تحقیقات دانشگاه فنی برلین نشان داده است که سونیکاسیون یک روش پردازشی بسیار مؤثر برای بهبود کیفیت آبمیوهها و سبزیجات و همچنین اسموتیها است. بهعنوان یک تکنیک پردازش غذایی غیر حرارتی، اولتراسونیک یک فرآیند ملایم اما کارآمد ارائه میدهد که طعمها را تقویت کرده و آبمیوهها و پورهها را پایدار و حفظ میکند. نتایج اعمال امواج التراسونیک روی آبمیوه شامل بهبود طعم، تثبیت و نگهداری محصول است.
کاربرد اولتراسونیک در فرآیندهای تولید مواد غذایی یک حوزه در حال رشد و مورد علاقه تولیدکنندگان است. در مقابل اولتراسونیک با شدت پایین (شدت < 1 W/cm²)، که میتواند برای آزمایش غیرمخرب و تصویربرداری استفاده شود، اولتراسونیک توان بالا (شدت بیشتر از 5 وات بر سانتیمتر مربع) باعث تغییر ماده شده و میتواند برای بهبود فرآیندهای مختلف در صنعت غذایی به کار رود.
امواج اولتراسونیک امواج فشاری هستند که بهصورت مکانیکی با محصول در طول سونیکاسیون تعامل دارند. فشردهسازیها و بازشدگیهای چرخهای میتوانند ساختار سلولی را تحت تأثیر قرار دهند. در دامنههای فشار بالا، اولتراسوند توان بالا باعث کاویتاسیون میشود؛ یعنی رشد و انفجار حبابهای گاز که با افزایش فشار و دما همراه است و باعث همگنسازی و پایدارسازی سیستمهای پراکنده میگردد.
شرکت آواپرداز هوشمند افرا اثرات مثبت اولتراسوند را برای بهبود کیفیت، پایداری و طعم اسموتیها، نوشیدنیهای مخلوط و سرد ساختهشده از آبمیوهها و پورهها بررسی کردند.
اگرچه هیچ محدودیت قانونی وجود ندارد که مواد تشکیلدهنده اسموتیها فقط شامل محصولات خالص میوه و سبزیجات باشد، تولیدکنندگان قصد دارند آنها را به عنوان محصولات سالم و باارزش به بازار عرضه کنند. بنابراین، هدف این است که این محصولات بدون افزودن تثبیتکنندهها، تقویتکنندههای طعم یا رنگدهندهها تولید شوند.
با این حال، آبمیوهها و پورهها اغلب دارای مقدار زیادی پالپ هستند و به همین دلیل تمایل به جداسازی فاز دارند که ظاهر محصول را کمتر جذاب میکند. به همین دلیل، بیشتر اسموتیهای موجود در بازار حاوی موز به عنوان ماده اصلی هستند، زیرا افزایش ویسکوزیته باعث کاهش جداسازی فاز میشود.
التراسونیک میتواند برای شکستن ذرات پالپ و تأثیر بر توزیع اندازه ذرات مورد استفاده قرار گیرد. اندازه ذرات کوچکتر باعث سرعت تهنشینی کمتر میشود که منجر به کاهش رسوب و بهبود پایداری نگهداری محصول میگردد. علاوه بر این، این تجزیه ذرات میتواند باعث آزادسازی بیشتر ترکیبات طعم، رنگدانهها و اجزای سلولی مانند قند یا ترکیبات معطر فرار به داخل آبمیوه شود. نتیجه این کار بهبود شدت رنگ، شیرینی و عطر و طعم محصول است.
همچنین، کاهش اندازه ذرات بر احساس چشایی تأثیر میگذارد و منجر به یک حس کلی نرمتر و دلپذیرتر میشود.
برای تضمین طول عمر مشخص اسموتیها، مخلوطها باید پاستوریزه شوند. با این حال، فرآیندهای حرارتی همیشه بر کیفیت محصول، رنگ و حس تازگی آن تأثیر میگذارند. به همین دلیل، کاهش دمای فرآوری یکی از اهداف اصلی صنعت غذا است.
اولتراسونیک اثر همافزایشی بر غیرفعالسازی میکروارگانیسمها و آنزیمها دارد، زمانی که به همراه دما (ترموسونیکاسیون) یا فشار بالا (مانوسونیکاسیون) اعمال شود. نتایج مثبت همچنین برای ترکیب هر سه پارامتر تحت عنوان مانوترموسونیکاسیون شناخته شده است.
فرض بر این است که سلولهایی که تحت اولتراسونیک قرار میگیرند نسبت به دیگر عوامل استرس مانند فشار و حرارت حساستر میشوند. علاوه بر این، امواج اولتراسونیک میتوانند لایههای مرزی را از بین برده و اختلاط ایجاد کنند که منجر به بهبود انتقال حرارت میشود.
بنابراین، یکی دیگر از اهداف پروژه تحقیقاتی، کاهش دمای پاستوریزاسیون با استفاده از یک فرآیند نگهداری کمکی اولتراسوند است. هدف از این کار بهبود کیفیت محصول و کاهش هزینههای انرژی در حالی که ایمنی و طول عمر محصول حفظ یا افزایش مییابد، میباشد.
اثرات گسترده اولتراسوند که میتواند ویژگیهای رسوبگذاری، طعم، ظاهر، حس دهانی و پایداری میکروبی و آنزیمی اسموتیها را بهطور همزمان بهبود دهد، میتواند یک مزیت مهم برای صنعت غذا و بازاریابی نوشیدنیهای تازه میوه و سبزیجات در آینده باشد.
علاوه بر این، درصد موز یا دیگر مواد با ویسکوزیته بالا میتواند کاهش یابد، زمانی که پایداری محصول با درمانهای اولتراسوند بهبود یابد و امکان ایجاد انواع جدید اسموتیها فراهم شود.
