فناوری فراصوت؛ راهی تازه برای فرآوری مواد غذایی مایع

در سال‌های اخیر پژوهشگران به دنبال روش‌هایی نوین و به‌صرفه برای بهبود کیفیت مواد غذایی بوده‌اند. یکی از فناوری‌های نوظهور که توجه بسیاری را جلب کرده، استفاده از امواج فراصوت در فرآوری محصولات خوراکی مایع است.

به گزارش ایسنا، امواج فراصوت به زبان ساده، نوعی موج صوتی با فرکانسی بالاتر از آستانه شنوایی انسان (بیش از ۱۶ کیلوهرتز) هستند که گوش ما قادر به شنیدن آن‌ها نیست. این امواج در صنایع مختلف کاربرد دارند، اما استفاده از آن‌ها در صنایع غذایی به‌ویژه برای مواد غذایی مایع مانند شیر، آبمیوه و نوشیدنی‌های ورزشی، نسبتاً جدید است. دلیل توجه به این فناوری، توانایی آن در بهبود ویژگی‌های فیزیکی، شیمیایی و تغذیه‌ای محصولات، بدون نیاز به استفاده گسترده از گرما است؛ گرمایی که معمولاً باعث تغییر طعم، کاهش ارزش غذایی یا تغییر رنگ می‌شود.

ضرورت تحقیق در این زمینه به دلیل رشد روزافزون بازار نوشیدنی‌ها و محصولات لبنی و نیاز به افزایش ماندگاری و کیفیت آن‌ها است. روش‌های حرارتی مرسوم گرچه مؤثر هستند، اما گاهی ترکیبات حساس به دما را از بین می‌برند. فراصوت می‌تواند در دماهای پایین، میکروب‌ها و عوامل فساد را کاهش دهد و در عین حال مواد ارزشمند مانند ویتامین‌ها و آنتی‌اکسیدان‌ها را حفظ کند. این ویژگی‌ها آن را به ابزاری جذاب برای صنایع غذایی تبدیل کرده است، به‌ویژه در حوزه محصولاتی که طعم، بافت و ارزش تغذیه‌ای اهمیت بالایی دارند.

در این راستا، جواد حصاری، مدیر گروه صنایع غذایی دانشگاه تبریز، به همراه یکی از همکاران خود از همان دانشگاه و با همکاری دانشگاه آزاد اسلامی واحد خوی، به بررسی علمی این فناوری پرداخته‌اند. آن‌ها در قالب یک پژوهش مروری، اصول کار فراصوت و کاربردهای آن در فرآوری مواد غذایی مایع را به زبان علمی ولی قابل فهم برای متخصصان توضیح داده‌اند.

روش کار این پژوهش مبتنی بر جمع‌آوری و تحلیل مطالعات پیشین درباره استفاده از فراصوت قدرتی در صنایع غذایی بوده است. این نوع فراصوت معمولاً در محدوده فرکانس ۲۰ تا ۱۰۰ کیلوهرتز و با شدت صدای ۱۰ تا ۱۰۰۰ وات بر سانتی‌متر مربع به کار می‌رود. انرژی ارتعاشی آن توسط مبدل‌هایی مانند دستگاه‌های پیزوالکتریک یا سامانه‌های مغناطیسی ایجاد می‌شود و در برخی موارد با استفاده از روشی به نام «اثر ونتوری» تقویت می‌گردد. همچنین، پژوهشگران بررسی کرده‌اند که چگونه ترکیب فراصوت با روش‌های دیگر مانند گرما، فشار یا فناوری‌های نوین مانند مایکروویو و استخراج آنزیمی می‌تواند اثربخشی فرآوری را افزایش دهد.

نتایج بررسی نشان دادند که فراصوت می‌تواند فرآوری مواد غذایی را به‌گونه‌ای انجام دهد که نه‌تنها کیفیت محصول حفظ شود، بلکه زمان تولید و هزینه‌ها نیز کاهش یابد. این روش قادر است با ایجاد امواج شدید در مایعات، ساختارهای ریز مانند چربی‌ها و پروتئین‌ها را تغییر دهد و بهبودهایی در بافت و طعم ایجاد کند.

همچنین، استفاده از فراصوت با شدت ملایم به عنوان روشی غیرمخرب برای تخمین ترکیبات مواد غذایی (مانند شیر، میوه یا غلات) کاربرد دارد. این شیوه به صنایع امکان می‌دهد بدون نیاز به آزمایش‌های پیچیده یا تخریب نمونه، کیفیت محصولات را ارزیابی کنند.

از نظر اهمیت، یافته‌های فوق که در «فصلنامه فرآوری و نگهداری مواد غذایی» متعلق به دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان منتشر شده‌اند، نشان می‌دهند که این فناوری می‌تواند در کاهش آلودگی‌های میکروبی، افزایش ماندگاری، حفظ ترکیبات فعال زیستی و بهبود ویژگی‌های ظاهری مانند شفافیت و رنگ محصولات نوشیدنی مؤثر باشد. به‌ویژه در صنایع لبنی، این روش می‌تواند باعث تولید محصولات نوآورانه مانند نوشیدنی‌های پروبیوتیک با کیفیت بالاتر شود. اثرات جانبی منفی آن نیز در مقایسه با مزایا بسیار محدود است و معمولاً مشکل‌ساز نیست.

بر اساس این تحلیل، فراصوت در حال تبدیل شدن به یکی از فناوری‌های آینده‌دار در صنایع غذایی است، اما برای استفاده گسترده در مقیاس صنعتی هنوز نیاز به پژوهش‌های بیشتر دارد. به‌خصوص بررسی اثرات ترکیب این روش با سایر فناوری‌های غیرحرارتی و یافتن بهترین پارامترها برای هر نوع ماده غذایی، مسیر آینده این حوزه خواهد بود.

*