ultradźwięki nie tylko wspomagają żelowanie, lecz także nadają produktom spożywczym intensywniejszy smak i większą słodycz bez dodawania aromatów, cukrów i innych dodatków. W obliczu rosnącego zapotrzebowania na naturalną, mało przetworzoną żywność ultradźwiękowe przetwarzanie żywności jest idealną technologią wytwarzania zdrowych produktów spożywczych o intensywnym smaku. Stwierdzono, że ultradźwiękowa obróbka pektyn w żywności jest wysoce wydajną, niezawodną, energooszczędną i przyjazną dla środowiska metodą przygotowania, szczególnie w przypadku pektyn o niskim stopniu metoksylacji.
Pektyna jest chętnie stosowanym składnikiem zdrowych produktów spożywczych o niskiej zawartości cukru ze względu na swoje właściwości żelujące. Zastosowanie ultradźwięków do płynnych produktów na bazie owoców i warzyw pozwala uniknąć dodawania cukru rafinowanego lub znacznie ograniczyć jego dodatek, ponieważ pektyna wykazuje pożądane właściwości żelujące i przyczynia się do uzyskania korzystnych właściwości reologicznych produktu spożywczego.
Dodatkowe korzyści ultradźwiękowego przetwarzania żywności obejmują inaktywację enzymów, takich jak metyloesteraza pektynowa, a także homogenizację (gładsza konsystencja) i pasteryzację (lepsza stabilność mikrobiologiczna).

Ultradźwiękową ekstrakcję pektyn, substancji aromatycznych i cukrów z roślinnej macierzy komórkowej z powodzeniem zastosowano do owoców cytrusowych, pomarańczy, cytryn, mango, marakui, jabłek, gruszek, brzoskwiń, pomidorów oraz wielu innych owoców i warzyw.

Jak uniknąć zniszczenia struktury molekularnej pektyny

Sonikacja może w znacznym stopniu wspomagać tworzenie żelu w produktach owocowych i warzywnych zawierających pektyny. Jednak nadmierna sonikacja, czyli obróbka ultradźwiękowa o zbyt dużej intensywności lub prowadzona zbyt długo, może zniszczyć strukturę molekularną pektyny, obniżając tym samym jakość żelowania. Hielscher Ultrasonics dostarcza najnowocześniejsze sonikatory, które umożliwiają precyzyjne ustawianie parametrów pracy oraz kontrolowanie i monitorowanie procesu ekstrakcji pektyn. Łatwo dostępne ustawienia, możliwość wstępnego ustawienia i zapisania parametrów obróbki oraz zdalne sterowanie za pomocą dowolnej przeglądarki internetowej zapewniają sonikację produktu w optymalnych warunkach. Ponadto dane ze wszystkich cykli obróbki ultradźwiękowej są automatycznie zapisywane na wbudowanej karcie SD, dzięki czemu każdą obróbkę można monitorować i poddawać przeglądowi w celu zapewnienia jakości oraz spełnienia wymagań Dobrej Praktyki Wytwarzania (GMP).
Przemysłowe sonikatory Hielscher mogą zapewniać bardzo wysokie amplitudy. Przy amplitudach do 200µm można z łatwością prowadzić ciągłą pracę w trybie 24/7. Do uzyskiwania jeszcze wyższych amplitud dostępne są sonotrody ultradźwiękowe wykonywane na zamówienie.
Poniższa tabela przedstawia orientacyjną wydajność przetwarzania naszych sonikatorów: