Visokointenzivni ultrazvok za izboljšanje sokov in smutijev

Raziskovalci s Tehniške univerze v Berlinu so ugotovili, da je ultrazvočna obdelava zelo učinkovita metoda za izboljšanje sadnih in zelenjavnih sokov ter smutijev. Ultrazvok kot netoplotna tehnika obdelave živil omogoča blago, a učinkovito obdelavo, ki okrepi okuse ter stabilizira in konzervira sokove in pireje. Rezultati ultrazvočne obdelave sokov vključujejo izboljšanje okusov, stabilizacijo in konzerviranje.

Uporaba ultrazvoka v procesih proizvodnje živil je področje, za katero se proizvajalci živil vse bolj zanimajo. V nasprotju z ultrazvokom nizke intenzivnosti (intenzivnosti < 1 W/cm²), ki se lahko uporablja za neporušitveno preizkušanje in slikanje, visokointenzivni ultrazvok (intenzivnosti > 5 W/cm²) povzroča spremembe materiala in se lahko uporablja za izboljšanje raznovrstnih procesov v živilski industriji. Ultrazvočni valovi so kompresijski valovi, ki mehansko delujejo na izdelek med sonikacijo. Ciklična zgoščevanja in razredčevanja lahko vplivajo na celično strukturo. Pri visokih amplitudah tlaka visokointenzivni ultrazvok povzroča kavitacijo, rast in implozijo plinskih mehurčkov, ki jo spremljajo tlačni in temperaturni vrhovi ter ki homogenizira in stabilizira disperzne sisteme. Hielscher Ultrasonics in raziskovalci z Oddelka za živilsko biotehnologijo in procesno inženirstvo v živilstvu na Tehniški univerzi v Berlinu so raziskovali pozitivne učinke ultrazvoka na izboljšanje kakovosti, stabilnosti in okusa smutijev – mešanih in ohlajenih napitkov iz sadnih in zelenjavnih sokov ter pirejev.

Čeprav ni pravne določbe, ki bi sestavine smutijev omejevala na čiste sadne in zelenjavne izdelke, jih proizvajalci nameravajo tržiti kot zdrave in kakovostne izdelke. Zato jih nameravajo proizvajati brez dodajanja stabilizatorjev, ojačevalcev okusa ali barvil. Vendar sokovi in pireji pogosto vsebujejo veliko sadne oziroma zelenjavne pulpe. Zato so nagnjeni k ločevanju faz, zaradi česar je videz izdelka manj privlačen. Iz tega razloga večina trenutno dostopnih smutijev vsebuje banano kot glavno sestavino, ki zaradi povečanja viskoznosti zmanjšuje ločevanje faz.

 
Ultrazvok se lahko uporablja za razbijanje delcev pulpe in vplivanje na porazdelitev velikosti delcev. Manjša velikost delcev povzroči nižjo hitrost usedanja, kar zmanjšuje sedimentacijo in izboljšuje stabilnost med shranjevanjem. Poleg tega lahko to razbijanje delcev poveča sproščanje sestavin okusa, barvnih pigmentov in celičnih sestavin, kot so sladkor ali hlapne aromatične spojine, v sok. Rezultat je izboljšanje intenzivnosti barve, sladkosti in zaznave arome. Poleg tega zmanjšana velikost delcev vpliva na občutek v ustih in daje bolj gladek celoten vtis.
Za zagotovitev določenega roka uporabnosti smutijev je treba mešanice pasterizirati. Vendar toplotna obdelava vedno vpliva na kakovost izdelka, barvo in vtis svežine. Zato je znižanje temperatur obdelave eden glavnih poudarkov v živilski industriji. Ultrazvok ima sinergijski učinek na inaktivacijo mikroorganizmov in encimov, kadar se uporablja v kombinaciji s temperaturo, kar se imenuje termosonikacija, ali s povišanim tlakom, kar se imenuje manosonikacija. Pozitivni rezultati so znani tudi pri kombinaciji vseh treh parametrov, imenovani manotermosonikacija. Predpostavlja se, da celice, obdelane z ultrazvokom, postanejo bolj občutljive za druge stresne dejavnike, kot sta tlak in toplota. Poleg tega lahko ultrazvočni valovi porušijo mejne plasti in povzročijo mešanje, kar izboljša prenos toplote. Zato je še en poudarek raziskovalnega projekta znižanje temperatur pasterizacije z razvojem postopka konzerviranja s pomočjo ultrazvoka. Predvidena sta izboljšanje kakovosti izdelka in zmanjšanje stroškov energije ob ohranjanju ali povečanju varnosti izdelka ter ohranjanju ali podaljšanju njegovega roka uporabnosti.
Celoviti učinki ultrazvoka, ki bi lahko omogočili hkratno izboljšanje sedimentacijskih lastnosti, okusa, videza, občutka v ustih ter mikrobiološke in encimske stabilnosti smutijev kot izdelkov visoke vrednosti, bi lahko v prihodnosti pomenili pomembno prednost za živilsko industrijo in trženje svežih sadnih in zelenjavnih napitkov. Poleg tega bi bilo mogoče zmanjšati delež banane ali drugih sestavin z visoko viskoznostjo, če se stabilnost izdelka izboljša z ultrazvočno obdelavo, in omogočiti ustvarjanje novih vrst smutijev.
 
Kontakt na TU Berlin:
K. Schoessler
katharina.schoessler(at)tu-berlin.de
Telefon:+49 (0)30-3147 1847
 

Levo: neobdelan pomarančni sok; desno: sonikiran pomarančni sok
Ultrazvočna homogenizacija z visokim strigom zagotavlja stabilen sok brez sedimentacije