Ultraheli krevettide sulatamise ja koorimise parandamiseks

Traditsiooniline soolveepõhine laagerdamine võib lõdvendada kesta ja liha vahelist ühendust, kuid nõuab pikka leotusaega ja hoolikat soolasisalduse kontrolli, et vältida värvuse luhtumist, magususe kadu ja tekstuuri halvenemist. Hiljutised edusammud näitavad, et võimas ultraheli võib laagerdamist asendada või täiendada, kiirendades nii sulatamist kui ka kesta lahtitulekut ning säilitades samal ajal krevettide kvaliteedi. Saage teaduspõhist teavet selle kohta, kuidas ultraheli töötlus (sonikeerimine) parandab külmutatud krevettide töötlemise tõhusust ja lõpptoote kvaliteeti.

Krevettide koorimine ja selle väljakutsed

Krevettide koorimine on üks suurimaid kulutegureid koorikloomade töötlemisel. Külmaveeliigid, näiteks Pandalus borealis, näitavad väga tugevat lihase ja kesta kinnitust, mistõttu on äsja püütud krevette mehaaniliselt äärmiselt raske koorida. Selle lahendamiseks kasutavad töötlejad traditsiooniliselt soolvees või jääl laagerdamist kuni 1–3 päeva, mille jooksul endogeensed ensüümid ja soola difusioon nõrgestavad kinnitust. Siiski:

• pikk leotamine ohustab punase/kollase värvuse kadumist,
• liigne soola omastamine muudab maitset ja vähendab magusust,
• pikem aeg suurendab mikroobirisSki, ning
• jää kristalliseerumine külmutamise ajal võib kudet kahjustada, kui soolakontsentratsioon on ebapiisav.

Kaasaegne alternatiiv on ultraheli töötlus (sonikeerimine), mis toimib pigem füüsikaliselt (kavitatsioon, mikrojoad, nihkejõud) kui keemiliselt, tagades nii kiire sulatamise kui ka kiirendatud kesta lahtitulemise minimaalse toote kvaliteedi languse korral.

Kuidas ultraheli parandab krevettide sulatamist

Kiire soojusülekanne kavitatsiooni kaudu

Ultraheli tekitab krevette ümbritsevas vedelikus mikroskoopilisi mulle. Need mullid paisuvad ja kollapseeruvad vägivaldselt – nähtus, mida nimetatakse akustiliseks kavitatsiooniks.
Li jt (2024) andmetel:
Ultraheli lühendas sulatusaega 87 minutilt (õhuga sulatamine) ja 66 minutilt (voolava veega sulatamine) 48 minutini, mis tähendab 48,9% kiirenemist.

Erinevate meetoditega sulatatud külmutatud krevettide sulatuskõverad. (AT: õhuga sulatamine, FWT: hüdrolüüsi teel voolus sulatamine, US: ultraheli abil sulatamine, UST: ultraheli abil SBEW-ga sulatamine)
Uuring ja graafik: Li jt, 2024

See toimub seetõttu, et kollapseeruvad kavitatsioonimullid:

• tekitavad lööklaineid ja mikrojugasid,
• õhendavad toitu ümbritsevat termilist piirkihti
• ning kiirendavad sisemiste jääkristallide sulamist.

Kaitse lipiidide/valkude oksüdeerumise eest

Li jt (2024) näitavad, et ultraheli kombineerimine kergelt aluselise elektrolüüsitud veega (SBEW) hoiab ära:

• MDA (lipiidide oksüdeerumise marker) langes ultraheli + SBEW korral 0,62 nmol/mg-ni, õhuga sulatatud krevettidel aga 0,83 nmol/mg.
• Karbonüülide (valkude oksüdeerumine) sisaldus oli madalaim ultraheli abil SBEW-ga töödeldud krevettidel (1,63 nmol/mg vs 3,21 nmol/mg õhuga sulatamisel).

Lihasstruktuuri säilimine ja veepeetus

Ultraheli abil sulatamine (UST):

• säilitab lihaskiudude terviklikkuse, kusjuures ultraheli abil SBEW-ga töödeldud proovides on kiud tihedalt paigutunud, sarnaselt värskete krevettidega.
• annab madalaima sulatuskao (4,06%) ja madalaima küpsetuskao võrreldes kõigi teiste meetoditega.

Erinevate sulatusmeetodite mõju krevettide mikrostruktuurimuutustele
(FS: värsked krevetid, AT: õhuga sulatamine, FWT: hüdrolüüsi teel voolus sulatamine, US: ultraheli abil sulatamine, UST: ultraheli abil SBEW-ga sulatamine)
Uuring ja pildid: ©Li jt, 2024

Ultraheli abil parandatud krevettide koorimine

1. Kavitatsioon nõrgestab füüsiliselt kesta ja lihase vahelist liidest

   Dang jt (2018) leidsid, et võimas ultraheli sagedusel 24 kHz tekitab:

   • spiraalseid süvendeid kesta pinnale,
   • epikutiikula kihi erosiooni,
   • suurenenud poorsust,
   • membraanse kihi suunas ulatuvaid mikrokanaleid.

   Need struktuurimuutused parandavad kesta eraldumist oluliselt.
   Lk 37 olevad SEM-pildid näitavad selgelt süvendeid US-ga töödeldud ning US+ensüümiga töödeldud krevettidel, samas kui toored ja ainult ensüümiga töödeldud proovid jäävad siledaks.

 

2. Ultraheli vähendab koorimistööd ja suurendab saagist

   Kasutamisel enne ensüümlaagerdamist või selle ajal:

   • Koorimistöö vähenes 7,8 mJ/g-st (toores) 3,9 mJ/g-ni, mis on 50% vähenemine.
   • Lihasaagis suurenes (kuni ~90%, olenevalt tingimustest).
   • Täielikult kooritud krevettide osakaal suurenes oluliselt.



   Ultraheli üksi parandab juba koorimist; ultraheli + ensüümi kombinatsioon on veelgi tõhusam.

 

3. Ensüümi difusiooni tõhustamine ultraheli mikrokanalite kaudu

   Väljapakutud mehhanism toob kaasa:

   1. Kavitatsioonisüvendid moodustavad kestas „sisenemispunktid“.
   2. Need süvendid ühenduvad sügavamate mikrokanalitega.
   3. Ensüümid – olgu need endogeensed või lisatud – tungivad kiiremini sisse ja hüdrolüüsivad lihase ja kesta kinnitust.

   See võimaldab:

   • lühemat laagerdamist (tunnid 1–3 päeva asemel),
   • väiksemat värvuse luhtumise või magususe kao riski,
   • väiksemat soolavajadust kui soolvees laagerdamisel.

 

4. Minimaalne mõju värvusele ja tekstuurile

   Erinevalt pikkadest soolvees leotustest ultraheli töötlused:

   • ei muutnud L*, a*, b* värviparameetreid võrreldes toorete krevettidega,
   • ei kahjustanud tekstuuri (kõvadus, elastsus ja närimisomadused jäid võrreldavaks).

   See muudab ultraheli palju ohutumaks kui liiga pikk laagerdamine soolvees, mis teadaolevalt tuhmistab värvi ja vähendab magusust.

Ultraheli töötlus (sonikeerimine) võrreldes soolvees laagerdamisega

Ultraheli pakub kontrollitumat, kiiremat ja puhtamat mehhanismi kui soola difusioon.