Ultrazvuk pro lepší rozmrazování a loupání krevet

Tradiční zrání krevet založené na solném nálevu může uvolnit spojení mezi krunýřem a masem, vyžaduje však dlouhou dobu namáčení a pečlivou regulaci množství soli, aby nedošlo k vyblednutí barvy, ztrátě sladkosti a zhoršení textury. Nejnovější poznatky ukazují, že výkonný ultrazvuk může tento proces zrání nahradit nebo vylepšit tím, že urychluje jak rozmrazování, tak uvolňování krunýře, a zároveň zachovává kvalitu krevet. Získejte vědecky podložené poznatky o tom, jak sonikace zlepšuje efektivitu zpracování a kvalitu konečného produktu u mražených krevet.

Loupání krevet a s tím spojené výzvy

Loupání krevet je jednou z největších nákladových položek při zpracování korýšů. Druhy žijící ve studené vodě, jako je Pandalus borealis, vykazují velmi silné spojení svalů se skořápkou, což značně ztěžuje mechanické loupání čerstvě ulovených krevet. K vyřešení tohoto problému zpracovatelé tradičně používají solení nebo zrání v ledu po dobu 1–3 dnů, což umožňuje endogenním enzymům a difuzi soli toto spojení oslabit. Nicméně:

• Při dlouhodobém namáčení hrozí ztráta 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 spíše fyzikálně (kavitace, mikroproudy, smykové síly) než chemicky a umožňuje jak rychlé rozmrazení, tak urychlené uvolnění skořápky při minimální degradaci produktu.

 

Discover the groundbreaking potential of intense airborne ultrasound with the Hielscher stepped plate resonator. This innovative technology leverages high-power ultrasonic waves for precise, non-contact applications such as drying, defoaming, thawing and precision cleaning. Compact, versatile, and robust, the resonator's advanced stepped geometry amplifies and focuses sound waves to deliver powerful energy, making it ideal for delicate and complex industrial processes. Whether you're in manufacturing, aerospace, food processing, pharmaceuticals, or materials research, this technology opens new doors to efficiency and innovation.

 

Jak ultrazvuk zlepšuje rozmrazování krevet

Rychlý přenos tepla prostřednictvím kavitace

Ultrazvuk vytváří v kapalině obklopující krevety mikroskopické bublinky. Tyto bublinky se prudce roztahují a zase se zhroutí – tento jev se nazývá akustická kavitace.
Podle Liho a kol. (2024):
Díky ultrazvuku se doba rozmrazování zkrátila z 87 minut (rozmrazování na vzduchu) a 66 minut (rozmrazování pod tekoucí vodou) na 48 minut, což představuje zrychlení o 48,9 %.

 

 

K tomu dochází v důsledku kolapsu kavitačních bublin:

• vytvářejí rázové vlny a mikroproudy,
• zredukovat tloušťku tepelné mezní vrstvy kolem potraviny,
• a urychlit tání vnitřních ledových krystalů.

Ochrana před oxidací lipidů a bílkovin

Li a kol. (2024) dokazují, že kombinace ultrazvuku s mírně zásaditou elektrolýzovanou vodou (SBEW) zabraňuje:

• Hodnota MDA (ukazatel oxidace lipidů) klesla na 0,62 nmol/mg u krevet rozmražených pomocí ultrazvuku + SBEW oproti 0,83 nmol/mg u krevet rozmražených na vzduchu.
• Hodnoty karbonylů (oxidace bílkovin) byly nejnižší u krevet ošetřených metodou SBEW za pomoci ultrazvuku (1,63 nmol/mg oproti 3,21 nmol/mg u rozmrazování na vzduchu).

Zachování svalové struktury a zadržování vody

Rozmrazování pomocí ultrazvuku (UST):

• zachovává integritu svalových vláken, přičemž vzorky ošetřené metodou SBEW za pomoci ultrazvuku vykazují pevně uspořádaná vlákna podobná těm u čerstvých krevet.
• vede k nejnižším ztrátám při rozmrazování (4,06 %) a nejnižším ztrátám při vaření ve srovnání se všemi ostatními metodami.

 

 

Ultrazvukem vylepšené loupání krevet

1. Kavitace fyzicky oslabuje rozhraní mezi skořápkou a svalem

   Dang a kol. (2018) zjistili, že výkonový ultrazvuk o frekvenci 24 kHz způsobuje:

   • spirálovité prohlubně na povrchu skořápky,
   • eroze epikutikulární vrstvy,
   • zvýšená pórovitost,
   • mikrokanálky směřující k membránové vrstvě.

   Tyto konstrukční změny výrazně zlepšují uvolňování skořápky.
   Snímky z rastrovacího elektronového mikroskopu (SEM) na straně 37 jasně ukazují důlky na krevetách ošetřených ultrazvukem a ultrazvukem s enzymy, zatímco vzorky v surovém stavu a ošetřené pouze enzymy zůstávají hladké.

 

2. Ultrazvuk snižuje potřebu loupání a zvyšuje výtěžnost

   Při použití před nebo během zrání enzymů:

   • Energie potřebná k odlupování klesla ze 7,8 mJ/g (surové) na 3,9 mJ/g, což představuje 50% snížení.
   • Výtěžnost masa se zvýšila (až na ~90 % v závislosti na stavu).
   • Podíl zcela oloupaných krevet se výrazně zvýšil.

   Již samotný ultrazvuk zlepšuje odlupovatelnost; kombinace ultrazvuku a enzymů je ještě účinnější.

 

3. Zvýšená difúze enzymů prostřednictvím ultrazvukových mikrokanálků

   Navrhovaný mechanismus vede k:

   1. Vznikají kavitační důlky “vstupní body” v shellu.
   2. Tyto prohlubně navazují na hlubší mikrokanálky.
   3. Enzymy – ať už endogenní, nebo přidané – pronikají rychleji a štěpí vazbu mezi svalem a skořápkou.

   To umožňuje:

   • kratší doba zrání (hodiny namísto 1–3 dnů),
   • menší riziko vyblednutí barvy nebo ztráty sladkosti,
   • nižší spotřeba soli než při nakládání do slaného nálevu.

 

4. Minimální vliv na barvu a strukturu

   Na rozdíl od dlouhých solných koupelí mají ultrazvukové procedury následující výhody:

   • nezměnila barevné parametry L*, a*, b* ve srovnání s nevařenými krevetami,
   • nepoškodilo strukturu (tvrdost, pružnost a žvýkavost zůstaly na srovnatelné úrovni).

   Díky tomu je ultrazvuk mnohem bezpečnější než přezrávání ve slaném nálevu, o kterém je známo, že tlumí barvu a snižuje sladkost.

Ultrazvuková úprava ve srovnání s nakládáním do solného roztoku

Ultrazvuk představuje kontrolovanější, rychlejší a čistší způsob než difúze soli.

Parametr	Tradiční zrání ve slaném nálevu	Metody založené na ultrazvuku
Čas	12–48 hodin	3–4 hodiny (US + enzym)
Spotřeba soli	Vysoko	Nízká nebo žádná
Riziko nadměrného namočení	Vysoko	Velmi nízká
Odstraňování vrstvy	Moderovat	Sleva až 50 %
Zachování barev	Často zlevněné	Udržováno
sladkost	Může dojít ke snížení	Udržováno
Textura	ztráta pružnosti	Konzervované
Mikrobiální riziko	Vyšší (delší doba zpracování)	Dolní (krátký proces)