تحسين قلي الأغذية بالموجات فوق الصوتية

يمكن للأغذية المقلية، مثل أصابع البطاطس المقلية ورقائق البطاطس وغيرها من الأغذية المقلية بالغمر في الزيت، أن تستفيد من المعالجة بالموجات فوق الصوتية قبل القلي أو أثناءه. تعرّف على كيفية إسهام الموجات فوق الصوتية في إنتاج أغذية مقلية أكثر صحية، إذ تحتوي على زيت أقل وأكريلاميد أقل. وفي الوقت نفسه، تقصر مدة القلي وتتحسن القرمشة واللون.

القلي بمساعدة الموجات فوق الصوتية لإنتاج أصابع بطاطس مقلية ورقائق بطاطس أكثر صحية وأفضل جودة

يوفر قلي أصابع البطاطس ورقائق البطاطس بمساعدة الموجات فوق الصوتية فوائد عديدة، تتمحور أساسًا حول تحسين الجودة والقيم الغذائية وكفاءة المعالجة. ومن المزايا المهمة تقليل امتصاص الزيت ومدة القلي مع الحفاظ على جودة المنتج أو حتى تحسينها. وبذلك، ينتج القلي بالموجات فوق الصوتية أصابع بطاطس ذات طبقة خارجية أكثر قرمشة وداخل أكثر طراوة، مما يمنحها قوامًا أكثر استساغة.

التجويف بالموجات فوق الصوتية يحسّن القلي

تؤثر المعالجة بالموجات فوق الصوتية في انتقال الحرارة وتكوّن الفقاعات وتقليل الرطوبة (إزالة الماء) أثناء القلي.
تكمن الآلية الكامنة وراء تحسين نتائج قلي أصابع البطاطس ورقائق البطاطس بالموجات فوق الصوتية في ظاهرة التجويف الصوتي التي تولّدها هذه الموجات. فعندما تمر الموجات فوق الصوتية عبر زيت القلي، تُنشئ فقاعات فراغية دقيقة تُعرف بالتجويف. وتنهار هذه الفقاعات بعنف بالقرب من سطح الغذاء، مما يولّد حرارة وضغطًا شديدين موضعيًا. ويساعد هذا التأثير على انتقال الحرارة بسرعة إلى الغذاء، مما يعزز نضجه بالتساوي ويقلل مدة القلي.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن للموجات فوق الصوتية أن تعزز عمليات انتقال الكتلة، مثل نفاذ الزيت وإزالة الرطوبة، مما يؤدي إلى تحسين جودة المنتج. وفي إنتاج أصابع البطاطس المقلية ورقائق البطاطس، تنشئ الحركة السريعة لفقاعات التجويف تيارات حمل حراري دقيقة داخل وسط القلي. ويساعد ذلك على إزالة الرطوبة بسرعة ويعزز التوزيع المتساوي للحرارة وزيت القلي حول الغذاء.

كما يتسبب التجويف بالموجات فوق الصوتية في تفكيك البنية السطحية للبطاطس، مما ينشئ قنوات دقيقة ومسامًا. ويعني ذلك زيادة مساحة السطح، مما يؤدي إلى نتائج قلي أفضل، وبالتالي إلى تعزيز قرمشة المنتج النهائي. ويسهّل تفكيك المصفوفات الخلوية نفاذ الزيت بصورة أفضل، مما يؤدي إلى تقليل امتصاص الغذاء للزيت، وهو أمر مفيد للمستهلكين المهتمين بصحتهم.

بفضل زيادة معدل الانتشار وإزالة الماء الناتجة عن الموجات فوق الصوتية، يمكن الوصول إلى المحتوى النهائي من الرطوبة بسرعة أكبر.
تعزز المعالجة بالموجات فوق الصوتية تكوّن الفقاعات، مما يعني أن استخدامها أثناء القلي يؤدي إلى زيادة أحجام الفقاعات حتى نهاية القلي. ويتأثر عدد الفقاعات وحجمها وإزالة الماء المرتبطة بها أثناء القلي تأثيرًا إيجابيًا في عملية القلي بمساعدة الموجات فوق الصوتية. وتتعزز إزالة الماء من البطاطس بفعل زيادة الانتشار وكذلك زيادة انتقال الحرارة والكتلة.

القلي بالموجات فوق الصوتية يؤدي إلى تقليل الزيت

يؤدي انخفاض امتزاز الزيت أثناء القلي إلى إنتاج أصابع بطاطس مقلية ورقائق بطاطس أكثر صحية.
 
كيف تقلل الموجات فوق الصوتية امتصاص الزيت أثناء قلي البطاطس؟
عند غمر شرائح البطاطس في الزيت الساخن، تتكوّن حولها فقاعات دقيقة نتيجة التمدد السريع للماء داخل خلايا البطاطس. وتنفجر هذه الفقاعات في النهاية، فتشكّل مسامًا صغيرة في بنية البطاطس. وعند إدخال الموجات فوق الصوتية إلى زيت القلي، فإنها تنشئ فقاعات تجويف مجهرية. وتنهار هذه الفقاعات بقوة هائلة بالقرب من سطح البطاطس، مما يسبب ما يُعرف بتكوّن النفاثات الدقيقة.
تزيل هذه النفاثات الدقيقة المتولدة بالموجات فوق الصوتية النشا الزائد، بحيث يُمتص زيت أقل. علاوة على ذلك، يعزز التحريك الشديد الناتج عن الموجات فوق الصوتية التلامس بين سطح البطاطس والزيت الساخن، مما يزيد انتقال الحرارة. وهذا يعني أن البطاطس تُقلى بسرعة أكبر، وتقضي وقتًا أقل في الزيت، وبالتالي ينخفض إجمالي امتصاصها للزيت.

القلي بالموجات فوق الصوتية يؤدي إلى تقليل الأكريلاميد

الأكريلاميد مركّب يُصنَّف على أنه مادة محتملة التسبب بالسرطان. ولذلك، تخضع مستويات الأكريلاميد في الأغذية للوائح تنظيمية وينبغي خفضها. يتكوّن الأكريلاميد عند معالجة الغذاء في درجات حرارة تتجاوز 120°C، وتتكوّن جزيئاته عبر ما يُعرف بتفاعل ميلارد، حيث يتحول الحمض الأميني أسباراجين والسكريات المختزلة. وتُعد البطاطس المقلية، مثل أصابع البطاطس ورقائق البطاطس، أحد المصادر الرئيسية للأكريلاميد. ولإنتاج أغذية أكثر صحية، تُعد الموجات فوق الصوتية منخفضة التردد وعالية الشدة (في نطاق يقارب 20-26kHz) وسيلة مفيدة للمعالجة المسبقة في الماء لبضع دقائق قبل القلي، بهدف تقليل محتوى الأكريلاميد في البطاطس المقلية.
تؤدي المعالجة بالموجات فوق الصوتية إلى استخلاص السكريات المختزلة والأسباراجين، وبالتالي إزالتهما من خلايا البطاطس. وتُغسل السكريات المختزلة والأسباراجين المستخلصة بالموجات فوق الصوتية من البطاطس إلى الماء المحيط بها. وبما أن السكريات المختزلة والأسباراجين هي المواد الأولية لتفاعل ميلارد ولتكوّن الأكريلاميد، فإن المعالجة المسبقة بالموجات فوق الصوتية قبل القلي تقلل بكفاءة تكوّن الأكريلاميد و5-hydroxymethylfurfural.
وبالتالي، تخفض المعالجة المسبقة بالموجات فوق الصوتية محتوى السكريات المختزلة، مما أدى إلى تقليل تكوّن الأكريلاميد و5-hydroxymethylfurfural.

حقق Bruno et al. (2024) انخفاضًا في تكوّن الأكريلاميد يصل إلى 67.1% من خلال معالجة قصيرة بالموجات فوق الصوتية لمدة 2 دقيقة باستخدام جهاز المعالجة بالموجات فوق الصوتية Hielscher UIP2000hdT، تلاها الغسل بالماء الساخن.

أظهر Antunes-Rohling et al. (2018) زيادة في استخلاص السكريات، وبالتالي انخفاضًا بنسبة 44% في مستويات الأكريلاميد، من خلال معالجة أصابع البطاطس بالموجات فوق الصوتية لمدة 30 min في حمام مائي قبل القلي (171◦C، 10 min).

إزالة النشا بالغسل والسلق الأولي بالموجات فوق الصوتية

تتحول البطاطس الغنية بالنشا إلى أصابع بطاطس طرية وهشة أثناء القلي أو الخَبز. ولهذا السبب، يُزال النشا من سطح البطاطس بغسلها. وتحسّن المعالجة بالموجات فوق الصوتية إزالة النشا من السطح، وكذلك من الطبقات الأعمق في البطاطس. وتنشئ المعالجة بالموجات فوق الصوتية مسامًا، بحيث يقترن التآكل السطحي لحبيبات النشا باستخلاص النشا من داخل البطاطس.
وبذلك، تتيح إزالة النشا بالغسل بمساعدة الموجات فوق الصوتية تحكمًا أفضل في عملية اكتساب اللون البني، مما ينتج أصابع بطاطس مقلية بالتساوي. وتؤدي إزالة النشا المحسّنة بالموجات فوق الصوتية إلى أصابع بطاطس أكثر قرمشة وأكثر ذهبية اللون.

تأثيرات الموجات فوق الصوتية في تفاعل ميلارد

يؤثر تفاعل ميلارد، الذي يحدث بين السكريات المختزلة ومصادر البروتين، وكذلك امتصاص الزيت أثناء القلي، في اللون النهائي للمنتجات المقلية.
تحسين لون المنتجات المقلية: في البطاطس المقلية التي عولجت بالتجفيف الأسموزي بمساعدة الموجات فوق الصوتية (UAOD)، كانت قيم a* أقل بدرجة ذات دلالة إحصائية (p ≤ 0.05) من قيم العينات المقلية غير المعالجة. وبالنظر إلى قيم ΔE* وa*، وفّر UAOD لونًا أفضل عند تطبيقه قبل القلي. وتقلل المعالجة المسبقة للأغذية بالموجات فوق الصوتية قبل القلي نشاط الإنزيمات وتحقق تغيّرات إيجابية في اللون أثناء القلي.

التجفيف الأسموزي بالموجات فوق الصوتية

يمتاز التجفيف الأسموزي بمساعدة الموجات فوق الصوتية (UAOD) بتحسين لون أصابع البطاطس المقلية. كما أنه قصّر مدة المعالجة المسبقة بالتجفيف الأسموزي بنحو 67 %. وتزيد المعالجة بالموجات فوق الصوتية كفاءة التجفيف الأسموزي وسرعته. بالإضافة إلى ذلك، حسّن التجفيف الأسموزي بالموجات فوق الصوتية جودة البطاطس المقلية عن طريق خفض محتواها من الزيت والرطوبة مقارنة بالعينات غير المعالجة.

التجفيف الهوائي لأصابع البطاطس بالموجات فوق الصوتية

التجفيف الهوائي طريقة بديلة لإزالة الرطوبة من البطاطس بهدف خفض محتواها الأولي من الماء، وبالتالي تقليل امتصاص الزيت وتحسين خصائص الأغذية المقلية. ويؤدي التجفيف الهوائي بالحمل الحراري بمساعدة الموجات فوق الصوتية، بوصفه معالجة مسبقة قبل قلي رقائق البطاطس، إلى تحسين خصائص رقائق البطاطس النهائية وامتصاصها للزيت، إذ تعزز الموجات فوق الصوتية إزالة الماء.

أجهزة معالجة بالموجات فوق الصوتية لتحسين القلي

يؤدي تطبيق الموجات فوق الصوتية في معالجة الأغذية إلى زيادة مردود المنتجات، وتقليل وقت المعالجة، وخفض تكاليف الصيانة، وتحسين خصائص الجودة وجعلها أكثر صحية. ويمكن تطبيق المعالجة بالموجات فوق الصوتية بوصفها معالجة مسبقة قبل القلي أو مباشرة أثناء عملية القلي.
توفر Hielscher Ultrasonics أجهزة معالجة بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء لدمجها في القلايات وأحواض غسل البطاطس من جميع الأحجام. ويمكن استخدام السونوترودات ومسابير الموجات فوق الصوتية في المعالجة على دفعات وكذلك فوق السيور الناقلة.
تواصل معنا اليوم لمناقشة عملية القلي لديك والتعرّف على كيفية مساعدة دمج جهاز معالجة بالموجات فوق الصوتية في إنتاج أصابع بطاطس مقلية ورقائق بطاطس ألذ وأكثر صحية!

التصميم والتصنيع والاستشارات – جودة صُنعت في ألمانيا

تشتهر أجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية من Hielscher بأعلى معايير الجودة والتصميم. وتتيح المتانة وسهولة التشغيل دمج أجهزتنا للمعالجة بالموجات فوق الصوتية بسلاسة في المنشآت الصناعية. وتتعامل أجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية من Hielscher بسهولة مع الظروف القاسية والبيئات المتطلبة.

Hielscher Ultrasonics شركة حاصلة على شهادة ISO، وتولي اهتمامًا خاصًا بأجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء التي تتميز بأحدث التقنيات وسهولة الاستخدام. وبالطبع، تتوافق أجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية من Hielscher مع CE وتلبي متطلبات UL وCSA وRoHs.