Sonicação para a conservação de sumos e a melhoria do valor nutricional

No processamento alimentar moderno, preservar a frescura e, simultaneamente, melhorar o valor nutricional é um desafio central. A ultrassonicação de alto desempenho – com sonicadores de sonda – tem vindo a ganhar destaque como um método potente de processamento não térmico. Este artigo apresenta os resultados de um estudo científico que investiga como os processadores ultrassónicos Hielscher melhoram o perfil nutricional do sumo de morango adoçado com Stevia rebaudiana.

Principais conclusões: A sonicação aumenta o teor de compostos fenólicos, os níveis de flavonoides e a capacidade antioxidante – tudo em condições que permitem o aumento de escala e são adequadas à implementação industrial.

Porquê substituir o calor por ultrassons?

A pasteurização tradicional pode degradar compostos termolábeis, como os polifenóis e os flavonoides. A ultrassonicação, por sua vez, é uma técnica de processamento não térmico que utiliza a cavitação acústica para intensificar a rutura celular e a difusão molecular sem causar danos térmicos.

Um estudo recente, revisto por pares, de Šic Žlabur et al. (2019), publicado na revista “Molecules” fornece provas sólidas da eficácia dos ultrassons de alta intensidade, utilizando o sonicador Hielscher modelo UP400St, no tratamento de sumo de morango adoçado com Stevia rebaudiana. Os resultados têm implicações significativas para o processamento industrial de sumos, uma vez que as condições experimentais podem ser transpostas linearmente para uma escala superior com os sistemas ultrassónicos Hielscher utilizados.

Benefícios do processamento ultrassónico de sumos:

• Extração melhorada de compostos bioativos
• Preservação do sabor e da cor
• Redução da carga microbiana
• Permite o aumento de escala e é energeticamente eficiente
• Processo de rotulagem limpa, sem aditivos

A configuração experimental: sonicação de sumos

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

Visão geral dos resultados – Processamento ultrassónico de sumos

Aumento do teor total de compostos fenólicos (TPC)

Os sumos sonicados apresentaram um TPC até 23% superior ao obtido com sonicação suave e 18% superior ao dos sumos não sonicados com estévia.

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

 
O teor total de compostos fenólicos (TPC) aumentou 23% em comparação com a sonicação mais suave e 18% em comparação com as amostras não sonicadas com estévia.
Entre os principais compostos fenólicos cujo teor aumentou estavam a luteolina, a apigenina, a quercetina, a miricetina e o kaempferol, com aumentos de 3 a 7 vezes.
A capacidade antioxidante (determinada pelo ensaio ABTS) também aumentou, evidenciando o aumento dos compostos bioativos.

Ácidos fenólicos e perfil de flavonoides

Os ultrassons permitiram uma extração superior de ácidos fenólicos, como o pirogalol e o 4-metilcatecol, tendo o pirogalol atingido quase 2 mg/g no sumo submetido à sonicação mais intensa – mais de 3,5× o valor dos sumos correspondentes não sonicados.

A formação de radicais hidroxilo durante a cavitação acústica contribui provavelmente para uma maior hidroxilação e libertação de compostos fenólicos, o que está em consonância com estudos mecanísticos anteriores sobre a extração ultrassónica.

Maior doçura com benefícios funcionais

O estudo analisou, em particular, os glicósidos de esteviol, sobretudo 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%).

Este aumento é benéfico não só do ponto de vista da doçura, mas também do ponto de vista sensorial e metabólico. Níveis mais elevados de Reb A melhoram a palatabilidade ao reduzir o amargor frequentemente associado ao esteviosídeo.

Processamento ultrassónico de sumos: relevância industrial e possibilidade de aumento de escala

Os sonicadores Hielscher permitem um controlo preciso de todos os parâmetros importantes do processo. Assim, todos os resultados podem ser transpostos linearmente para uma escala superior graças à conceção dos processadores ultrassónicos Hielscher, que mantêm uma intensidade energética constante durante o aumento de escala. Isto torna a transição de sistemas de bancada para sistemas industriais contínuos tecnicamente viável e economicamente atrativa.

Este estudo vem juntar-se a um conjunto crescente de provas que sustentam os ultrassons de alta intensidade como um método de processamento sustentável e não térmico. Os benefícios combinados observados – melhoria do valor nutricional, aumento da capacidade antioxidante e otimização das propriedades sensoriais – sublinham o seu valor no desenvolvimento de bebidas funcionais.

Então, o que significa isto para a indústria?
Com plataformas tecnológicas que permitem o aumento de escala, como as da Hielscher, os fabricantes de sumos podem agora considerar a sonicação não apenas como uma alternativa, mas como uma melhoria – tanto para a qualidade do produto como para a saúde do consumidor.

A tabela abaixo dá-lhe uma indicação da capacidade de processamento aproximada dos nossos ultrassonicadores:

Conceção, fabrico e consultoria – Qualidade fabricada na Alemanha

Os ultrassonicadores Hielscher são conhecidos pelos seus padrões de qualidade e conceção do mais alto nível. A robustez e a facilidade de operação permitem a integração sem dificuldades dos nossos ultrassonicadores em instalações industriais. Os ultrassonicadores Hielscher lidam facilmente com condições adversas e ambientes exigentes.

A Hielscher Ultrasonics é uma empresa com certificação ISO e dá especial importância a ultrassonicadores de alto desempenho que incorporam tecnologia de ponta e facilidade de utilização. Naturalmente, os ultrassonicadores Hielscher estão em conformidade com as normas CE e cumprem os requisitos de UL, CSA e RoHs.