Пържене на храни, подобрено чрез ултразвук

Пържените храни, като пържени картофи, картофен чипс и други храни, пържени в маслена баня, могат да се подобрят чрез ултразвукова обработка преди или по време на пърженето. Научете как ултразвукът води до по-здравословни пържени храни, тъй като те съдържат по-малко олио и по-малко акриламид. Същевременно времето за пържене се съкращава, а хрупкавостта и цветът се подобряват.

Пържене с помощта на ултразвук за по-здравословни и по-добри пържени картофи и картофен чипс

Пърженето на картофи и картофен чипс с помощта на ултразвук предлага редица предимства, свързани предимно с подобрено качество, оптимизирани хранителни стойности и ефективност на обработката. Едно съществено предимство е намаляването на поглъщането на олио и времето за пържене при запазване или дори подобряване на качеството на продукта. По този начин ултразвуковото пържене прави пържените картофи по-хрупкави отвън и по-меки отвътре, което води до по-желана текстура.

Ултразвуковата кавитация подобрява пърженето

Ултразвуковата обработка влияе върху топлопреноса, образуването на мехурчета и намаляването на влагата (отстраняването на вода) по време на пържене.
Механизмът, който стои зад оптимизираните чрез ултразвук резултати от пърженето на картофи и чипс, се основава на явлението акустична кавитация, генерирана от ултразвукови вълни. Когато ултразвуковите вълни преминават през олиото за пържене, те създават миниатюрни вакуумни мехурчета, известни като кавитация. Тези мехурчета колабират бурно близо до повърхността на храната, предизвиквайки локално интензивно нагряване и високо налягане. Това действие подпомага бързия пренос на топлина към храната, като способства за равномерното ѝ приготвяне и намалява времето за пържене.

Освен това ултразвуковите вълни могат да засилят процесите на масопренос, като проникването на олио и отстраняването на влага, което води до подобрено качество на продукта. При производството на пържени картофи и картофен чипс бързото движение на кавитационните мехурчета създава микроконвекционни потоци в средата за пържене. Това подпомага бързото отстраняване на влагата и способства за равномерното разпределение на топлината и олиото за пържене около храната.

Ултразвуковата кавитация също така нарушава повърхностната структура на картофа, като създава микроканали и пори. Това означава увеличаване на повърхностната площ, което води до по-добри резултати от пърженето и съответно до повишена хрупкавост на крайния продукт. Разрушаването на клетъчните матрици улеснява по-доброто проникване на олиото, което води до намалено поглъщане на олио от храната и е благоприятно за потребителите, които се грижат за здравето си.

Благодарение на предизвиканата от ултразвука по-висока скорост на дифузия и отстраняване на вода крайното съдържание на влага може да бъде достигнато по-бързо.
Ултразвуковата обработка способства за образуването на мехурчета, което означава, че ултразвуковата обработка по време на пържене води до по-големи обеми на мехурчетата до края на пърженето. Броят на мехурчетата, размерът им и свързаното с тях отстраняване на вода по време на пържене се повлияват положително при процес на пържене с помощта на ултразвук. Отстраняването на вода от картофите се усилва чрез засилена дифузия, както и чрез засилен топло- и масопренос.

Ултразвуковото пържене води до намаляване на олиото

По-малката адсорбция на олио по време на пържене води до по-здравословни пържени картофи и картофен чипс.
 
Как ултразвукът намалява поглъщането на олио при пържене на картофи?
Когато картофените резени се потопят в горещо олио, около тях се образуват миниатюрни мехурчета поради бързото разширяване на водата в картофените клетки. Тези мехурчета в крайна сметка се пукат, образувайки малки пори в структурата на картофа. Когато в олиото за пържене се въведат ултразвукови вълни, те създават микроскопични кавитационни мехурчета. Тези мехурчета колабират с огромна сила близо до повърхността на картофа, предизвиквайки така нареченото образуване на микроструи.
Тези генерирани чрез ултразвук микроструи отстраняват излишното нишесте, така че се поглъща по-малко олио. Освен това интензивното раздвижване, предизвикано от ултразвуковите вълни, способства и за по-добър контакт между повърхността на картофа и горещото олио, като усилва топлопреноса. Това означава, че картофите се изпържват по-бързо, престояват по-малко време в олиото и по този начин общото поглъщане на олио намалява.

Ултразвуковото пържене води до намаляване на акриламида

Акриламидът е съединение, класифицирано като потенциален канцероген. Поради това нивата на акриламид в храните са регулирани и трябва да бъдат намалявани. Акриламид се получава, когато храната се обработва при температури над 120°C, а молекулите на акриламида се образуват чрез така наречената реакция на Майар, при която аминокиселината аспарагин и редуциращите захари се преобразуват. Пържените картофени продукти, като пържени картофи и чипс, са един от основните източници на акриламид. За производството на по-здравословни храни нискочестотният ултразвук с висок интензитет (в диапазона приблизително 20–26kHz), прилаган във вода за няколко минути, е полезна предварителна обработка преди пържене за намаляване на съдържанието на акриламид в пържените картофи.
Ултразвуковата обработка води до екстракция и съответно отстраняване на редуциращи захари и аспарагин от картофените клетки. Екстрахираните чрез ултразвук редуциращи захари и аспарагин се отмиват от картофа в заобикалящата го вода. Тъй като редуциращите захари и аспарагинът са прекурсори за реакцията на Майар и за образуването на акриламид, ултразвуковата предварителна обработка преди пържене ефективно намалява образуването на акриламид и 5-hydroxymethylfurfural.
Следователно ултразвуковата предварителна обработка намалява съдържанието на редуциращи захари, което е довело до по-малко образуване на акриламид и 5-hydroxymethylfurfural.

Bruno et al. (2024) постигат намаляване на образуването на акриламид с до 67,1% чрез кратка ултразвукова обработка от 2 минути с ултразвуковия апарат Hielscher UIP2000hdT, последвана от измиване с гореща вода.

Antunes-Rohling et al. (2018) показват увеличаване на екстракцията на захари и съответно намалени с 44% нива на акриламид чрез ултразвукова обработка на картофени пръчици за 30 min във водна баня преди пържене (171◦C, 10 min).

Ултразвуково отмиване на нишесте и бланширане

Богатите на нишесте картофи се превръщат в меки и ронливи пържени картофи при пържене или печене. Ето защо нишестето се отстранява от повърхността на картофите чрез измиване. Ултразвуковата обработка подобрява отстраняването на нишестето не само от повърхността, но дори и от по-дълбоките слоеве на картофа. Ултразвуковата обработка създава пори, така че повърхностната ерозия на нишестените гранули се съчетава с екстракция на нишесте от вътрешността на картофа.
По този начин отмиването на нишесте с помощта на ултразвук води до подобрен контрол върху процеса на покафеняване, което води до равномерно изпържени картофи. Това подобрено чрез ултразвук отстраняване на нишесте води до по-хрупкави и по-златисти пържени картофи.

Влияние на ултразвука върху реакцията на Майар

Реакцията на Майар, която протича между редуциращи захари и източници на протеини, както и поглъщането на олио по време на пържене влияят върху крайния цвят на пържените продукти.
Подобрен цвят на пържените продукти: При пържени картофи, обработени чрез осмотична дехидратация с помощта на ултразвук (UAOD), стойностите на a* са значително по-ниски (p ≤ 0,05) от тези на необработените пържени проби. При наблюдение на стойностите на ΔE* и a* UAOD осигурява по-добър цвят, когато се прилага преди пържене. Ултразвуковата предварителна обработка на храната преди пържене намалява ензимната активност и постига положителни промени в цвета по време на пържене.

Ултразвукова осмотична дехидратация

Осмотичната дехидратация с помощта на ултразвук (UAOD) има предимството да подобрява цвета на пържените картофи. Освен това тя е съкратила времето за предварителна обработка при осмотичната дехидратация с около 67 %. Ултразвуковата обработка увеличава ефективността и скоростта на осмотичната дехидратация. Освен това ултразвуковата осмотична дехидратация е подобрила качеството на пържените картофи, като е намалила съдържанието на олио и влага в сравнение с необработените проби.

Ултразвуково сушене на картофи с въздух

Сушенето с въздух е алтернативен метод за отстраняване на влагата от картофите с цел намаляване на първоначалното водно съдържание и по този начин минимизиране на поглъщането на олио и подобряване на свойствата на пържената храна. Конвективното сушене с въздух с помощта на ултразвук като предварителна обработка преди пържене на картофен чипс подобрява свойствата и поглъщането на олио на крайния картофен чипс, тъй като ултразвукът усилва отстраняването на вода.

Ултразвукови апарати за подобрено пържене

Прилагането на ултразвук при преработката на храни води до по-високи добиви на продукта, по-кратко време за обработка, по-ниски разходи за поддръжка и по-добри, по-здравословни качествени характеристики. Ултразвуковата обработка може да се прилага като предварителна обработка преди пържене или директно по време на процеса на пържене.
Hielscher Ultrasonics предлага високопроизводителни ултразвукови апарати за интегриране във фритюрници и вани за измиване на картофи от всякакви размери. Сонотродите и ултразвуковите сонди могат да се използват както при обработка на партиди, така и над транспортни ленти.
Свържете се с нас още днес, за да обсъдим Вашия процес на пържене и да научите как интегрирането на ултразвуков апарат Ви помага да произвеждате по-вкусни и по-здравословни пържени картофи и картофен чипс!

Проектиране, производство и консултации – качество, произведено в Германия

Ултразвуковите апарати Hielscher са добре познати с най-високите си стандарти за качество и проектиране. Здравината и лесната работа позволяват безпроблемното интегриране на нашите ултразвукови апарати в промишлени съоръжения. Ултразвуковите апарати Hielscher лесно се справят с тежки условия и взискателни работни среди.

Hielscher Ultrasonics е компания, сертифицирана по ISO, и поставя специален акцент върху високопроизводителни ултразвукови апарати с най-съвременна технология и удобство за потребителя. Разбира се, ултразвуковите апарати Hielscher са в съответствие с CE и отговарят на изискванията на UL, CSA и RoHs.