Výkonový ultrazvuk na zlepšenie štiav & Smoothies

Výskumy z Technickej univerzity v Berlíne zistili, že ultrazvuk je veľmi účinná metóda spracovania na zlepšenie ovocných a zeleninových štiav, ako aj smoothies. Ultrazvuk, ktorý je netermálnou technikou potravinárskeho procesu, poskytuje jemné, ale účinné ošetrenie, ktoré zintenzívňuje chute a stabilizuje a konzervuje šťavy a pyré. Výsledky ultrazvukových ošetrení šťavou zahŕňajú zlepšenie chuti, stabilizáciu a konzerváciu.

Aplikácia ultrazvuku v procesoch výroby potravín je oblasťou rastúceho záujmu výrobcov potravín. Na rozdiel od ultrazvuku s nízkou intenzitou (intenzity < 1 W/cm²), ktorý možno použiť na nedeštruktívne testovanie a zobrazovanie, výkonový ultrazvuk (intenzity > 5 W/cm²) spôsobuje zmeny materiálu a môže sa použiť na zlepšenie všestranných procesov v potravinárskom priemysle. Ultrazvukové vlny sú kompresné vlny, ktoré mechanicky interagujú s produktom pri sonikácii. Cyklické kompresie a zriedenie môžu ovplyvniť štruktúru buniek. Pri vysokotlakových amplitúdach výkonový ultrazvuk spôsobuje kavitáciu, rast a implóziu plynových bublín, ktorá je sprevádzaná tlakovými a teplotnými špičkami a homogenizuje a stabilizuje disperzné systémy. Hielscher Ultrasonics a výskumníci z Katedry potravinárskej biotechnológie a potravinárskeho inžinierstva z Technickej univerzity v Berlíne skúmali pozitívne účinky ultrazvuku na zlepšenie kvality, stability a chuti smoothies; miešané a chladené nápoje z ovocných a zeleninových štiav a pyré.

Hoci neexistuje žiadne zákonné právo, ktoré by obmedzovalo zložky smoothies na čisté výrobky z ovocia a zeleniny, výrobcovia ich majú v úmysle uvádzať na trh ako zdravé a hodnotné výrobky. V dôsledku toho je určený na ich výrobu bez pridania stabilizátorov, zvýrazňovačov chuti alebo farbív. Šťavy a pyré však majú často vysoký obsah dužiny. Majú teda tendenciu k fázovému oddeleniu, čo vedie k menej príťažlivému vzhľadu produktu. Z tohto dôvodu väčšina v súčasnosti dostupných smoothies obsahuje banán ako hlavnú zložku, ktorá znižuje oddelenie fáz v dôsledku zvýšenia viskozity.

 
Ultrazvuk sa môže použiť na narušenie častíc buničiny a na ovplyvnenie distribúcie veľkosti častíc. Menšia veľkosť častíc má za následok nižšiu rýchlosť usadzovania, čo vedie k zníženiu sedimentácie a zlepšeniu stability pri skladovaní. Okrem toho môže tento rozpad častíc viesť k zvýšenému uvoľňovaniu chuťových zložiek, farebných pigmentov a bunkových zložiek, ako je cukor alebo prchavé aromatické zlúčeniny do šťavy. Výsledkom je zlepšenie intenzity farby, sladkosti a vône. Okrem toho zmenšená veľkosť častíc ovplyvňuje pocit v ústach, čo vedie k hladšiemu celkovému dojmu.
Aby sa zabezpečila určitá trvanlivosť smoothies, musia byť zmesi pasterizované. Tepelné spracovanie má však vždy vplyv na kvalitu produktu, farbu a dojem čerstvosti. V dôsledku toho je zníženie teplôt spracovania jedným z hlavných zameraní v potravinárskom priemysle. Ultrazvuk má synergický účinok na inaktiváciu mikroorganizmov a enzýmov, keď sa aplikuje v kombinácii s teplotou, nazývanou termosonikácia, alebo zvýšený tlak, nazývaný manosonikácia. Pozitívne výsledky sú ďalej známe pri kombinácii všetkých troch parametrov pod pojmom manotermosonikácia. Predpokladá sa, že bunky ošetrené ultrazvukom sa stávajú náchylnejšími na iné stresové faktory, ako je tlak a teplo. Okrem toho môžu ultrsasonické vlny narušiť hraničné vrstvy a vyvolať miešanie, čo vedie k lepšiemu prenosu tepla. Preto je ďalším zameraním výskumného projektu zníženie pasterizačných teplôt vývojom ultrazvukom asistovaného konzervačného procesu. Predpokladá sa zlepšenie kvality výrobkov a zníženie nákladov na energiu pri zachovaní alebo predĺžení bezpečnosti a trvanlivosti výrobkov.
Komplexné účinky ultrazvuku, ktoré by mohli umožniť súčasné zlepšenie sedimentačných vlastností, chuti, vzhľadu, pocitu v ústach a mikrobiologickej, ako aj enzymatickej stability smoothies ako produktov s vysokou hodnotou, by mohli v budúcnosti predstavovať dôležitú výhodu pre potravinársky priemysel a marketing čerstvých ovocných a zeleninových nápojov. Okrem toho by sa mohlo znížiť percento banánov alebo iných zložiek s vysokou viskozitou, keď sa stabilita produktu zlepší ultrazvukovým ošetrením a umožní sa vytvorenie nových odrôd smoothie.
 
Kontakt na TU Berlín:
K. Schoessler
katharina.schoessler(at)tu-berlin.de
Telefón:+49 (0)30-3147 1847
 

Vľavo: neošetrený pomarančový džús; Vpravo: sonikovaný pomarančový džús
Ultrazvuková homogenizácia s vysokým šmykom vytvára stabilnú šťavu bez sedimentácie