Мощный ультразвук для улучшения соков и смузи

Исследователи из Берлинского технического университета установили, что обработка ультразвуком является весьма эффективным методом улучшения фруктовых и овощных соков, а также смузи. Будучи нетермическим методом обработки пищевых продуктов, ультразвук обеспечивает мягкую, но эффективную обработку, которая усиливает вкус и аромат, стабилизирует соки и пюре и обеспечивает их сохранность. Результаты ультразвуковой обработки соков включают улучшение вкуса и аромата, стабилизацию и обеспечение сохранности.

Применение ультразвука в процессах производства пищевых продуктов вызывает растущий интерес у производителей. В отличие от ультразвука низкой интенсивности (интенсивность < 1 W/cm²), который может использоваться для неразрушающего контроля и визуализации, мощный ультразвук (интенсивность > 5 W/cm²) вызывает изменения в материале и может использоваться для улучшения разнообразных процессов в пищевой промышленности. Ультразвуковые волны представляют собой волны сжатия, которые механически взаимодействуют с продуктом при обработке ультразвуком. Циклические сжатия и разрежения могут влиять на структуру клеток. При высоких амплитудах давления мощный ультразвук вызывает кавитацию – рост и схлопывание газовых пузырьков, сопровождающиеся пиками давления и температуры, что способствует гомогенизации и стабилизации дисперсных систем. Hielscher Ultrasonics и исследователи из подразделения пищевой биотехнологии и технологии пищевых процессов Берлинского технического университета изучили положительное влияние ультразвука на качество, стабильность и вкус смузи – смешанных и охлаждённых напитков из фруктовых и овощных соков и пюре.

Хотя законодательство не ограничивает состав смузи исключительно фруктовыми и овощными продуктами, производители стремятся выводить их на рынок как полезные для здоровья и ценные продукты. Поэтому предполагается производить их без добавления стабилизаторов, усилителей вкуса или красителей. Однако соки и пюре часто содержат большое количество мякоти. Поэтому они склонны к разделению фаз, из-за чего внешний вид продукта становится менее привлекательным. По этой причине большинство смузи, доступных в настоящее время, содержат банан в качестве основного ингредиента, который уменьшает разделение фаз за счёт повышения вязкости.

 
Ультразвук можно применять для разрушения частиц мякоти и изменения распределения частиц по размерам. Меньший размер частиц приводит к снижению скорости оседания, что уменьшает седиментацию и повышает стабильность при хранении. Кроме того, такое разрушение частиц может способствовать усиленному высвобождению в сок вкусоароматических компонентов, красящих пигментов и компонентов клеток, таких как сахар или летучие ароматические соединения. В результате повышается интенсивность цвета, усиливаются сладость и ощущение аромата. Кроме того, уменьшение размера частиц влияет на ощущение во рту, создавая более мягкое общее впечатление.
Чтобы обеспечить определённый срок годности смузи, смеси необходимо пастеризовать. Однако тепловая обработка всегда влияет на качество продукта, цвет и ощущение свежести. Поэтому снижение температур обработки является одним из основных направлений работы в пищевой промышленности. Ультразвук оказывает синергетическое действие на инактивацию микроорганизмов и ферментов при применении в сочетании с температурным воздействием, называемом термосоникацией, или с повышенным давлением, называемом маносоникацией. Положительные результаты также известны для сочетания всех трёх параметров, обозначаемого термином «манотермосоникация». Предполагается, что клетки, обработанные ультразвуком, становятся более восприимчивыми к другим стрессовым факторам, таким как давление и нагрев. Кроме того, ультразвуковые волны могут разрушать пограничные слои и вызывать перемешивание, что улучшает теплопередачу. Поэтому ещё одним направлением исследовательского проекта является снижение температур пастеризации путём разработки процесса обеспечения сохранности с применением ультразвука. Предусматриваются улучшение качества продукта и снижение затрат на энергию при сохранении или повышении безопасности продукта и сохранении или увеличении срока его годности.
Комплексное воздействие ультразвука, которое могло бы одновременно улучшить характеристики оседания, вкус, внешний вид, ощущение во рту, а также микробиологическую и ферментативную стабильность смузи как ценных продуктов, могло бы в будущем стать важным преимуществом для пищевой промышленности и продвижения на рынке свежих фруктовых и овощных напитков. Кроме того, долю банана или других ингредиентов с высокой вязкостью можно было бы уменьшить при повышении стабильности продукта посредством ультразвуковой обработки, что позволило бы создавать новые разновидности смузи.
 
Контактное лицо в Берлинском техническом университете:
K. Schoessler
katharina.schoessler(at)tu-berlin.de
Телефон:+49 (0)30-3147 1847
 

Слева: необработанный апельсиновый сок; справа: апельсиновый сок, обработанный ультразвуком
Ультразвуковая гомогенизация с высоким сдвигом обеспечивает получение стабильного сока без оседания