Ultralydsforbedret stegning af mad

Stegte fødevarer såsom pommes frites, kartoffelchips og andre friturestegte fødevarer kan drage fordel af sonikering før eller under stegning. Lær, hvordan ultralyd fører til sundere stegt mad, da de indeholder mindre olie og mindre akrylamid. Samtidig forkortes stegetiden, og sprødhed og farve forbedres.

Ultralydsassisteret stegning til sundere, bedre pommes frites og kartoffelchips

Ultralydassisteret stegning af pommes frites og kartoffelchips giver flere fordele, primært centreret omkring forbedret kvalitet, optimerede næringsværdier og forarbejdningseffektivitet. En væsentlig fordel er reduktionen i olieoptagelse og stegetid, samtidig med at produktkvaliteten opretholdes eller endda forbedres. Derved giver ultralydsstegning sprødere ydre og blødere interiører i pommes frites, hvilket resulterer i en mere ønskværdig tekstur.

Ultralydkavitation forbedrer stegning

Ultralydsbehandling påvirker varmeoverførsel, bobledannelse og fugtreduktion (fjernelse af vand) under stegning.
Mekanismen bag ultralydsoptimerede stegeresultater i pommes frites og chips ligger i fænomenet akustisk kavitation genereret af ultralydsbølger. Når ultralydsbølgerne passerer gennem fritureolien, skaber de små vakuumbobler kendt som kavitation. Disse bobler kollapser voldsomt nær overfladen af maden, hvilket forårsager lokal intens varme og tryk. Denne handling hjælper med den hurtige varmeoverførsel til maden, fremmer ensartet tilberedning og reducerer stegetiden.

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

Ultralydskavitation forårsager også en forstyrrelse af kartoflens overfladestruktur, hvilket skaber mikrokanaler og porer. Da dette betyder en forøgelse af overfladearealet, hvilket resulterer i bedre stegeresultater og dermed en forbedret sprødhed af det endelige produkt. Forstyrrelsen af cellematricer letter bedre olieindtrængning, hvilket resulterer i reduceret olieoptagelse af maden, hvilket er gavnligt for sundhedsbevidste forbrugere.

På grund af en ultralydsinduceret højere diffusions- og vandfjernelseshastighed kan det endelige fugtindhold opnås hurtigere.
Sonikering fremmer dannelsen af bobler, hvilket betyder, at sonikering under stegning resulterer i højere boblevolumener indtil slutningen af stegningen. Antallet af bobler, størrelsen af boblerne og den tilhørende vandfjernelse under stegning har en positiv indflydelse på en ultralydassisteret stegeproces. Fjernelse af vand fra kartofler intensiveres ved øget diffusion samt øget varme- og masseoverførsel.

Ultralydsstegning resulterer i oliereduktion

Mindre olieadsorption under stegning resulterer i sundere pommes frites og kartoffelchips.
 
Hvordan reducerer ultralyd olieoptagelsen under kartoffelskynning?
Når kartoffelskiverne nedsænkes i varm olie, dannes der små bobler omkring dem på grund af den hurtige udvidelse af vand i kartoffelcellerne. Disse bobler brister til sidst og danner små porer i kartoffelstrukturen. Når ultralydsbølger indføres i fritureolien, skaber de mikroskopiske kavitationsbobler. Disse bobler kollapser med enorm kraft nær kartoflens overflade, hvilket forårsager såkaldt mikrojetting.
Disse ultralydsgenererede mikrostråler fjerner overskydende stivelse, så mindre olie absorberes. Desuden fremmer den intense omrøring forårsaget af ultralydsbølgerne også bedre kontakt mellem kartoffeloverfladen og den varme olie, hvilket intensiverer varmeoverførslen. Det betyder, at kartoflerne steger hurtigere, bruger mindre tid i olien og derved reducerer den samlede olieoptagelse.

Ultralydsstegning resulterer i akrylamidreduktion

Akrylamid er et stof, der er klassificeret som et potentielt kræftfremkaldende stof. Derfor er niveauerne af akrylamid 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. Stegte kartofler som pommes frites og chips er en af de vigtigste kilder til akrylamid. For at producere sundere fødevarer er lavfrekvent, højintensiv ultralyd (i området ca. 20-26kHz) en gavnlig stegeforbehandling i vand i et par minutter for at reducere akrylamidindholdet i stegte kartofler.
Sonikering resulterer i en ekstraktion og derved fjernelse af reducerende sukkerarter og asparagin fra kartoffelcellerne. De ultralydekstraherede reducerende sukkerarter og asparagin vaskes fra kartoflen til det omgivende vand. Da reducerende sukkerarter og asparagin er forløberne for Maillard-reaktionen og for dannelsen af akrylamid, reducerer en ultralydsforbehandling før stegning effektivt dannelsen af acrylamid og 5-hydroxymethylfurfural.
Som følge heraf reducerer ultralydsforbehandlingen indholdet af reducerende sukkerarter, hvilket resulterede i mindre dannelse af akrylamid og 5-hydroxymethylfurfural.

Bruno et al. (2024) opnåede en reduceret akrylamiddannelse op til 67,1% ved en kort ultralydsbehandling på 2 minutter ved hjælp af Hielscher UIP2000hdT soniker efterfulgt af varmtvandsvask.

Antunes-Rohling et al. (2018) viste en stigning i sukkerekstraktion og derfor 44% reducerede akrylamidniveauer ved sonikering af kartoffelstænger i 30 minutter i et vandbad før stegning (171 ◦ C, 10 min).

Ultralydsstivelse udvaskning og blanchering

Stivelsesrige kartofler bliver til bløde og smuldrende pommes frites under stegning eller bagning. Derfor fjernes stivelse fra kartoffelens overflade ved at vaske dem. Ultralydbehandling forbedrer fjernelsen af stivelse ikke kun fra overfladen, men endnu dybere lag af kartoflen. Sonikering skaber porer, så overfladeerosionen af stivelsesgranulat kombineres med stivelsesekstraktion fra kartoffelens indre.
Derved resulterer en ultralydassisteret stivelsesudvaskning i en forbedret kontrol over bruningsprocessen, hvilket resulterer i jævnt stegte pommes frites. Denne ultralydsforbedrede stivelsesfjernelse resulterer i sprødere og gyldne pommes frites.

Ultralydseffekter på Maillard-reaktionen

Maillard-reaktionen, som opstår mellem reducerende sukkerarter og proteinkilder, samt olieoptagelse under stegning påvirker den endelige farve på de stegte produkter.
Forbedret farve i brændte produkter: For ultralydsassisteret osmotisk dehydrering (UAOD)-behandlede stegte kartofler var værdierne af a* signifikant lavere (p ≤ 0,05) end værdierne for ubehandlede stegte prøver. Ved at observere ΔE*- og a*-værdier gav UAOD bedre farve, når den blev påført før stegning. Ultralydsforbehandling af mad før stegning reducerer enzymaktiviteten og opnår positive farveændringer under stegning.

Ultralyd osmotisk dehydrering

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

Ultralydslufttørring af pommes frites

Lufttørring er en alternativ metode til at fjerne fugt fra kartofler for at reducere det oprindelige vandindhold og derved minimere olieoptagelsen og forbedre egenskaberne ved stegt mad. Ultralydassisteret konvektiv lufttørring som forbehandling før stegning af kartoffelchips forbedrer egenskaberne og olieoptagelsen af de endelige kartoffelchips, da ultralyd intensiverer vandfjernelsen.

Sonicators til forbedret stegning

Anvendelsen af ultralyd i fødevareforarbejdning resulterer i bedre produktudbytter, lavere behandlingstid, lavere vedligeholdelsesomkostninger og bedre, sundere kvalitetsegenskaber. Sonikering kan implementeres enten som forbehandling før stegning eller direkte under stegeprocessen.
Hielscher Ultrasonics tilbyder højtydende sonikere til integration i frituregryder og kartoffelvaske i alle størrelser. Sonotroder og ultralydssonder kan implementeres i batches såvel som over transportbånd.
Kontakt os i dag for at diskutere din stegeproces og lære, hvordan integrationen af en soniker hjælper dig med at producere mere velsmagende, sundere pommes frites og kartoffelchips!

Design, produktion og rådgivning – Kvalitet fremstillet i Tyskland

Hielscher ultralydapparater er kendt for deres højeste kvalitet og designstandarder. Robusthed og nem betjening muliggør en jævn integration af vores ultralydapparater i industrielle faciliteter. Hårde forhold og krævende miljøer håndteres let af Hielscher ultralydsapparater.

Hielscher Ultrasonics er et ISO-certificeret firma og lægger særlig vægt på højtydende ultralydapparater med avanceret teknologi og brugervenlighed. Selvfølgelig er Hielscher ultralydapparater CE-kompatible og opfylder kravene i UL, CSA og RoHs.