Ultrazvuk pro zlepšené rozmrazování a loupání krevet

Tradiční zrání krevet založené na nakládání do solného nálevu může uvolnit spojení krunýře s masem, vyžaduje však dlouhou dobu máčení a pečlivou kontrolu soli, aby nedošlo k blednutí barvy, ztrátě sladkosti a zhoršení textury. Nejnovější pokroky ukazují, že výkonový ultrazvuk může zrání nahradit nebo zlepšit tím, že urychlí jak rozmrazování, tak uvolňování krunýře, a zároveň zachová kvalitu krevet. Získejte vědecky podložené poznatky o tom, jak sonikace zlepšuje efektivitu zpracování a kvalitu konečného produktu u mražených krevet.

Loupání krevet a jeho výzvy

Loupání krevet je jednou z největších nákladových položek při zpracování korýšů. Studenovodní druhy, jako je Pandalus borealis, vykazují velmi silné spojení svaloviny s krunýřem, takže čerstvě ulovené krevety je extrémně obtížné strojově loupat. K vyřešení tohoto problému zpracovatelé tradičně používají zrání v solném nálevu nebo v ledu po dobu až 1–3 dnů, během níž endogenní enzymy a difuze soli toto spojení oslabí. Nicméně:

• dlouhé máčení s sebou nese riziko ztráty červené/žluté barvy,
• nadměrný příjem soli mění chuť a snižuje sladkost,
• prodloužená doba zvyšuje mikrobiální riziko a
• krystalizace ledu během zmrazování může bez dostatečné koncentrace soli poškodit tkáň.

Moderní alternativou je sonikace, která působí fyzikálně (kavitace, mikroproudy, smykové síly), nikoli chemicky, a zajišťuje jak rychlé rozmrazování, tak urychlené uvolňování krunýře s minimální degradací produktu.

Jak ultrazvuk zlepšuje rozmrazování krevet

Rychlý přenos tepla díky kavitaci

Ultrazvuk vytváří v kapalině obklopující krevety mikroskopické bublinky. Tyto bublinky se rozpínají a prudce kolabují – jev nazývaný akustická kavitace.
Podle Li et al. (2024):
Ultrazvuk zkrátil dobu rozmrazování z 87 min (rozmrazování na vzduchu) a 66 min (rozmrazování v proudící vodě) na 48 min, což představuje zrychlení o 48,9%.

Křivky rozmrazování mražených krevet ošetřených různými metodami rozmrazování. (AT: rozmrazování na vzduchu, FWT: rozmrazování průtokovou hydrolýzou, US: rozmrazování za pomoci ultrazvuku, UST: rozmrazování v SBEW za pomoci ultrazvuku)
Studie a graf: Li et al., 2024

K tomu dochází, protože kolabující kavitační bubliny:

• vytvářejí rázové vlny a mikroproudy,
• ztenčují tepelnou mezní vrstvu kolem potraviny
• a urychlují tání vnitřních ledových krystalů.

Ochrana proti oxidaci lipidů/proteinů

Li et al. (2024) ukazují, že kombinace ultrazvuku s mírně alkalickou elektrolyzovanou vodou (SBEW) zabraňuje:

• MDA (marker oxidace lipidů) klesl na 0,62 nmol/mg u ultrazvuku + SBEW oproti 0,83 nmol/mg u krevet rozmrazovaných na vzduchu.
• Karbonyly (oxidace proteinů) byly nejnižší u krevet ošetřených SBEW za pomoci ultrazvuku (1,63 nmol/mg oproti 3,21 nmol/mg při rozmrazování na vzduchu).

Zachování svalové struktury a retence vody

Ultrazvukové rozmrazování (UST):

• zachovává integritu svalových vláken, přičemž vzorky ošetřené SBEW za pomoci ultrazvuku vykazují těsně uspořádaná vlákna podobná čerstvým krevetám.
• vede k nejnižší ztrátě při rozmrazování (4,06%) a nejnižší ztrátě při vaření ve srovnání se všemi ostatními metodami.

Vliv různých metod rozmrazování na mikrostrukturní změny krevet
(FS: čerstvé krevety, AT: rozmrazování na vzduchu, FWT: rozmrazování průtokovou hydrolýzou, US: rozmrazování za pomoci ultrazvuku, UST: rozmrazování v SBEW za pomoci ultrazvuku)
Studie a snímky: ©Li et al., 2024

Loupání krevet zlepšené ultrazvukem

1. Kavitace fyzikálně oslabuje rozhraní mezi krunýřem a svalovinou

   Dang et al. (2018) zjistili, že výkonový ultrazvuk o frekvenci 24 kHz vytváří:

   • spirálovité důlky na povrchu krunýře,
   • erozi epikutikulární vrstvy,
   • zvýšenou pórovitost,
   • mikrokanálky sahající směrem k membránové vrstvě.

   Tyto strukturní změny dramaticky zlepšují uvolňování krunýře.
   Snímky SEM na straně 37 jasně ukazují důlky na krevetách ošetřených US a US+enzymem, zatímco syrové vzorky a vzorky ošetřené pouze enzymem zůstávají hladké.

 

2. Ultrazvuk snižuje práci potřebnou k loupání a zvyšuje výtěžnost

   Při použití před enzymatickým zráním nebo během něj:

   • Práce potřebná k loupání klesla ze 7,8 mJ/g (syrové) na 3,9 mJ/g, což představuje snížení o 50%.
   • Výtěžnost masa se zvýšila (až na ~90% v závislosti na podmínkách).
   • Podíl zcela oloupaných krevet se významně zvýšil.



   Již samotný ultrazvuk zlepšuje loupatelnost; kombinace ultrazvuku + enzymu je ještě účinnější.

 

3. Difuze enzymů zesílená ultrazvukovými mikrokanálky

   Navrhovaný mechanismus vede k následujícímu:

   1. Kavitační důlky tvoří v krunýři „vstupní body“.
   2. Tyto důlky se napojují na hlubší mikrokanálky.
   3. Enzymy – ať endogenní, nebo přidané – pronikají rychleji a hydrolyzují spojení svaloviny s krunýřem.

   To umožňuje:

   • kratší zrání (hodiny místo 1–3 dnů),
   • nižší riziko blednutí barvy nebo ztráty sladkosti,
   • nižší potřebu soli než při nakládání do solného nálevu.

 

4. Minimální vliv na barvu a texturu

   Na rozdíl od dlouhého máčení v soli ultrazvukové ošetření:

   • nezměnilo barevné parametry L*, a*, b* ve srovnání se syrovými krevetami,
   • nepoškodilo texturu (tvrdost, resilience a žvýkatelnost zůstaly srovnatelné).

   Díky tomu je ultrazvuk mnohem bezpečnější než nadměrné zrání v solném nálevu, o kterém je známo, že zmatňuje barvu a snižuje sladkost.

Sonikace ve srovnání s nakládáním do solného nálevu

Ultrazvuk poskytuje kontrolovanější, rychlejší a čistší mechanismus než difuze soli.