Hielscher Ultraschalltechnik

Ultraschall-gestützte Zartmachung von Fleisch

  • Die ultraschall-gestützte Zartmachung von Fleisch ist ein schnelles und einfaches mechanisches Verfahren.
  • Sowohl in der Gastronomie als auch in der industriellen Fleischverarbeitung wird Ultraschall zur Zartmachung erfolgreich eingesetzt.
  • Hielscher Ultrasonics bietet zwei Optionen:
    • handliche Ultraschallgeräte für den einfachen und unkomplizierten Einsatz in der Gastronomie.
    • Hochleistungs-Ultraschallsysteme für die Integration in industriellen Verarbeitungslinien.

 

Ultraschall-Zartmachung

Die Zartheit ist das wichtigste Qualitätsmerkmal für Fleisch. Fleischzartheit wird durch die Komposition, strukturelle Anordnung und Zusammensetzung des Skelettmuskels beeinflußt. Daher wird weniger hochwertiges Fleisch oft durch Fleischklopfen weich gemacht. Die Zartmachung von Fleisch kann mechanisch (z.B. Klopfen, Stampfen), thermisch (durch Kochen, Grillen, Dünsten) oder enzymatisch erreicht werden. Hochleistungs-Ultraschall ist ein neues mechanisches Verfahren, um Fleisch wie z.B. Rind, Lamm, Schwein, Geflügel zart zu machen. Durch die Ultraschall-Behandlung wird eine verbesserte Textur des Fleisches erreicht, da die Ultraschallwellen das perimysale Bindegewebe öffnet und dadurch die Fleischstruktur zart und weich macht.

MeatBuzzer – Ultraschall für das Zartmachen von Fleisch

Die Ultraschall-Fleischbearbeitung verbessert

  • Zartheit
  • Saftigkeit
  • Wasserhaltevermögen
  • Extraktion myofibrillärer Proteine
  • sensorische Eigenschaften
  • Abtötung von Mikroben

Protokoll: Ultraschall-Zartmachung von Kalbfleisch

Ultraschallgerät UP200Ht mit MeatBuzzerDer Ultraschallprozessor UP200Ht ist ein leistungsstarkes 200W-Gerät für die Zartmachung von Fleisch. Für optimale Ergebnisse bietet Hielscher Sonotroden mit einer großen Oberfläche. Die Sonotrode wird mit leichtem Druck über das Fleisch bewegt.
Fleisch: ungekochtes Kalbfleisch
Ultraschallgerät: UP200Ht
Amplitude: 12µm

Für eine Vergleichsanalyse wurde die Fleischqualität mit einem Warner-Bratzler Scherungs-Gerät gemessen.
Bei einer Beschallung mit einer Intensität 12W/cm2 für ca. 60 Sek. ist die Härte und Textur des beschallten Fleisches vergleichbar mit dem von Fleisch, welches für drei bis fünf Tage gealtert wurde.
Dieses Basisprotokoll kann natürlich auf andere Fleischarten und -stücke angepasst werden.

Hielscher des MeatBuzzer tenderizes Fleisch innerhalb von Sekunden.

MeatBuzzer

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Ultraschallkavitation

Der Effekt der ultraschall-gestützten Zartmachung von Fleisch wird durch Kavitation erzielt. Durch die Ultraschall-Kavitation werden zum einen die Zellen im Fleisch aufgeschlossen und die muskulären Myofibrillen getrennt; zum anderen werden die von Natur aus vorhandenen Enzyme stimuliert.
Die zartmachenden Effekte des Ultraschalls werden durch die Implosion von Kavitationsblasen verursacht. Diese kollabierenden Blasen erzeugen lokal sehr hohe Temperaturen und Druckstosswellen. Diese Effekte beschleunigen den Stoffaustausch zwischen den Enzymen und dem Fleisch, wodurch die‘ katalytische Funktion
der Enzyme verbessert wird. Ultraschallkavitation erzeugt Scherkräfte. Das heißt, die Ultraschall-Zartmachung sowie die physikochemische Veränderung der Fleischstruktur werden nur durch mechanische Einwirkung erzielt.

Der Effekt von Ultraschall auf Collagen

Die Ultraschallbehandlung ist eine mechanische Methode, um Fleisch zart zu machen, indem das Kollagen zersetzt wird. Kollagen ist ein Protein, das in Muskeln reichlich vorhanden ist und Fleisch seine Textur verleiht. Je höher der Kollagengehalt, desto fester ist das Fleisch. Um ein zartes, schmackhaftes Steak zu erhalten, ist es oft erforderlich, das Fleisch zarter zu machen. Durch Beschallung mit Ultraschall werden die Myofibrillen getrennt und Kollagen wird gelöst: Ultraschall reduziert die Denaturierungstemperatur von Kollagen im Muskelgewebe, da die Ultraschallwellen die Konformation der Proteine verändert und die Kollagenmakromoleküle fragmentiert werden.

Ultraschall erhöht den pH-Wert von Fleisch

Durch die Ultraschallbehandlung kann der pH-Wert von Fleisch deutlich angehoben werden. Fleisch mit einem höheren pH-Wert zeigt ein signifikant höheren Feuchtigkeitshaltevermögen. Fleisch mit höherem Feuchtigkeitsrückhaltevermögen verliert deutlich weniger Gewicht beim Braten, Grillen oder Trocknen.
Hintergrundwissen: Nach der Schlachtung fällt der pH-Wert des Fleisches ab, da das Glykogen in Milchsäure umgewandelt wird. Der pH-Wert ist ein wichtiger Faktor für die Qualität der fertigen Fleischprodukte. Wenn der pH-Wert zu niedrig ist, werden die Proteine ​​denaturiert.
Der pH-Wert von Fleisch steigt nach der Ultraschallbehandlung deutlich an. Dieser Anstieg des pH-Wertes wird durch die Freisetzung von Ionen aus dem Zellinneren in das Zytoplasma sowie einer Veränderung der Proteinstruktur verursacht.

Hielscher des MeatBuzzer ist ideal Fleisch zart mit Ultraschallwellen.

MeatBuzzer mit beschallter Kalbfleisch

Verbesserte Marinade-Aufnahmekapazität

Neben seinen zartmachenden Effekten unterstützt Ultraschall auch das Marinieren von Fleisch. Durch den ultraschall-gestützten Zellaufschluß des Muskelgewebes werden Zellstrukturen geöffnet, so dass Marinaden und Gewürze tief ins Fleisch eindringen können. Mit Ultraschall mariniertes Fleisch kann mehr Marinade und Saft halten, wodurch ein intensiveres Aroma und insgesamt verbesserte Geschmacksqualität erzielt wird.

Ultraschallhandgerät

UP200Ht - ein leistungsfähiges Handultraschallgerät.Für den Einsatz in der Gastronomie bietet Hielscher Ultrasonics mit seinem 200W-starken UP200Ht ein leistungsstarkes und robustes Ultraschallgerät an. Ausgestattet mit einer speziellen Sonotrode für die Zartmachung von Fleisch, ist das Handgerät UP200Ht ein handliches und sehr bedienerfreundliches Gerät für kulinarische Anwendungen.
Klicken Sie hier, um über weitere Anwendungen von Ultraschall in der Küche zu lesen!

Ultraschallsysteme für die Industrie

Für die kommerzielle Fleischverarbeitung im großskaligen Maßstab bietet Hielscher Komplettanlagen für die Industrie, welche auch problemlos in bereits bestehende Verarbeitungslinien integriert werden können.
Kontaktieren Sie uns noch heute zur Ultraschall-Zartmachung von Fleisch! Wir freuen uns, Ihnen ein geeignetes Ultraschallgerät zu empfehlen.

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Hielscher Ultraschallgeräte:

  • präzise steuerbar
  • einstellbar, um den gewünschten Effekt zu erzielen
  • keine künstlichen Zusatzstoffe
  • sicheres, mechanisches Verfahren
  • einfach anzuwenden

Literatur

  • Jayasooriya, Sriyani; Bhandari, Besh; Troley, Peter; D’Arcy, Bruce (2004): Ultrasound in Meat Processing. MINTRAC, March 2004.
  • Jayasooriya, Sriyani; Torley, Peter; D’Arcy, Bruce; Bhandari, Besh (2007): Effect of high power ultrasound and ageing on the physical properties of bovine Semitendinosus and Longissimus muscles. Meat Science 75/4, 2007. 628-639.
  • Nishihara, Tomio; Doty Paul (1958): The Sonic Fragmentation of Collagen Macromolecules. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America Vol. 44, No. 5 (May 15, 1958), pp. 411-417.
  • Mason, Timothy; Paniwnyk, Larysa; Chemat, Farid; Abert Vian, Maryline (2011): Ultrasonic Food Processing. In: Proctor, Andrew (Ed.): Alternatives to Conventional Food Processing Vol. 1; Royal Society of Chemistry, 2011. p.402ff.


Wissenswertes

Ultraschall-gestütztes Pökeln

Hochleistungs-Ultraschall unterstützt auch das Pökeln von Fleisch. Die Ultraschallwellen beschleunigen das Eindringen der Salzlake (Pökellake / Gewürzlake) in Fleisch. Dadurch werden NaCl-Gehalt, Wassergehalt und Wasserbindevermögen gesteigert. Zudem werden Zähigkeit und Gummigartigkeit reduziert – wodurch eine deutlich verbesserte Fleischqualität des Endproduktes erreicht wird. Ultraschall-gestütztes Pökeln reduziert die Pökeldauer und verbessert gleichzeitig die Produktqualität.

Collagen

Kollagen ist ein wichtiger Bestandteil in Fleisch. Es macht 1 – 2% des Muskelgewebes aus. In starken, sehnigen Muskeln bestehen sogar ca. 6% des Gewichts aus Kollagen. Bei Kollagen handelt es sich um eine wichtige strukturbildende Komponente. Es ist die strukturbildende Hauptkomponente in Bindegewebe, welche für die Zug- und Stretchfähigkeit verantwortlich ist. Kollagen besteht aus ca. 40 verschiedenen Proteintypen, allerdings kommen vier Typen am häufigsten vor (Kollagen Typ I, II. III, IV).
Wird Kollagen irreversibel hydrolysiert, entsteht Gelatine. Gelatine wird in vielen Branchen (z.B. Lebensmittel, Pharma, Nutrazeutika, Kosmetik, Fotografie, etc.) als Geliermittel eingesetzt.

Die enzymatische Zartmachung

Papain und Bromelain sind die am häufigsten verwendeten Enzyme für die Zartmachung von Fleisch. Papain wird aus der Papayafrucht gewonnen, während Bromelain von der Ananaspflanze stammt. Actinidin, welches in der Kiwifruit enthalten ist, und Ficin, ein Enzym aus dem Latex des Feigenbaumes, sind ebenfalls für ihre zartmachende Wirkung bekannt, obwohl ihre Verwendung in der Industrie nicht sehr weit verbreitet ist.

Fleischqualität

Die Qualität von Fleisch wird hautsächlich durch Zartheit, Farbe und Marmorierung (intramuskulärer Fettanteil) bestimmt. Die Fleischqualität ist stark abhängig von der Muskelstruktur (inkl. deren intrinsischen Struktur wie Sarkomerlänge, Myofilamentstärke und Faserarten) sowie seiner Beschaffenheit (Feuchtigkeits-, Fett-, Protein-, Asche- und Kollagengehalt).
Fleisch kann - abhängig von der Myoglobinkonzentration in Muskelfasern - in rotes oder weißes Fleisch unterteilt werden. Myoglobin ist ein eisen- und sauerstoff-bindendes Protein und ist mit Hämoglobin (dem eisen- und sauerstoff-bindenden Protein im Blut) verwandt. Wenn Myoglobin mit Sauerstoff reagiert, entsteht rötliches Oxymyoglobin, wodurch Myoglobin-reiche Fleischarten eine rote Färbung aufweisen. Die Intensität der roten Farbe des Fleisches ist zudem von der Art und dem Alter der Tiere sowie dem Fasertyp abhängig: Rotes Fleisch weist enge Muskelfasern auf, welche ausdauernd über einen langen Zeitraum beansprucht werden, während weißes Fleisch breite Fasern enthält, welche vor allem für kurze schnelle, sehr intensive Anstrengungen eingesetzt werden.
Fleisch von Rind (Kälber, Stier, Rind), Schaf, Lamm und Ziege wird als rot eingestuft, während Schwein, Geflügel (Huhn, Pute) und Fisch als weißes Fleisch klassifiziert wird.
Fleisch kann durch seinen Schnitt und seine Zubereitung weiter klassifiziert werden, z.B. gealtertes Fleisch (trocken gealtert), Speck, gegrillt, geschmort, Burger, Charcuterie, Kotelett, gehackt, gecorned, geräuchert, Kotelett, getrocknet, Filet / Supreme, gebraten, gegrillt, Schinken, Kebab, Leber, Mittagessen Fleisch, mariniert, Fleischklößchen, Hackbraten, Innereien, eingelegt, pochiert, geröstet, gebraten, gebraten, gesalzen, Salumi, Wurst, geräuchert, Steak (Lendenbraten, Filet, Filet, Filet, Rinderfilet), gedünstet, Tandoor, Tatar, Kalbfleisch etc.