Effektultraljud för förbättring av juicer och smoothies

Forskare vid Berlins tekniska universitet fann att ultraljudsbehandling är en mycket effektiv bearbetningsmetod för att förbättra frukt- och grönsaksjuicer samt smoothies. Som en icke-termisk teknik för livsmedelsbearbetning ger ultraljud en skonsam men effektiv behandling som intensifierar smaker samt stabiliserar och konserverar juicer och puréer. Resultaten av ultraljudsbehandling av juice omfattar förbättrade smaker, stabilisering och konservering.

Användningen av ultraljud i livsmedelsproduktionsprocesser är ett område som väcker allt större intresse hos livsmedelstillverkare. Till skillnad från lågintensivt ultraljud (intensiteter < 1 W/cm²), som kan användas för oförstörande provning och avbildning, orsakar effektultraljud (intensiteter > 5 W/cm²) materialförändringar och kan användas för att förbättra olika processer inom livsmedelsindustrin. Ultraljudsvågor är kompressionsvågor som samverkar mekaniskt med produkten under ultraljudsbehandlingen. Cykliska kompressioner och förtunningar kan påverka cellstrukturen. Vid höga tryckamplituder orsakar effektultraljud kavitation, det vill säga tillväxt och implosion av gasbubblor, vilket åtföljs av tryck- och temperaturtoppar och homogeniserar och stabiliserar dispersa system. Hielscher Ultrasonics och forskare från avdelningen för livsmedelsbioteknik och livsmedelsprocessteknik vid Berlins tekniska universitet undersökte ultraljudets positiva effekter för att förbättra kvaliteten, stabiliteten och smaken hos smoothies; blandade och kylda drycker gjorda av frukt- och grönsaksjuicer och puréer.

Även om det inte finns någon lagbestämmelse som begränsar ingredienserna i smoothies till rena frukt- och grönsaksprodukter, avser producenterna att marknadsföra dem som hälsosamma och värdefulla produkter. Därför är avsikten att tillverka dem utan tillsats av stabiliseringsmedel, smakförstärkare eller färgämnen. Juicerna och puréerna har dock ofta en hög halt av fruktkött. Därför tenderar de att fasseparera, vilket gör produktens utseende mindre tilltalande. Av denna anledning innehåller de flesta smoothies som finns tillgängliga i dag banan som en huvudingrediens, vilket minskar fasseparationen genom ökad viskositet.

 
Ultraljud kan användas för att bryta sönder fruktköttspartiklarna och påverka partikelstorleksfördelningen. En mindre partikelstorlek ger lägre sedimentationshastighet, vilket leder till minskad sedimentering och förbättrad lagringsstabilitet. Dessutom kan denna sönderdelning av partiklar leda till ökad frisättning av smakkomponenter, färgpigment och cellbeståndsdelar såsom socker eller flyktiga aromämnen till juicen. Resultatet är en förbättring av färgintensiteten, sötman och aromupplevelsen. Dessutom påverkar en minskad partikelstorlek munkänslan, vilket leder till ett lenare helhetsintryck.
För att säkerställa en viss hållbarhet hos smoothies måste blandningarna pastöriseras. Värmebehandlingar påverkar dock alltid produktkvaliteten, färgen och intrycket av fräschör. Därför är sänkta bearbetningstemperaturer ett av de främsta fokusområdena inom livsmedelsindustrin. Ultraljud har en synergistisk effekt på inaktiveringen av mikroorganismer och enzymer när det används i kombination med temperatur, vilket kallas termosonikering, eller förhöjt tryck, vilket kallas manosonikering. Positiva resultat är dessutom kända för kombinationen av alla tre parametrarna, som benämns manotermosonikering. Det antas att celler som behandlats med ultraljud blir mer känsliga för andra stressfaktorer såsom tryck och värme. Dessutom kan ultraljudsvågor bryta upp gränsskikt och framkalla omblandning, vilket ger förbättrad värmeöverföring. Därför är ett annat fokusområde i forskningsprojektet att sänka pastöriseringstemperaturerna genom att utveckla en ultraljudsassisterad konserveringsprocess. Målet är att förbättra produktkvaliteten och minska energikostnaderna samtidigt som produktsäkerheten bibehålls eller förbättras och hållbarheten bibehålls eller förlängs.
Ultraljudets omfattande effekter, som skulle kunna möjliggöra en samtidig förbättring av sedimentationsegenskaperna, smaken, utseendet, munkänslan samt den mikrobiologiska och enzymatiska stabiliteten hos smoothies som högvärdiga produkter, skulle i framtiden kunna innebära en viktig fördel för livsmedelsindustrin och marknadsföringen av färska frukt- och grönsaksdrycker. Dessutom skulle andelen banan eller andra ingredienser med hög viskositet kunna minskas när produktstabiliteten förbättras genom ultraljudsbehandling, vilket skulle möjliggöra nya smoothiesorter.
 
Kontakt vid TU Berlin:
K. Schoessler
katharina.schoessler(at)tu-berlin.de
Telefon:+49 (0)30-3147 1847
 

Vänster: obehandlad apelsinjuice; Höger: ultraljudsbehandlad apelsinjuice
Ultraljudshomogenisering med hög skjuvning ger stabil juice utan sedimentering