Потужний ультразвук для покращення соків та смузі

Дослідники з Технічного університету Берліна виявили, що ультразвукова обробка є дуже ефективним методом обробки для покращення фруктових і овочевих соків, а також смузі. Як нетермічна технологія обробки харчових продуктів, ультразвук забезпечує м’яку, але ефективну обробку, яка інтенсифікує смаки, стабілізує та зберігає соки і пюре. Результати ультразвукової обробки соків включають покращені смаки, стабілізацію та збереження.

Застосування ультразвуку у процесах виробництва харчових продуктів є сферою зростаючого інтересу для виробників харчових продуктів. На відміну від низькоінтенсивного ультразвуку (інтенсивність < 1 W/cm²), який можна використовувати для неруйнівного контролю та візуалізації, потужний ультразвук (інтенсивність > 5 W/cm²) спричиняє зміну матеріалу та може використовуватися для покращення різноманітних процесів у харчовій промисловості. Ультразвукові хвилі є хвилями стиску, які механічно взаємодіють з продуктом під час ультразвукової обробки. Циклічні стиснення та розрідження можуть впливати на структуру клітин. При високих амплітудах тиску потужний ультразвук спричиняє кавітацію, ріст та імплозію газових бульбашок, що супроводжується піками тиску та температури, і гомогенізує та стабілізує дисперсні системи. Hielscher Ultrasonics та дослідники з Департаменту харчової біотехнології та інженерії харчових процесів Технічного університету Берліна досліджували позитивні ефекти ультразвуку для покращення якості, стабільності та смаку смузі; змішаних та охолоджених напоїв із фруктових і овочевих соків та пюре.

Хоча не існує законного права, що обмежує інгредієнти смузі виключно чистими продуктами з фруктів та овочів, виробники мають намір виводити їх на ринок як здорові та цінні продукти. Отже, передбачається виробляти їх без додавання стабілізаторів, підсилювачів смаку або барвників. Однак соки та пюре часто мають високий вміст м’якоті. Тому вони схильні до фазового розшарування, що призводить до менш привабливого вигляду продукту. З цієї причини більшість доступних на сьогодні смузі містять банан як основний інгредієнт, що зменшує фазове розшарування завдяки збільшенню в’язкості.

Ультразвук можна застосовувати для руйнування частинок м’якоті та впливу на розподіл частинок за розміром. Менший розмір частинок призводить до нижчої швидкості осідання, що веде до зменшення седиментації та покращення стабільності при зберіганні. Крім того, це руйнування частинок може призвести до посиленого вивільнення смакових компонентів, пігментів кольору та клітинних складових, таких як цукор або леткі ароматичні сполуки, у сік. Результатом є покращення інтенсивності кольору, солодкості та ароматичного враження. Додатково, зменшений розмір частинок впливає на відчуття в роті, призводячи до більш гладкого загального враження.
Для забезпечення певного терміну придатності смузі суміші мають бути пастеризовані. Однак термічна обробка завжди впливає на якість продукту, колір та враження свіжості. Отже, зниження температур обробки є одним із головних фокусів у харчовій промисловості. Ультразвук має синергічний ефект на інактивацію мікроорганізмів та ферментів, коли він застосовується в поєднанні з температурою, що називається термосонікацією, або підвищеним тиском, що називається маносонікацією. Позитивні результати також відомі для поєднання всіх трьох параметрів під терміном манотермосонікація. Припускається, що клітини, оброблені ультразвуком, стають більш сприйнятливими до інших стресових факторів, таких як тиск та тепло. Додатково, ультразвукові хвилі можуть руйнувати граничні шари та спричиняти змішування, що призводить до покращеного теплообміну. Тому іншим фокусом дослідницького проекту є зниження температур пастеризації шляхом розробки процесу збереження за допомогою ультразвуку. Передбачається покращення якості продукту та зниження енерговитрат при збереженні або подовженні безпеки продукту та терміну придатності.
Комплексні ефекти ультразвуку, які можуть дозволити одночасне покращення характеристик седиментації, смаку, зовнішнього вигляду, відчуття в роті, а також мікробіологічної та ферментативної стабільності смузі як високоцінних продуктів, можуть представляти важливу перевагу для харчової промисловості та маркетингу свіжих фруктових і овочевих напоїв у майбутньому. Крім того, відсоток бананів або інших інгредієнтів з високою в’язкістю можна зменшити, коли стабільність продукту покращується завдяки ультразвуковій обробці, що дозволить створення нових сортів смузі.

Контакт у Технічному університеті Берліна:
K. Schoessler
katharina.schoessler(at)tu-berlin.de
Телефон:+49 (0)30-3147 1847
 

Ліворуч: непастеризований апельсиновий сік; Праворуч: апельсиновий сік після ультразвукової обробки
Ультразвукова високосдвигова гомогенізація виробляє стабільний сік без седиментації