S to metodo dosežemo nizko temperaturo, visoko učinkovito razbijanje celic, izboljšamo stopnjo ekstrakcije in ohranimo toplotno občutljive vitamine in antioksidativno aktivnost. Uporablja se že v velikem obsegu v scenarijih, kot so predelava sokov, izdelki za zdravje, živilske sestavine, uporaba sadnih tropin visoke-vrednosti in optimizacija znanstvenih raziskav.
Osnovni scenariji uporabe
1. Industrija sokov in pijač
● Izboljšanje hranilne vrednosti sveže stisnjenih sokov: V sokovih, kot sta zahodnoindijski češnjev in jagodni, lahko ultrazvok izboljša raztapljanje vitamina C, vitaminov B (B1, B3, B5), karotenoidov in polifenolov, hkrati pa izboljša okus in stabilnost. Na primer, po zdravljenju z ultrazvokom zahodnoindijski češnjev sok kaže znatno povečano stopnjo zadrževanja vitamina C in povečano antioksidativno zmogljivost.
● Sinergistični učinek funkcionalnih komponent: Ultrazvok pomaga pri disperziji funkcionalnih sladil, kot so steviol glikozidi, v sokovih, s čimer se poveča njihova vsebnost in biološka uporabnost. Steviol glikozidi se na primer povečajo za 61 %, rebaudiozid A pa podvoji.
● Nizkotemperaturna sterilizacija in konzerviranje: Ultrazvok pomaga pri sterilizaciji v blagih pogojih 40–60 ℃, zmanjšuje toplotno škodo, podaljšuje rok uporabnosti ter ohranja hranilne snovi in okus.
2. Zdravstvena dopolnila in prehranska dopolnila
● Visoko-aktivni vitaminski koncentrati: ekstrakcija vitamina C in polifenolov iz bezga, pasijonke itd., za uporabo v peroralnih tekočinah, kapsulah in praških. Čas ekstrakcije se zmanjša na 1/3–1/10 tradicionalnih metod, s stopnjo zadrževanja aktivnosti >95 %.
● Formule naravnih antioksidantov: ekstrakcija antocianinov in vitamina E iz borovnic, malin itd. za uporabo v izdelkih za antioksidante in krepitev imunskega sistema, kar ima za posledico večjo čistost in manj nečistoč.
● Zeleni sistemi topil: Zamenjava organskih topil z vodo ali alkoholi z nizko vsebnostjo ogljika, zmanjšanje varnostnih tveganj in uskladitev s trendom »clean label«.
3. Sestavine živil in aditivi
● Naravni prehranski utrjevalci: uporaba ultrazvočnih izvlečkov v jogurtu, pekovskih izdelkih, športnih pijačah itd. za obogatitev vitaminov in antioksidantov, optimizacija oznak hranilne vrednosti izdelkov.
● Visoka-vredna uporaba sadnih tropin/stranskih proizvodov: ekstrakcija vitaminov in polifenolov iz mangovih lupin, lubeničnih lupin, jabolčnih tropin itd., njihova pretvorba v aditive za živila ali krmne sestavine, izboljšanje izrabe virov in gospodarskih koristi.
● Ohranjanje okusa in barve: Nizkotemperaturna ekstrakcija zmanjša izgubo hlapljivih snovi, ohrani naravno barvo in izboljša senzorično kakovost izdelka.
4. Raziskave in optimizacija procesov
● Natančna optimizacija procesnih parametrov: Optimizacija ultrazvočne moči, časa, razmerja med materialom in tekočino, temperature in frekvence z uporabo metodologije odzivne površine in drugih metod za prilagajanje optimalnih rešitev za različno sadje, kot je kombinacija parametrov za ekstrakcijo vitamina C iz vijolične pasijonke.
●Multi-tehnološka povezava: povezava z mikrovalovi, superkritičnim CO₂ in tehnologijami ločevanja membran dodatno izboljša učinkovitost, čistost in prijaznost do okolja ter spodbuja zeleno proizvodnjo.
●Izbira opreme: Ultrazvočne sonde industrijskega-razreda (npr. 700–2000 Hz) so primerne za veliko-serijsko proizvodnjo, medtem ko se laboratorijska-oprema-razreda uporablja za pilotne-raziske in mehanične študije.
