Ultralydsforbedret friturestegning af fødevarer

Friturestegte fødevarer såsom pommes frites, kartoffelchips og andre friturestegte fødevarer kan have gavn af sonikering før eller under friturestegning. Læs, hvordan ultralyd fører til sundere friturestegte fødevarer, da de indeholder mindre olie og mindre akrylamid. Samtidig forkortes stegetiden, og sprødhed og farve forbedres.

Ultralydsassisteret friturestegning giver sundere og bedre pommes frites og kartoffelchips

Ultralydsassisteret friturestegning af pommes frites og kartoffelchips giver flere fordele, primært i form af forbedret kvalitet, optimerede næringsværdier og effektivitet i forarbejdningen. En væsentlig fordel er reduktionen i olieoptagelse og stegetid, samtidig med at produktkvaliteten bevares eller endda forbedres. Dermed giver friturestegning med ultralyd pommes frites en sprødere yderside og en blødere inderside, hvilket resulterer i en mere ønskværdig tekstur.

Ultralydskavitation forbedrer friturestegningen

Ultralydsbehandling påvirker varmeoverførsel, bobledannelse og reduktion af fugtindholdet (fjernelse af vand) under friturestegning.
Mekanismen bag ultralydsoptimerede stegeresultater for pommes frites og chips ligger i fænomenet akustisk kavitation, som genereres af ultralydsbølger. Når ultralydsbølgerne passerer gennem fritureolien, skaber de bittesmå vakuumbobler, kendt som kavitation. Disse bobler kollapser voldsomt nær fødevarens overflade og forårsager lokalt intens varme og højt tryk. Denne virkning bidrager til hurtig varmeoverførsel til fødevaren, fremmer ensartet tilberedning og reducerer stegetiden.

Derudover kan ultralydsbølger forbedre masseoverførselsprocesser såsom olieindtrængning og fjernelse af fugt, hvilket fører til forbedret produktkvalitet. Ved fremstilling af pommes frites og kartoffelchips skaber kavitationsboblernes hurtige bevægelse mikrokonvektionsstrømme i stegemediet. Dette bidrager til hurtig fjernelse af fugt og fremmer en jævn fordeling af varme og fritureolie omkring fødevaren.

Ultralydskavitation nedbryder også kartoflens overfladestruktur og skaber mikrokanaler og porer. Dette betyder et større overfladeareal, hvilket giver bedre stegeresultater og dermed øget sprødhed i slutproduktet. Nedbrydningen af cellematricer letter en bedre olieindtrængning, hvilket resulterer i reduceret olieoptagelse i fødevaren og er fordelagtigt for sundhedsbevidste forbrugere.

På grund af en ultralydsinduceret øget diffusion og højere hastighed for fjernelse af vand kan det endelige fugtindhold opnås hurtigere.
Sonikering fremmer dannelsen af bobler, hvilket betyder, at sonikering under friturestegning resulterer i større boblevolumener helt frem til afslutningen af friturestegningen. Antallet af bobler, boblernes størrelse og den tilknyttede fjernelse af vand under friturestegning påvirkes positivt i en ultralydsassisteret stegeproces. Fjernelsen af vand fra kartofler intensiveres gennem øget diffusion samt øget varme- og masseoverførsel.

Friturestegning med ultralyd giver en reduktion i olieindholdet

Mindre olieadsorption under friturestegning giver sundere pommes frites og kartoffelchips.
 
Hvordan reducerer ultralyd olieabsorptionen under friturestegning af kartofler?
Når kartoffelskiverne nedsænkes i varm olie, dannes der bittesmå bobler omkring dem som følge af vandets hurtige udvidelse inde i kartoffelcellerne. Disse bobler brister efterhånden og danner små porer i kartoffelstrukturen. Når ultralydsbølger tilføres fritureolien, skaber de mikroskopiske kavitationsbobler. Disse bobler kollapser med enorm kraft nær kartoflens overflade og forårsager såkaldt mikrostråledannelse.
Disse ultralydsgenererede mikrostråler fjerner overskydende stivelse, så der absorberes mindre olie. Desuden fremmer den intense omrøring, som ultralydsbølgerne forårsager, også bedre kontakt mellem kartoflens overflade og den varme olie, hvilket intensiverer varmeoverførslen. Dette betyder, at kartoflerne frituresteges hurtigere og tilbringer kortere tid i olien, hvilket reducerer den samlede olieoptagelse.

Friturestegning med ultralyd giver en reduktion i akrylamidindholdet

Akrylamid er en forbindelse, der klassificeres som potentielt kræftfremkaldende. Derfor er akrylamidindholdet i fødevarer reguleret og bør reduceres. Akrylamid opstår, når fødevarer forarbejdes ved temperaturer over 120°C, og akrylamidmolekyler dannes gennem den såkaldte Maillard-reaktion, hvor aminosyren asparagin og reducerende sukkerarter omdannes. Friturestegte kartofler såsom pommes frites og chips er en af hovedkilderne til akrylamid. For at fremstille sundere fødevarer er lavfrekvent ultralyd med høj intensitet (i området ca. 20–26kHz) en fordelagtig forbehandling i vand i nogle få minutter før friturestegning med henblik på at reducere akrylamidindholdet i friturestegte kartofler.
Sonikering medfører ekstraktion og dermed fjernelse af reducerende sukkerarter og asparagin fra kartoffelcellerne. De ultralydsekstraherede reducerende sukkerarter og asparagin vaskes ud af kartoflen og over i det omgivende vand. Da reducerende sukkerarter og asparagin er forstadier til Maillard-reaktionen og dannelsen af akrylamid, reducerer en ultralydsforbehandling før friturestegning effektivt dannelsen af akrylamid og 5-hydroxymethylfurfural.
Ultralydsforbehandlingen sænker dermed indholdet af reducerende sukkerarter, hvilket resulterede i mindre dannelse af akrylamid og 5-hydroxymethylfurfural.

Bruno et al. (2024) opnåede en reduktion i akrylamiddannelsen på op til 67,1% ved en kort ultralydsbehandling på 2 minutter med sonikatoren Hielscher UIP2000hdT efterfulgt af vask med varmt vand.

Antunes-Rohling et al. (2018) viste en øget sukkerekstraktion og dermed et 44% reduceret akrylamidindhold ved at sonikere kartoffelstave i 30 min i et vandbad før friturestegning (171◦C, 10 min).

Ultralydsassisteret udvaskning af stivelse og blanchering

Stivelsesrige kartofler bliver til bløde og smuldrende pommes frites under friturestegning eller bagning. Derfor fjernes stivelse fra kartoflernes overflade ved at vaske dem. Ultralydsbehandling forbedrer fjernelsen af stivelse ikke kun fra overfladen, men også fra dybere lag i kartoflen. Sonikering skaber porer, så overfladeerosionen af stivelseskorn kombineres med ekstraktion af stivelse fra kartoflens indre.
Dermed giver ultralydsassisteret udvaskning af stivelse bedre kontrol over bruningsprocessen, hvilket resulterer i jævnt friturestegte pommes frites. Denne ultralydsforbedrede fjernelse af stivelse giver sprødere og mere gyldne pommes frites.

Ultralydens virkninger på Maillard-reaktionen

Maillard-reaktionen, som finder sted mellem reducerende sukkerarter og proteinkilder, samt olieoptagelsen under friturestegning påvirker de friturestegte produkters endelige farve.
Forbedret farve i friturestegte produkter: For friturestegte kartofler behandlet med ultralydsassisteret osmotisk dehydrering (UAOD) var a*-værdierne signifikant lavere (p ≤ 0,05) end for ubehandlede friturestegte prøver. Ud fra ΔE*- og a*-værdierne gav UAOD en bedre farve, når behandlingen blev anvendt før friturestegning. Ultralydsforbehandling af fødevarer før friturestegning reducerer enzymaktiviteten og opnår positive farveændringer under friturestegningen.

Ultralydsassisteret osmotisk dehydrering

Ultralydsassisteret osmotisk dehydrering (UAOD) har den fordel, at den forbedrer farven på pommes frites. Derudover forkortede den forbehandlingstiden for osmotisk dehydrering med omkring 67 %. Sonikering øger effektiviteten og hastigheden af osmotisk dehydrering. Desuden forbedrede ultralydsassisteret osmotisk dehydrering kvaliteten af friturestegte kartofler ved at reducere olie- og fugtindholdet sammenlignet med de ubehandlede prøver.

Ultralydsassisteret lufttørring af pommes frites

Lufttørring er en alternativ metode til at fjerne fugt fra kartofler for at reducere det oprindelige vandindhold og dermed minimere olieabsorptionen og forbedre egenskaberne ved friturestegte fødevarer. Ultralydsassisteret konvektiv lufttørring som forbehandling før friturestegning af kartoffelchips forbedrer de færdige kartoffelchips’ egenskaber og olieabsorption, da ultralyd intensiverer fjernelsen af vand.

Sonikatorer til forbedret friturestegning

Anvendelse af ultralyd i fødevareforarbejdning giver højere produktudbytte, kortere forarbejdningstid, lavere vedligeholdelsesomkostninger og bedre, sundere kvalitetsegenskaber. Sonikering kan implementeres enten som forbehandling før friturestegning eller direkte under stegeprocessen.
Hielscher Ultrasonics tilbyder højtydende sonikatorer til integration i frituregryder og kartoffelvaskebassiner i alle størrelser. Sonotroder og ultralydssonder kan anvendes både i batchprocesser og over transportbånd.
Kontakt os i dag for at drøfte din stegeproces og få at vide, hvordan integration af en sonikator hjælper dig med at fremstille mere velsmagende og sundere pommes frites og kartoffelchips!

Design, fremstilling og rådgivning – kvalitet fremstillet i Tyskland

Hielscher ultralydsapparater er kendt for deres højeste kvalitets- og designstandarder. Robusthed og nem betjening muliggør problemfri integration af vores ultralydsapparater i industrielle anlæg. Hielscher ultralydsapparater håndterer uden problemer barske forhold og krævende miljøer.

Hielscher Ultrasonics er en ISO-certificeret virksomhed og lægger særlig vægt på højtydende ultralydsapparater med den nyeste teknologi og brugervenlighed. Hielscher ultralydsapparater er naturligvis CE-kompatible og opfylder kravene i UL, CSA og RoHs.