Močni ultrazvok za izboljšanje sokov & Napitke

Raziskave s Tehnične univerze v Berlinu so pokazale, da je ultrasonication zelo učinkovita metoda predelave za izboljšanje sadnih in zelenjavnih sokov ter napitkov. Kot netermična tehnika prehranskega procesa, ultrazvok zagotavlja blago, a učinkovito zdravljenje, ki intenzivira okuse ter stabilizira in ohranja sokove in pireje. Rezultati ultrazvočnih zdravljenj s sokom vključujejo izboljšane okuse, stabilizacijo in konzerviranje.

Uporaba ultrazvoka v procesih proizvodnje hrane je področje, ki je vse bolj zanimivo za proizvajalce hrane. V nasprotju z ultrazvokom z nizko intenzivnostjo (intenzivnosti < 1 W/cm²), ki se lahko uporablja za neporušitveno testiranje in slikanje, ultrazvok moči (intenzivnosti > 5 W/cm²) povzroča spremembe materiala in se lahko uporablja za izboljšanje vsestranskih procesov v živilski industriji. Ultrazvočni valovi so kompresijski valovi, ki mehansko vplivajo na izdelek pod ultrazvočnim razbijanjem. Ciklične kompresije in redčenja lahko vplivajo na celično strukturo. Pri visokotlačnih amplitudah močni ultrazvok povzroča kavitacijo, rast in implozijo plinskih mehurčkov, ki jo spremljajo tlačni in temperaturni vrhovi ter homogenizira in stabilizira disperzne sisteme. Hielscher Ultrasonics in raziskovalci z Oddelka za živilsko biotehnologijo in inženiring živilskih procesov s Tehnične univerze v Berlinu so raziskovali pozitivne učinke ultrazvoka za izboljšanje kakovosti, stabilnosti in okusa napitkov; mešane in ohlajene pijače iz sadnih in zelenjavnih sokov ter pirejev.

Čeprav ni zakonske pravice, ki bi omejevala sestavine napitkov na čiste izdelke iz sadja in zelenjave, jih nameravajo proizvajalci dati na trg kot zdrave in dragocene proizvode. Zato je namenjen njihovi proizvodnji brez dodajanja stabilizatorjev, ojačevalcev okusa ali barvil. Vendar pa imajo sokovi in pireji pogosto visoko vsebnost celuloze. Tako se nagibajo k ločevanju faz, kar ima za posledico manj privlačen videz izdelka. Zato večina trenutno razpoložljivih napitkov vsebuje banano kot glavno sestavino, ki zmanjšuje ločevanje faz zaradi povečanja viskoznosti.

 
Ultrazvok se lahko uporabi, da se motijo delci celuloze in da se vpliva na porazdelitev velikosti delcev. Manjša velikost delcev povzroči manjšo hitrost usedanja, kar vodi do zmanjšanja sedimentacije in izboljšane stabilnosti shranjevanja. Poleg tega lahko ta razpad delcev povzroči povečano sproščanje sestavin okusa, barvnih pigmentov in celičnih sestavin, kot so sladkor ali hlapne aromatične spojine v sok. Rezultat je izboljšanje intenzivnosti barve, sladkosti in vtisa arome. Poleg tega zmanjšana velikost delcev vpliva na občutek v ustih, kar vodi do bolj gladkega celotnega vtisa.
Da bi zagotovili določen rok uporabnosti napitkov, je treba mešanice pasterizirati. Vendar pa toplotna obdelava vedno vpliva na kakovost izdelkov, barvo in vtis svežine. Zato je znižanje temperatur predelave eden glavnih poudarkov v živilski industriji. Ultrazvok ima sinergističen učinek na inaktivacijo mikroorganizmov in encimov, kadar se uporablja v kombinaciji s temperaturo, imenovano termosonika, ali povišan tlak, imenovan manosonika. Pozitivni rezultati so znani tudi za kombinacijo vseh treh parametrov pod pojmom manotermosonication. Predvideva se, da celice, obdelane z ultrazvokom, postanejo bolj dovzetne za druge stresne dejavnike, kot sta tlak in toplota. Poleg tega lahko ultrsasonični valovi motijo mejne plasti in povzročijo mešanje, kar ima za posledico boljši prenos toplote. Zato je še en poudarek raziskovalnega projekta znižanje temperature pasterizacije z razvojem ultrazvočno podprtega procesa konzerviranja. Predvideno je izboljšanje kakovosti izdelkov in zmanjšanje stroškov energije ob hkratnem ohranjanju ali podaljšanju varnosti in roka uporabnosti izdelkov.
Celoviti učinki ultrazvoka, ki bi lahko omogočili hkratno izboljšanje sedimentacijskih lastnosti, okusa, videza, občutka v ustih in mikrobiološke ter encimske stabilnosti napitkov kot izdelkov visoke vrednosti, bi lahko predstavljali pomembno prednost za živilsko industrijo in trženje svežih sadnih in zelenjavnih pijač v prihodnosti. Poleg tega bi se lahko zmanjšal odstotek banan ali drugih sestavin z visoko viskoznostjo, ko se stabilnost izdelka izboljša z ultrazvočnimi obdelavami in omogoči ustvarjanje novih sort smoothieja.
 
Kontakt na TU Berlin:
K. Schoessler
katharina.schoessler(at)tu-berlin.de
Telefon:+49 (0)30-3147 1847
 

Levo: neobdelan pomarančni sok; Desno: sonikalni pomarančni sok
Ultrazvočna homogenizacija z visokim strižjem proizvaja stabilen sok brez sedimentacije