Ultradźwiękowe przetwarzanie przecierów owocowych i warzywnych

W konkurencyjnym świecie produkcji żywności, oprócz smaku produktu, cechy sensoryczne produktów pochodzenia roślinnego – zwłaszcza tekstura i lepkość – odgrywają kluczową rolę w kształtowaniu akceptacji konsumentów. Dotyczy to szczególnie produktów na bazie pomidorów, takich jak sosy do makaronu, salsy i ketchup. Lepkość wpływa nie tylko na atrakcyjność wizualną tych produktów, lecz także na odczucia w ustach i uwalnianie smaku, a wszystkie te aspekty mają kluczowe znaczenie dla zadowolenia konsumentów.

Ultradźwiękowa poprawa smaku i tekstury przecierów owocowych i warzywnych

Włączenie przetwarzania ultradźwiękowego do produkcji past i przecierów owocowych i warzywnych otwiera obiecujące możliwości dla producentów dążących do optymalizacji tekstury, poprawy smaku i obniżenia kosztów produkcji. Dzięki tej innowacyjnej technologii przemysł spożywczy może odpowiadać na zmieniające się wymagania konsumentów dotyczące wysokiej jakości, smacznych produktów, zachowując jednocześnie wydajność i zrównoważony charakter produkcji. Po tym, jak prace badawczo-rozwojowe stworzyły podstawy naukowe, a przemysł spożywczy przyjął sonikację jako skuteczną technikę homogenizacji i pasteryzacji, przetwarzanie ultradźwiękowe zmierza ku statusowi złotego standardu w wytwarzaniu produktów spożywczych pochodzenia roślinnego o doskonałej jakości.

Film przedstawia ultradźwiękową homogenizację ekologicznego soku pomidorowo-warzywnego. Zastosowany procesor ultradźwiękowy to sonikator Hielscher UP400St, idealny do przygotowywania średniej wielkości partii w zastosowaniach kulinarnych. Do większych objętości Hielscher Ultrasonics dostarcza przemysłowe reaktory przepływowe do ciągłego przetwarzania w przepływie.

Zrozumienie lepkości produktów pochodzenia roślinnego

Profil lepkości past owocowych i warzywnych kształtuje złożone wzajemne oddziaływanie nierozpuszczalnych składników stałych – obejmujących pektyny, hemicelulozy, celulozę, białka i ligninę – z ciągłą matrycą rozpuszczalnych pektyn, kwasów organicznych, cukrów i soli. Chociaż te naturalnie występujące związki wpływają na ogólną lepkość, często nie zapewniają pożądanej tekstury i odczuć w ustach wymaganych do uzyskania optymalnej akceptacji konsumentów.
Aby uzupełnić te niedostatki, producenci żywności często stosują substancje zagęszczające, takie jak skrobie i gumy (np. skrobia z kukurydzy woskowej, karagen, guma guar). Dodatki te mają jednak wady, w tym zwiększone koszty, szczególne wymagania dotyczące ich stosowania oraz potencjalny negatywny wpływ na smak i akceptację klientów.

Poszukiwanie rozwiązań opłacalnych kosztowo

Zwiększenie zawartości surowca warzywnego w produktach może poprawić ich właściwości reologiczne, lecz często prowadzi do zaporowych kosztów receptury, szczególnie w produkcji na dużą skalę. Tradycyjne techniki przetwarzania przy wysokim ścinaniu, takie jak homogenizacja ciśnieniowa, badano jako sposób modyfikacji lepkości. Metody te jednak przede wszystkim rozbijają struktury komórkowe, nie zwiększając znacząco lepkości, zwłaszcza w produktach o większej zawartości składników stałych.

Film ilustruje wpływ sonikacji na stabilność świeżego ekologicznego soku marchwiowego. Zawiera nagranie poklatkowe z przechowywania w warunkach chłodniczych, które pokazuje ten efekt. W produkcji soków, koktajli, przecierów i sosów sonikatory Hielscher poprawiają stabilność, konsystencję i trwałość. Sonikacja ogranicza psucie się produktów wskutek działania drobnoustrojów oraz zapobiega osadzaniu się cząstek i rozwarstwianiu, które mogą wystąpić już po kilku dniach. Obróbkę ultradźwiękową można stosować do dużych partii lub w przepływie, bezpośrednio przed rozlewem. Sonikacja jest metodą obróbki o działaniu wyłącznie mechanicznym. Idealnie nadaje się do ekologicznych soków owocowych i warzywnych, przecierów, koktajli lub sosów.

Zalety sonikacji i manotermosonikacji past i przecierów warzywnych

Przetwarzanie ultradźwiękowe stanowi przełomową alternatywę w modyfikowaniu właściwości reologicznych past owocowych i warzywnych. Manotermosonikacja – synergiczne połączenie ultradźwięków z ciśnieniem i łagodnym ogrzewaniem – jest sprawdzoną alternatywą dla konwencjonalnej pasteryzacji, służącą poprawie stabilności mikrobiologicznej przecierów warzywnych i soków owocowych.

Zwiększona wartość odżywcza:

Zwiększa biodostępność likopenu, silnego przeciwutleniacza powiązanego z różnymi korzyściami zdrowotnymi.
Zachowuje poziom pektyn, przyczyniając się do lepszego tworzenia żelu i korzyści zdrowotnych.
Zachowuje i zwiększa zawartość niezbędnych witamin podczas przetwarzania.
Dzięki skutecznemu zwiększaniu lepkości produktów przetwarzanie ultradźwiękowe może podnieść ich jakość i wartość w odbiorze konsumentów.

Lepszy smak:

Ekstrahuje cukry wewnątrzkomórkowe, nadając naturalnie słodszy profil smakowy.
Poprawia ogólne doznania smakowe, zwiększając dostępność cukrów dla zmysłu smaku.
Mniejsze zapotrzebowanie na dodatki: Obróbka ultradźwiękowa może zwiększać lepkość przy jednoczesnym zmniejszeniu stężenia warzywnych składników stałych, umożliwiając tworzenie opłacalnych receptur bez pogorszenia tekstury.
Lepsze odczucia w ustach: Obróbka nadaje teksturze większą zawartość wyczuwalnego miąższu i bardziej kremowy charakter, zwiększając preferencję konsumentów dzięki przyjemniejszym odczuciom w ustach.

Zoptymalizowana tekstura:

Zapewnia gładszą, bardziej jednolitą teksturę produktów pomidorowych.
Zmniejsza niepożądaną ziarnistość, zapewniając przyjemniejsze odczucia w ustach.
Zwiększa lepkość dzięki uwalnianiu wewnątrzkomórkowych cukrów, węglowodanów i włókien.

Łagodne przetwarzanie nietermiczne:

Minimalizuje ekspozycję na ciepło, zachowując wrażliwe składniki odżywcze i smakowe.
Zmniejsza ryzyko degradacji termicznej, zachowując jakość produktu końcowego.

Stabilizacja mikrobiologiczna i pasteryzacja:

Skutecznie zmniejsza liczbę drobnoustrojów, poprawiając bezpieczeństwo żywności bez pogorszenia jej jakości.
Umożliwia stosowanie niższych temperatur przetwarzania, minimalizując straty składników odżywczych i jednocześnie zapewniając stabilność produktu.

Zwiększona wydajność ekstrakcji:

Usprawnia ekstrakcję korzystnych związków, maksymalizując uzysk.
Umożliwia mniejsze zużycie wody i skrócenie czasu przetwarzania.

Przyjazność dla środowiska:

Zmniejsza zużycie energii w porównaniu z tradycyjnymi metodami przetwarzania termicznego.
Potencjalnie zmniejsza ilość odpadów i poprawia zrównoważony charakter produkcji żywności.

Wszechstronne zastosowanie:

Może być stosowane do różnych produktów na bazie warzyw i owoców, od sosów po przeciery, umożliwiając innowacje w opracowywaniu produktów.
Nadaje się do produkcji żywności dla niemowląt.

Sonikacja jest stosowana w przemysłowym przetwarzaniu pomidorów w celu zmniejszenia wielkości cząstek, a tym samym zwiększenia lepkości i poprawy tekstury.

Wpływ amplitudy sonikacji na rozkład wielkości cząstek soku pomidorowego w temperaturze 60°C przez 15 min.
(ilustracja i badanie: © Wu et al., 2008)

Sonikatory o wysokiej wydajności do przetwarzania żywności

Sonikatory Hielscher oferują istotne korzyści w przemysłowym przetwarzaniu przecierów warzywnych i owocowych, w tym sosów, zup, smoothie i ketchupów. Ich zaawansowana technologia ultradźwiękowa usprawnia ekstrakcję składników smakowych i odżywczych poprzez rozbijanie struktur komórkowych, zapewniając gładszą teksturę i lepsze odczucia w ustach. Wygodne przetwarzanie w linii z wykorzystaniem ultradźwiękowych reaktorów przepływowych umożliwia niezawodne i wydajne przetwarzanie dużych ilości w bezpiecznych warunkach odpowiednich do produkcji żywności.

Dlaczego Hielscher Ultrasonics?

wysoka wydajność
najnowocześniejsza technologia
niezawodność i wytrzymałość
regulowana, precyzyjna kontrola procesu
przetwarzanie wsadowe i w linii
dla dowolnej objętości
inteligentne oprogramowanie
inteligentne funkcje (np. możliwość programowania, rejestrowanie danych, zdalne sterowanie)
łatwa i bezpieczna obsługa
niewielkie wymagania konserwacyjne
CIP (mycie na miejscu)

Poniższa tabela przedstawia orientacyjną wydajność przetwarzania naszych sonikatorów:

Objętość wsadu	Natężenie przepływu	Zalecane urządzenia
1 do 500mL	10 do 200mL/min	UP100H
10 do 2000mL	20 do 400mL/min	UP200Ht, UP400St
0,1 do 20L	0,2 do 4L/min	UIP2000hdT
10 do 100L	2 do 10L/min	UIP4000hdT
15 do 150L	3 do 15L/min	UIP6000hdT
nie dotyczy	10 do 100L/min	UIP16000
nie dotyczy	większe	zespół urządzeń UIP16000

Projektowanie, produkcja i doradztwo – jakość wyprodukowana w Niemczech

Sonikatory Hielscher są dobrze znane z najwyższych standardów jakości i konstrukcji. Wytrzymałość i łatwość obsługi pozwalają na bezproblemową integrację naszych sonikatorów z instalacjami przemysłowymi. Sonikatory Hielscher z łatwością radzą sobie z trudnymi warunkami i wymagającym środowiskiem pracy.

Hielscher Ultrasonics jest firmą z certyfikacją ISO i kładzie szczególny nacisk na sonikatory o wysokiej wydajności, wyróżniające się najnowocześniejszą technologią i łatwością obsługi. Oczywiście sonikatory Hielscher są zgodne z CE i spełniają wymagania UL, CSA i RoHs.

Powiązane tematy

Literatura / źródła

J. Wu, T.V. Gamage, K.S. Vilkhu, L.K. Simons, R. Mawson (2008): Effect of thermosonication on quality improvement of tomato juice. Innovative Food Science & Emerging Technologies, Volume 9, Issue 2, 2008. 186-195.
Kumcuoglu S, Yilmaz T, Tavman S. (2014): Ultrasound assisted extraction of lycopene from tomato processing wastes. Journal of Food Science and Technology. 2014 Dec; 51(12):4102-7
Pokhrel, P.R., Bermúdez-Aguirre, D., Martínez-Flores, H.E., Garnica-Romo, M.G., Sablani, S., Tang, J., Barbosa-Cánovas, G.V. (2017): Combined Effect of Ultrasound and Mild Temperatures on the Inactivation of E. coli in Fresh Carrot Juice and Changes on its Physicochemical Characteristics. Journal of Food Science, 82: 2343-2350.
Lara Etzbach, Anne Pfeiffer, Andreas Schieber, Fabian Weber (2019): Effects of thermal pasteurization and ultrasound treatment on the peroxidase activity, carotenoid composition, and physicochemical properties of goldenberry (Physalis peruviana L.) puree. LWT, Volume 100, 2019. 69-74.
Shokri, S.; Jegasothy, H.; Hliang, M.M.; Augustin, M.A.; Terefe, N.S. (2022): Thermosonication of Broccoli Florets Prior to Fermentation Increases Bioactive Components in Fermented Broccoli Puree. Fermentation 2022, 8, 236.
Alex Patist, Darren Bates (2008): Ultrasonic innovations in the food industry: From the laboratory to commercial production. Innovative Food Science & Emerging Technologies, Volume 9, Issue 2, 2008. 147-154.
Ribeiro, L.O., Brígida, A.I.S., Sá, D.D.G.C.F. et al. (2019): Effect of sonication on the quality attributes of juçara, banana and strawberry smoothie. Journal of Food Science and Technology 56, 5531–5537 (2019).

Często zadawane pytania

Czym jest przecier warzywny?

Przecier warzywny to gładka, jednorodna mieszanina powstała przez rozdrabnianie lub blendowanie gotowanych bądź surowych warzyw. Proces ten rozbija ściany komórek warzywnych, uwalniając ich naturalne składniki smakowe i odżywcze, a jednocześnie zapewniając jednolitą teksturę. Przeciery można stosować w różnych zastosowaniach kulinarnych, takich jak sosy, zupy i żywność dla niemowląt, i mogą one służyć jako baza do dalszego gotowania lub wzbogacania smaku.

Czym jest przecier owocowy w produkcji żywności?

W produkcji żywności przecier warzywny to przetworzona postać warzyw, które zostały zblendowane lub rozdrobnione do uzyskania gładkiej konsystencji, często po ugotowaniu w celu poprawy smaku i strawności. Taki przecier służy jako wszechstronny składnik różnych produktów, w tym zup, sosów i posiłków gotowych do spożycia. Zachowuje składniki odżywcze warzyw, a jednocześnie umożliwia poprawę tekstury i połączenie smaków. Przeciery warzywne można również standaryzować pod względem lepkości i stabilności, dzięki czemu nadają się do produkcji na dużą skalę i umożliwiają wydłużenie okresu przydatności do spożycia.

Czym jest przecier?

Przecier to gładka, gęsta mieszanina powstała przez blendowanie lub rozdrabnianie produktów spożywczych, zazwyczaj owoców lub warzyw, aż do uzyskania jednolitej konsystencji. Proces ten rozbija strukturę komórkową, uwalniając składniki smakowe i odżywcze. Przeciery można wykorzystywać w różnych zastosowaniach kulinarnych, takich jak sosy, zupy, desery i żywność dla niemowląt, a także jako bazę do dalszego gotowania lub doprawiania. Są cenione za teksturę, łatwość użycia i zdolność poprawiania ogólnych wrażeń sensorycznych związanych z potrawami.

Jak powstaje przecier?

Przecier powstaje przez gotowanie (jeśli jest konieczne), a następnie blendowanie lub rozdrabnianie produktów spożywczych, takich jak owoce lub warzywa, do uzyskania gładkiej konsystencji. Proces zazwyczaj obejmuje następujące etapy:
Przygotowanie: Składniki są myte, obierane i krojone w zależności od potrzeb.
Gotowanie: Jeśli wymaga tego przepis, warzywa można gotować na parze, gotować w wodzie lub piec, aby je zmiękczyć i poprawić ich smak.
Blendowanie: Ugotowane lub surowe składniki umieszcza się w blenderze, robocie kuchennym lub na sicie i rozdrabnia do uzyskania gładkiej konsystencji. Można dodać płyn, aby ułatwić uzyskanie pożądanej tekstury.
Przecieranie przez sito (opcjonalnie): Aby uzyskać jeszcze gładszy przecier, można przetrzeć go przez drobne sito w celu usunięcia pozostałych składników stałych.
Rezultatem jest gładka mieszanina, którą można wykorzystać w różnych potrawach lub przechowywać do późniejszego użycia.

Czy przeciery owocowe i warzywne poddaje się obróbce HPP?

Tak, przeciery owocowe i warzywne są powszechnie poddawane przetwarzaniu wysokociśnieniowemu (HPP), szczególnie w przypadku chłodzonych produktów klasy premium. HPP jest szeroko stosowane w tej kategorii, ponieważ skutecznie wydłuża okres przydatności do spożycia, zachowując jednocześnie świeży smak, kolor i składniki odżywcze owoców i warzyw. Dowiedz się więcej o HPP!

Jaka jest różnica między przecierem a pastą?

Podstawowa różnica między przecierem a pastą polega na ich teksturze i konsystencji. Przecier to gładka, często płynna mieszanina zblendowanych owoców lub warzyw, zachowująca do pewnego stopnia płynny charakter. Zazwyczaj stosuje się go w sosach, zupach lub jako bazę różnych potraw.
Natomiast pasta jest gęstsza i bardziej zwarta, często powstaje przez rozdrabnianie lub rozgniatanie składników w celu uzyskania spójnej masy. Pasty mogą obejmować skoncentrowane postacie składników, takie jak koncentrat pomidorowy lub pasta curry, i zwykle są używane do nadawania intensywnego smaku podczas gotowania, a nie jako samodzielny składnik. Kluczowe różnice dotyczą zatem lepkości, zastosowania i tekstury.

Czy przecier owocowy jest używany do produkcji mlecznych napojów owocowych?

Tak, przecier owocowy jest powszechnie używany do produkcji mlecznych napojów owocowych, ponieważ dobrze łączy się z mlekiem, zapewniając naturalną słodycz, smak i korzyści odżywcze. Gładka konsystencja przecieru umożliwia jego równomierne rozproszenie w mleku, natomiast jego pH i skład mogą wpływać na stabilność i smak produktu końcowego. Homogenizacja ultradźwiękowa jest techniką przetwarzania o ugruntowanym zastosowaniu przemysłowym w produkcji mlecznych napojów owocowych.