آگاهی و نگرانی مصرف‌کننده در مورد جنبه‌های بهداشتی تولید مواد غذایی رو به رشد است و مقامات نظارتی به‌طور فزاینده‌ای اقدامات نظارتی سختگیرانه‌ای را برای فراوری و ایمنی مواد غذایی اعمال می‌کنند (Ververis et al., 2020). روش‌های سنتی عملیات حرارتی برای فراوری و نگهداری مواد غذایی شامل پاستوریزه کردن و استریل کردن است (Xiao et al., 2017). هدف اصلی این تیمارها از بین بردن میکروارگانیسم‌ها و آنزیم‌های نامطلوب موجود در محصولات غذایی است. با این حال، برای مؤثر بودن، هم دما و هم زمان فرایند باید در نظر گرفته شوند. در طی فرآیند حرارتی، غذا ممکن است برخی از مواد مغذی را از دست بدهد، طعم و رنگ نامطلوب ایجاد کند و برخی از خواص ارگانولپتیک نیز بدتر شوند (Xiao et al., 2017; Ling et al., 2015). در نتیجه، روش‌های جدید فراوری غیرحرارتی مورد توجه قرار گرفته است. یکی از این فناوری‌های جدید در این زمینه استفاده از اولتراسوند است. در یک بررسی اخیر، Evelyn و Silva (2020) نشان دادند که چگونه اولتراسوند با شدت بالا می‌تواند سلول‌ها را غیرفعال کرده و آنزیم‌ها را دناتوره کند.

مکانیسم عمل اولتراسوند یا فراصوت (US)

مشابه امواج صوتی، US یک موج مکانیکی است که در یک محیط الاستیک با فرکانس بین 20 کیلوهرتز و 10 مگاهرتز منتشر می‌شود. این فرکانس‌ها فراتر از محدوده شنوایی گوش انسان قرار دارند. وقتی یک موج اولتراسوند از یک محیط عبور می‌کند، باعث جابجایی طولی ذرات می‌شود که خود منجر به ایجاد سیکل های فشرده‌سازی و انبساط در محیط می‌گردد (Chemat et al., 2017). در یک نقطه خاص، فشرده‌سازی‌های پی‌درپی و انبساط محیط سبب بروز پدیده کاویتاسیون می شود. حباب‌های ایجاد شده طی کاویتاسیون در طول مراحل انبساط رشد می‌کنند و در طول چرخه‌های فشرده‌سازی، اندازه آن‌ها کاهش می‌یابد. در طول چرخه تراکم، حباب‌های کاویتاسیون به نقطه بحرانی می‌رسند و در طول چرخه فشرده‌سازی که مقادیر زیادی انرژی آزاد می‌کنند، فرو می‌پاشند. تخمین زده می‌شود که دما و فشار در لحظه فروپاشی به ترتیب حدود 5000 کلوین و 2000 اتمسفر باشد (Chemat et al., 2011). این فشار و دمای بالا ناشی از حباب‌های کاویتاسیون در نزدیکی سطح سلول، میکروجت‌هایی را به سمت سلول‌ها تولید می‌کنند که باعث پارگی آن‌ها می‌شود.

فراوری با کمک اولتراسوند یک روش جدید و غیرحرارتی برای نگهداری مواد غذایی به شمار می‌آید. مزیت اولتراسوند مربوط به زمان فرایند کوتاه‌تر و کیفیت بهبود یافته محصول نهایی می باشد و به عنوان یک فناوری "سبز" دوستدار محیط زیست در نظر گرفته می‌شود (Toepfl و همکاران، 2006؛ Bhargava و همکاران، 2021؛ Gavahian و همکاران، 2017). بسیاری از مواد غذایی و محصولات زیست‌فعال از نظر حرارتی حساس و در برابر تغییرات شیمیایی و فیزیکی آسیب‌پذیر هستند (Chemat et al., 2017). بنابراین، اولتراسوند برای استخراج و فراوری محصولات و مواد غذایی حساس ایده‌آل است. با توجه به اینکه تجهیزات اولتراسوند قابل اعتماد به راحتی در دسترس هستند، صنایع غذایی علاقه زیادی به استفاده از این فناوری به عنوان یک فناوری جدید و سازگار با محیط زیست دارند.

فراصوت در استخراج ترکیبات زیست‌فعال

در مقایسه با روش‌های استخراج مرسوم مانند سوکسله یا تقطیر با بخار، فرآیندهای استخراج به کمک اولتراسوند (US) می‌توانند در عرض چند دقیقه با تکرارپذیری بالا، کاهش مصرف حلال‌ و خلوص بیشتر محصولات نهایی، با مصرف تنها کسری از انرژی مورد نیاز، انجام شوند (Chemat et al., 2017). چندین کلاس از اجزای غذایی مانند طعم ها، رنگدانه‌ها، آنتی‌اکسیدان‌ها و سایر ترکیبات آلی و معدنی به‌طور مؤثر از بافت‌های گیاهی و حیوانی و سایر مواد غذایی استخراج و آنالیز شده‌اند (Chemat et al., 2017; Evelyn & Silva, 2020). یک مزیت بسیار قانع‌کننده این است که فرآیندهای اولتراسوند به حلال مورد استفاده یا محتوای رطوبت محصولات محدود نمی‌شوند. فرآیندهای انتقال جرم با قرار گرفتن در معرض اولتراسوند افزایش می‌یابند (Kroehnke et al., 2021).

ارتباط با ما از طریق آیدی تلگرام با آدرس زیر:

https://t.me/PySpri