Sonicação para preservação de sumos e aumento de nutrientes

No processamento moderno de alimentos, a preservação da frescura e o aumento do valor nutricional é um desafio central. A ultrassonografia de alto desempenho - usando sonicadores tipo sonda - ganhou força como um poderoso método de processamento não térmico. Este artigo apresenta os resultados de um estudo científico que investiga como o perfil nutricional do suco de morango adoçado com Stevia rebaudiana é reforçada por processadores ultra-sônicos Hielscher.

Principais informações: A sonicação aumenta o teor de fenólicos, os níveis de flavonóides e a capacidade antioxidante - tudo isto em condições de escala adequadas à utilização industrial.

Porquê substituir o calor por ultra-sons?

A pasteurização tradicional pode degradar compostos termolábeis como os polifenóis e os flavonóides. A ultra-sons, pelo contrário, é uma técnica de processamento não térmico que utiliza a cavitação acústica para aumentar a rutura celular e a difusão molecular sem danos térmicos.

Um estudo recente, revisto por pares, de Šic Žlabur et al. (2019) publicado na revista “Molecules” fornece evidências robustas sobre a eficácia do ultrassom de alta intensidade, usando o modelo Hielscher sonicator UP400St, para o tratamento de suco de morango adoçado com Stevia rebaudiana. Os resultados têm implicações significativas para o processamento de sumo industrial, dado que as condições experimentais são linearmente escalável com os sistemas de ultra-sons Hielscher utilizados.

Vantagens do processamento de sumos por ultra-sons:

• Extração melhorada de compostos bioactivos
• Preservação do sabor e da cor
• Redução da carga microbiana
• Escalável e eficiente em termos energéticos
• Rótulo limpo, processo sem aditivos

A configuração experimental: Sonicação do sumo

O estudo utilizou um processador de ultra-sons Hielscher UP400St (400 W, 24 kHz) para tratar o sumo de morango na presença de pó de estévia verde.
Os investigadores avaliaram os efeitos da sonicação do tipo sonda sob várias amplitudes (50%, 75%, 100%), diâmetros de sonda (sonotrodo S24d7 com 7 mm e S24d22 com 22 mm de tamanho de ponta) e tempos de sonicação (15, 20 e 25 minutos). Em todas as condições testadas, o tratamento mais intenso - amplitude de 100%, sonda de 22 mm, 25 minutos - produziu os resultados mais pronunciados.

Síntese dos resultados – Processamento de sumos por ultra-sons

Aumento do teor fenólico total (TPC)

Os sumos sonicados demonstraram um TPC até 23% mais elevado em comparação com a sonicação suave e 18% mais elevado do que os sumos não sonicados com stevia.

C18: Sonicado com sonda de 22 mm, amplitude de 100%, 25 minutos
Tabela: Efeito da sonicação no teor de fenólicos e na atividade antioxidante

 
O conteúdo fenólico total (TPC) aumentou 23% em comparação com a sonicação mais suave e 18% em comparação com amostras não sonicadas com estévia.
Os principais fenólicos melhorados incluíram a luteolina, a apigenina, a quercetina, a miricetina e o kaempferol, com aumentos que variaram de 3 a 7 vezes.
A capacidade antioxidante (através do ensaio ABTS) também aumentou, demonstrando o aumento dos bioactivos.

Ácidos fenólicos e perfil de flavonóides

Os ultra-sons permitiram uma extração superior de ácidos fenólicos, como o pirogalol e o 4-metil-catecol, tendo o pirogalol atingido quase 2 mg/g no sumo mais intensamente sonicado - mais de 3,5 vezes superior ao dos sumos não sonicados.

A formação de radicais hidroxilo durante a cavitação acústica contribui provavelmente para uma maior hidroxilação e libertação de compostos fenólicos, o que se alinha com estudos mecanicistas anteriores sobre extração ultra-sónica.

Melhoria da doçura com benefícios funcionais

O estudo explorou nomeadamente os glicosídeos de esteviol, em particular o esteviosídeo e o rebaudiosídeo A (Reb A) - os principais edulcorantes da Stevia rebaudiana. A sonicação aumentou significativamente as suas concentrações:

• O teor de esteviosídeo aumentou 61%.
• O teor de Reb A duplicou (+114%).

Esta melhoria não é apenas benéfica do ponto de vista da doçura, mas também do ponto de vista sensorial e metabólico. Níveis mais elevados de Reb A melhoram a palatabilidade, reduzindo o amargor frequentemente associado ao esteviosídeo.

Processamento de sumos por ultra-sons: Relevância Industrial e Escalabilidade

Os sonicadores Hielscher permitem um controlo preciso de todos os parâmetros importantes do processo. Deste modo, todos os resultados são linearmente escaláveis, devido à conceção dos processadores ultra-sónicos Hielscher, que mantêm uma intensidade de energia constante durante o aumento de escala. Isto faz com que a transição de sistemas industriais de bancada para sistemas industriais contínuos seja tecnicamente viável e economicamente atractiva.

Este estudo vem juntar-se a um conjunto crescente de provas que apoiam os ultra-sons de alta intensidade como um método de processamento sustentável e não térmico. Os benefícios combinados observados - aumento de nutrientes, capacidade antioxidante melhorada e propriedades sensoriais optimizadas - sublinham o seu valor no desenvolvimento de bebidas funcionais.

O que é que isto significa para a indústria?
Com plataformas tecnológicas escaláveis como as da Hielscher, os fabricantes de sumos podem agora considerar a sonicação não apenas como uma alternativa, mas como uma atualização - tanto para a qualidade do produto como para a saúde do consumidor.

O quadro seguinte dá-lhe uma indicação da capacidade de processamento aproximada dos nossos ultra-sons:

Conceção, fabrico e consultoria – Qualidade fabricada na Alemanha

Os ultrassons Hielscher são conhecidos pelos seus elevados padrões de qualidade e design. A robustez e a facilidade de operação permitem a integração harmoniosa dos nossos ultrassons nas instalações industriais. As condições difíceis e os ambientes exigentes são facilmente controlados pelos ultrassons Hielscher.

A Hielscher Ultrasonics é uma empresa certificada pela ISO e dá especial ênfase aos ultrassons de alto desempenho com tecnologia de ponta e facilidade de utilização. Naturalmente, os ultrassons da Hielscher estão em conformidade com a CE e cumprem os requisitos da UL, CSA e RoHs.