Ultraheli kasutamine krevetite sulatamise ja koorimise parandamiseks

Krevettide traditsiooniline soolamisel põhinev küpsetamine võib nõrgendada koore ja liha vahelist sidet, kuid nõuab pikka leotamisaega ja hoolikat soola koguse reguleerimist, et vältida värvi tuhmumist, magususe kadumist ja tekstuuri halvenemist. Viimased arengud näitavad, et võimas ultraheli võib küpsetamist asendada või täiustada, kiirendades nii sulatamist kui ka koore nõrgendamist, säilitades samal ajal krevettide kvaliteedi. Tutvuge teaduslikult põhjendatud järeldustega selle kohta, kuidas ultraheli parandab külmutatud krevettide töötlemise efektiivsust ja lõpptoote kvaliteeti.

Krevettide koorimine ja sellega seotud väljakutsed

Krevettide koorimine on üks suurimaid kulutegureid koorikloomade töötlemisel. Külmaveelistel liikidel, nagu Pandalus borealis, on lihaste ja koore vaheline side väga tugev, mistõttu on värskelt püütud krevette mehaaniliselt äärmiselt raske koorida. Selle probleemi lahendamiseks kasutavad töötlejad tavaliselt soolamis- või jääküpsetusmeetodit kuni 1–3 päeva jooksul, mille käigus endogeensed ensüümid ja soola difusioon nõrgendavad seda sidet. Siiski:

• pikaajaline leotamine võib põhjustada punase/kollase värvi kadumist,
• liigne soola tarbimine muudab maitset ja vähendab magusust,
• pikem aeg suurendab mikrobioloogilist ohtu ning
• Kui soolakontsentratsioon ei ole piisav, võib jää kristalliseerumine külmutamise käigus kudesid kahjustada.

Kaasaegne alternatiiv on ultrahelitöötlus, mis toimib pigem füüsikaliste protsesside (kavitatsioon, mikrojoad, nihkejõud) kui keemiliste protsesside kaudu, tagades nii kiire sulatamise kui ka koore kiire lahtitulemise, kusjuures toote kvaliteet halveneb minimaalselt.

 

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.

 

Kuidas ultraheli parandab krevettide sulatamist

Kiire soojusülekande kavitatsiooni abil

Ultraheli tekitab kreveti ümbritsevas vedelikus mikroskoopilisi mullikesi. Need mullikesed paisuvad ja kokkuvarisevad ägedalt – seda nähtust nimetatakse akustiliseks kavitatsiooniks.
Li jt. (2024) sõnul:
Ultraheli abil lühendati sulatusaega 87 minutilt (õhus sulatamine) ja 66 minutilt (voolavas vees sulatamine) 48 minutini, mis tähendab kiirendust 48,9%.

 

 

See juhtub kavitatsioonimullide kokkuvarisemise tõttu:

• tekitada lööklaineid ja mikrojette,
• vähendada toidu ümber olevat termilist piirkihki,
• ja kiirendada sisemiste jääkristallide sulamist.

Kaitse lipiidide ja valkude oksüdatsiooni eest

Li jt (2024) näitavad, et ultraheli ja kergelt aluselise elektrolüüsitud vee (SBEW) kombineerimine aitab vältida:

• MDA (lipiidide oksüdatsiooni marker) langes ultraheli + SBEW puhul 0,62 nmol/mg-ni, võrreldes õhus sulatatud krevettide 0,83 nmol/mg-ga.
• Karbonyylide tase (valkude oksüdatsioon) oli madalaim ultraheliga toetatud SBEW-meetodil töödeldud krevettidel (1,63 nmol/mg võrreldes 3,21 nmol/mg õhu abil sulatamisel).

Lihasstruktuuri säilitamine ja vee säilitamine

Ultraheli abil sulatamine (UST):

• säilitab lihaskiudude terviklikkuse, kusjuures ultraheliga toetatud SBEW-meetodiga töödeldud proovides on näha tihedalt paigutatud kiud, mis sarnanevad värskete krevettide omadega.
• selle tulemusena on sulatamiskaotus (4,06%) ja keetmiskadu kõige väiksemad võrreldes kõigi teiste meetoditega.

 

 

Krevettide koorimine ultraheli abil

1. Kavitation nõrgendab füüsiliselt koore ja lihase vahelist piiri

   Dang jt (2018) leidsid, et 24 kHz sagedusega võimsusultraheli tekitab:

   • spiraalsed süvendid koore pinnal,
   • epikutikula kihi erosioon,
   • suurenenud poorsus,
   • mikrokanalid, mis ulatuvad membraanikihi suunas.

   Need struktuurilised muudatused parandavad oluliselt kestade eraldumist.
   Leheküljel 37 esitatud SEM-pildid näitavad selgelt, et US-töötlemisega ja US-töötlemisega koos ensüümiga töödeldud krevetitel on näha süvendid, samas kui töötlemata ja ainult ensüümiga töödeldud proovid on siledad.

 

2. Ultraheli vähendab koorimistööd ja suurendab saagikust

   Kui seda kasutatakse enne ensüümi küpsemist või selle ajal:

   • Koorimistöö energiakulu vähenes 7,8 mJ/g (toores) tasemelt 3,9 mJ/g-ni, mis tähendab 50-protsendilist vähenemist.
   • Liha saagikus suurenes (kuni ~90%, sõltuvalt seisundist).
   • Täielikult kooritud krevettide osakaal suurenes märkimisväärselt.

   Juba ultraheli kasutamine üksi parandab koore eemaldatavust; ultraheli ja ensüümi kombinatsioon on veelgi tõhusam.

 

3. Ultraheli mikrokanalite abil tõhustatud ensüümide difusioon

   Kavandatud mehhanismi tulemuseks on:

   1. Kaviteerumisaukude tekkimine “sisenemiskohad” koores.
   2. Need süvendid on ühenduses sügavamate mikrokanalitega.
   3. Ensüümid – olgu need siis organismis loomulikult esinevad või lisatud – tungivad kiiremini sisse ja hüdrolüüsivad lihase ja kestvahelist sidet.

   See võimaldab:

   • lühem küpsemisaeg (tundides, mitte 1–3 päeva),
   • väiksem oht värvi tuhmumiseks või magususe kadumiseks,
   • soola vajadus on väiksem kui soolamisel.

 

4. Värvile ja tekstuurile avaldab see minimaalse mõju

   Erinevalt pikaajalisest soolavannis viibimisest on ultraheliravi:

   • ei muutnud värviparameetreid L*, a* ja b* võrreldes töötlemata krevetiga,
   • ei kahjustanud tekstuuri (kõvadus, elastsus ja närimisvõime jäid samaväärseks).

   Seetõttu on ultraheli kasutamine palju ohutum kui soolvees ülemäärane küpsetamine, mis teadaolevalt tuhmistab värvi ja vähendab magusust.

Ultraheli töötlemine võrreldes soolamisega

Ultraheli pakub soola difusioonist kontrollitavamat, kiiremat ja puhtamat meetodit.

Parameeter	Traditsiooniline soolvees laagerdamine	Ultrahelipõhised meetodid
Aeg	12–48 tundi	3–4 tundi (US + ensüüm)
Soola kasutamine	Kõrge	Vähene või puudub
Liigse läbimärgumise oht	Kõrge	Väga madal
Koorimistööd	Mõõduka	Soodus kuni 50%
Värvi säilitamine	Sageli soodushinnaga	Hooldatud
Magusus	Võib väheneda	Hooldatud
Tekstuur	elastsuse kadu	Säilitatud
Mikroobne risk	Kõrgem (pikk töötlemisaeg)	Alamosa (lühike protsess)