بهبود سرخ‌کردن مواد غذایی با فراصوت
مواد غذایی سرخ‌شده مانند سیب‌زمینی سرخ‌کردهٔ خلالی، چیپس سیب‌زمینی و سایر غذاهای سرخ‌شده در روغن فراوان می‌توانند از فراصوت‌دهی پیش از سرخ‌کردن یا در حین آن بهره‌مند شوند. ببینید چگونه فناوری فراصوت به تولید غذاهای سرخ‌شدهٔ سالم‌تر با روغن و آکریل‌آمید کمتر منجر می‌شود. هم‌زمان، مدت سرخ‌کردن کوتاه‌تر می‌شود و تردی و رنگ بهبود می‌یابد.
سرخ‌کردن به کمک فراصوت برای تولید سیب‌زمینی سرخ‌کرده و چیپس سالم‌تر و باکیفیت‌تر
سرخ‌کردن سیب‌زمینی خلالی و چیپس به کمک فراصوت مزایای متعددی دارد که عمدتاً بر بهبود کیفیت، بهینه‌سازی ارزش تغذیه‌ای و کارایی فرآوری متمرکز هستند. یکی از مزایای مهم، کاهش جذب روغن و مدت سرخ‌کردن همراه با حفظ یا حتی ارتقای کیفیت محصول است. به‌این‌ترتیب، سرخ‌کردن فراصوتی سطح بیرونی تردتر و بخش داخلی نرم‌تری در سیب‌زمینی سرخ‌کرده ایجاد می‌کند و بافت مطلوب‌تری به دست می‌دهد.
- جذب کمتر روغن
- کاهش تشکیل آکریل‌آمید
- مدت کوتاه‌تر سرخ‌کردن
- بهبود تردی
- رنگ روشن‌تر
پروب فراصوتی از نوع Cascatrode برای ادغام در سرخ‌کن‌های صنعتی با روغن فراوان مناسب است.
کاویتاسیون فراصوتی، سرخ‌کردن را بهبود می‌بخشد
تیمار فراصوتی بر انتقال حرارت، تشکیل حباب و کاهش رطوبت (حذف آب) در حین سرخ‌کردن تأثیر می‌گذارد.
سازوکار بهینه‌سازی نتایج سرخ‌کردن سیب‌زمینی خلالی و چیپس با فراصوت، به پدیدهٔ کاویتاسیون آکوستیکی ناشی از امواج فراصوت مربوط می‌شود. هنگامی که امواج فراصوت از روغن سرخ‌کردنی عبور می‌کنند، حباب‌های خلأ بسیار کوچکی ایجاد می‌کنند که به‌عنوان کاویتاسیون شناخته می‌شوند. این حباب‌ها در نزدیکی سطح مادهٔ غذایی به‌شدت فرومی‌پاشند و به‌صورت موضعی گرما و فشار شدیدی ایجاد می‌کنند. این عمل به انتقال سریع حرارت به مادهٔ غذایی کمک می‌کند، پخت یکنواخت را تسهیل می‌کند و مدت سرخ‌کردن را کاهش می‌دهد.
علاوه بر این، امواج فراصوت می‌توانند فرایندهای انتقال جرم، مانند نفوذ روغن و حذف رطوبت، را تقویت کنند و به بهبود کیفیت محصول منجر شوند. در تولید سیب‌زمینی سرخ‌کرده و چیپس، حرکت سریع حباب‌های کاویتاسیون، جریان‌های همرفتی در مقیاس میکرو در محیط سرخ‌کردن ایجاد می‌کند. این امر به حذف سریع رطوبت کمک می‌کند و توزیع یکنواخت حرارت و روغن سرخ‌کردنی را در اطراف مادهٔ غذایی بهبود می‌بخشد.
کاویتاسیون فراصوتی همچنین ساختار سطحی سیب‌زمینی را تخریب می‌کند و ریزکانال‌ها و منافذی ایجاد می‌کند. این امر به معنای افزایش مساحت سطح است که نتایج بهتری در سرخ‌کردن و در نتیجه تردی بیشتر محصول نهایی به همراه دارد. تخریب ماتریس‌های سلولی، نفوذ بهتر روغن را تسهیل می‌کند و در نتیجه جذب روغن توسط مادهٔ غذایی کاهش می‌یابد؛ این موضوع برای مصرف‌کنندگانی که به سلامت خود اهمیت می‌دهند، سودمند است.
به دلیل افزایش نرخ انتشار و حذف آب ناشی از فراصوت، می‌توان سریع‌تر به مقدار رطوبت نهایی رسید.
فراصوت‌دهی تشکیل حباب را تقویت می‌کند؛ یعنی فراصوت‌دهی در حین سرخ‌کردن، تا پایان این فرایند به حجم بیشتر حباب‌ها منجر می‌شود. تعداد حباب‌ها، اندازهٔ آن‌ها و حذف آب مرتبط با آن‌ها در حین سرخ‌کردن، در فرایند سرخ‌کردن به کمک فراصوت به‌طور مثبت تحت تأثیر قرار می‌گیرند. حذف آب از سیب‌زمینی با افزایش انتشار و نیز افزایش انتقال حرارت و جرم تشدید می‌شود.
MultiSonoReactor برای پیش‌تیمار فراصوتی خلال‌های سیب‌زمینی پیش از سرخ‌کردن استفاده می‌شود.
سرخ‌کردن فراصوتی باعث کاهش روغن می‌شود
جذب سطحی کمتر روغن در حین سرخ‌کردن، به تولید سیب‌زمینی سرخ‌کرده و چیپس سالم‌تر منجر می‌شود.
فراصوت چگونه جذب روغن را هنگام سرخ‌کردن سیب‌زمینی کاهش می‌دهد؟
هنگامی که برش‌های سیب‌زمینی در روغن داغ غوطه‌ور می‌شوند، به دلیل انبساط سریع آب درون سلول‌های سیب‌زمینی، حباب‌های ریزی در اطراف آن‌ها تشکیل می‌شود. این حباب‌ها سرانجام می‌ترکند و منافذ کوچکی در ساختار سیب‌زمینی ایجاد می‌کنند. هنگامی که امواج فراصوت به روغن سرخ‌کردنی وارد می‌شوند، حباب‌های میکروسکوپی کاویتاسیون ایجاد می‌کنند. این حباب‌ها با نیروی بسیار زیاد در نزدیکی سطح سیب‌زمینی فرومی‌پاشند و پدیده‌ای موسوم به ریزجت‌زنی ایجاد می‌کنند.
این ریزجت‌های ایجادشده با فراصوت، نشاستهٔ اضافی را حذف می‌کنند تا روغن کمتری جذب شود. افزون بر این، تلاطم شدید ناشی از امواج فراصوت، تماس بهتر میان سطح سیب‌زمینی و روغن داغ را نیز تقویت می‌کند و انتقال حرارت را تشدید می‌کند. این بدان معناست که سیب‌زمینی‌ها سریع‌تر سرخ می‌شوند، زمان کمتری در روغن می‌مانند و در نتیجه جذب کلی روغن کاهش می‌یابد.
سرخ‌کردن فراصوتی باعث کاهش آکریل‌آمید می‌شود
آکریل‌آمید ترکیبی است که به‌عنوان یک مادهٔ بالقوه سرطان‌زا طبقه‌بندی می‌شود. بنابراین، میزان آکریل‌آمید در مواد غذایی مشمول مقررات است و باید کاهش یابد. آکریل‌آمید هنگام فرآوری مواد غذایی در دماهای بالاتر از 120°C ایجاد می‌شود و مولکول‌های آن طی واکنشی موسوم به واکنش میلارد تشکیل می‌شوند که در آن، اسیدآمینهٔ آسپاراژین و قندهای احیاکننده دچار تبدیل می‌شوند. سیب‌زمینی‌های سرخ‌شده، مانند سیب‌زمینی خلالی و چیپس، یکی از منابع اصلی آکریل‌آمید هستند. برای تولید غذای سالم‌تر، استفاده از فراصوت با فرکانس پایین و شدت بالا (در محدودهٔ تقریبی 20–26kHz) به مدت چند دقیقه در آب، پیش‌تیمار سودمندی پیش از سرخ‌کردن است که مقدار آکریل‌آمید سیب‌زمینی سرخ‌شده را کاهش می‌دهد.
فراصوت‌دهی باعث استخراج و در نتیجه حذف قندهای احیاکننده و آسپاراژین از سلول‌های سیب‌زمینی می‌شود. قندهای احیاکننده و آسپاراژین استخراج‌شده با فراصوت، با شست‌وشو از سیب‌زمینی به آب پیرامون آن منتقل می‌شوند. از آنجا که قندهای احیاکننده و آسپاراژین پیش‌سازهای واکنش میلارد و تشکیل آکریل‌آمید هستند، پیش‌تیمار فراصوتی پیش از سرخ‌کردن، تشکیل آکریل‌آمید و 5-هیدروکسی‌متیل‌فورفورال را به‌طور مؤثری کاهش می‌دهد.
در نتیجه، پیش‌تیمار فراصوتی مقدار قندهای احیاکننده را کاهش می‌دهد که به تشکیل کمتر آکریل‌آمید و 5-هیدروکسی‌متیل‌فورفورال منجر شده است.
کاویتاسیون فراصوتی قدرتمند در Hielscher Cascatrode
Antunes-Rohling et al. (2018) نشان دادند که فراصوت‌دهی خلال‌های سیب‌زمینی به مدت 30 min در حمام آب پیش از سرخ‌کردن (171◦C, 10 min)، استخراج قند را افزایش می‌دهد و در نتیجه میزان آکریل‌آمید را 44% کاهش می‌دهد.
شست‌وشو و حذف نشاسته و بلانچینگ با فراصوت
سیب‌زمینی‌های غنی از نشاسته هنگام سرخ‌کردن یا پخت در فر، به سیب‌زمینی‌های خلالی نرم و خردشونده تبدیل می‌شوند. به همین دلیل، نشاسته‌ها با شست‌وشو از سطح سیب‌زمینی حذف می‌شوند. فراصوت‌دهی حذف نشاسته‌ها را نه‌تنها از سطح، بلکه حتی از لایه‌های عمیق‌تر سیب‌زمینی بهبود می‌بخشد. فراصوت‌دهی منافذی ایجاد می‌کند، به‌گونه‌ای که فرسایش سطحی دانه‌های نشاسته با استخراج نشاسته از بخش داخلی سیب‌زمینی همراه می‌شود.
به‌این‌ترتیب، شست‌وشو و حذف نشاسته به کمک فراصوت، کنترل فرایند قهوه‌ای‌شدن را بهبود می‌بخشد و به سرخ‌شدن یکنواخت خلال‌های سیب‌زمینی منجر می‌شود. این بهبود حذف نشاسته با فراصوت، سیب‌زمینی سرخ‌کردهٔ تردتر و طلایی‌تری به دست می‌دهد.
اثرات فراصوت بر واکنش میلارد
واکنش میلارد که میان قندهای احیاکننده و منابع پروتئینی رخ می‌دهد، همراه با جذب روغن در حین سرخ‌کردن، بر رنگ نهایی محصولات سرخ‌شده تأثیر می‌گذارد.
بهبود رنگ محصولات سرخ‌شده: در سیب‌زمینی‌های سرخ‌شده‌ای که تحت تیمار آب‌گیری اسمزی به کمک فراصوت (UAOD) قرار گرفته بودند، مقادیر a* به‌طور معنی‌داری کمتر از نمونه‌های سرخ‌شدهٔ تیمارنشده بود (p ≤ 0٫05). بررسی مقادیر ΔE* و a* نشان داد که کاربرد UAOD پیش از سرخ‌کردن، رنگ بهتری ایجاد می‌کند. پیش‌تیمار فراصوتی مواد غذایی پیش از سرخ‌کردن، فعالیت آنزیمی را کاهش می‌دهد و تغییرات مطلوبی در رنگ طی سرخ‌کردن ایجاد می‌کند.
آب‌گیری اسمزی فراصوتی
آب‌گیری اسمزی به کمک فراصوت (UAOD) مزیت بهبود رنگ سیب‌زمینی سرخ‌کرده را دارد. افزون بر این، مدت پیش‌تیمار آب‌گیری اسمزی را حدود 67 % کوتاه‌تر کرده است. فراصوت‌دهی کارایی و سرعت آب‌گیری اسمزی را افزایش می‌دهد. همچنین، آب‌گیری اسمزی فراصوتی با کاهش مقدار روغن و رطوبت در مقایسه با نمونه‌های تیمارنشده، کیفیت سیب‌زمینی سرخ‌شده را بهبود بخشیده است.
خشک‌کردن خلال‌های سیب‌زمینی با هوا به کمک فراصوت
خشک‌کردن با هوا روشی جایگزین برای حذف رطوبت سیب‌زمینی است تا مقدار اولیهٔ آب کاهش یابد و از این طریق جذب روغن به حداقل برسد و ویژگی‌های غذای سرخ‌شده بهبود یابد. خشک‌کردن همرفتی با هوا به کمک فراصوت، به‌عنوان پیش‌تیمار پیش از سرخ‌کردن چیپس سیب‌زمینی، ویژگی‌های چیپس نهایی را بهبود می‌بخشد و جذب روغن آن را کاهش می‌دهد، زیرا فراصوت حذف آب را تشدید می‌کند.
سونیکاتورها برای بهبود سرخ‌کردن
کاربرد فراصوت در فرآوری مواد غذایی باعث افزایش بازده محصول، کاهش زمان فرآوری، کاهش هزینه‌های نگهداری و دستیابی به ویژگی‌های کیفی بهتر و سالم‌تر می‌شود. فراصوت‌دهی را می‌توان به‌عنوان پیش‌تیمار پیش از سرخ‌کردن یا مستقیماً در حین فرایند سرخ‌کردن اجرا کرد.
Hielscher Ultrasonics سونیکاتورهای پربازدهی را برای ادغام در سرخ‌کن‌ها و حوضچه‌های شست‌وشوی سیب‌زمینی در تمامی اندازه‌ها ارائه می‌کند. سونوتْرودها و پروب‌های فراصوتی را می‌توان هم در فرایندهای ناپیوسته و هم بالای نوارهای نقاله به کار گرفت.
همین امروز با ما تماس بگیرید تا دربارهٔ فرایند سرخ‌کردن شما گفت‌وگو کنیم و بدانید چگونه ادغام یک سونیکاتور به شما کمک می‌کند سیب‌زمینی سرخ‌کرده و چیپس خوش‌طعم‌تر و سالم‌تری تولید کنید!
- بازده بالا
- فناوری روز
- قابلیت اطمینان و استحکام
- کنترل دقیق و قابل‌تنظیم فرایند
- ناپیوسته و درون‌خطی
- برای هر حجم
- نرم‌افزار هوشمند
- قابلیت‌های هوشمند (مانند برنامه‌پذیری، ثبت داده‌ها و کنترل از راه دور)
- کاربری آسان و ایمن
- نیاز اندک به نگهداری
- CIP (شست‌وشو در محل)
طراحی، ساخت و مشاوره – کیفیت ساخت آلمان
دستگاه‌های فراصوت Hielscher به بالاترین استانداردهای کیفیت و طراحی شهرت دارند. استحکام و کاربری آسان، ادغام بی‌دردسر دستگاه‌های فراصوت ما را در تأسیسات صنعتی ممکن می‌سازد. دستگاه‌های فراصوت Hielscher به‌آسانی از عهدهٔ شرایط سخت و محیط‌های کاری دشوار برمی‌آیند.
Hielscher Ultrasonics شرکتی دارای گواهینامهٔ ISO است و تأکید ویژه‌ای بر دستگاه‌های فراصوت پربازده با فناوری روز و کاربری آسان دارد. البته دستگاه‌های فراصوت Hielscher با CE انطباق دارند و الزامات UL، CSA و RoHs را برآورده می‌کنند.
با ما تماس بگیرید! / از ما بپرسید!
منابع علمی / مراجع
- Francesca Bruno, Moira Ledbetter, Ben Davies, Lena Riedinger, Slim Blidi, Keith Sturrock, Ged McNamara, Gary Montague, Alberto Fiore (2024): Effect of ultrasound and additives treatment as mitigation strategies to reduce acrylamide formation in potato crisps on industrial scale. LWT, Volume 197, 2024.
- Zhang J., Yu P., Fan L., Sun Y. (2021): Effects of ultrasound treatment on the starch properties and oil absorption of potato chips. Ultrasonics Sonochemistry 2021.
- Pedreschi, F.; Moyano, P. (2005): Oil uptake and texture development in fried potato slices. Journal of Food Engineering, 70(4), 2005. 557–563.
نکات دانستنی
سیب‌زمینی سرخ‌کردهٔ منجمد چگونه تولید می‌شود؟
- انتخاب و شست‌وشوی سیب‌زمینی: سیب‌زمینی‌های باکیفیت، اغلب از رقم Russet، به دلیل مقدار مشخص نشاسته و رطوبتشان انتخاب می‌شوند. آن‌ها به‌طور کامل شسته می‌شوند تا هرگونه خاک و ناخالصی از بین برود.
- پوست‌گیری و برش: سیب‌زمینی‌ها پوست‌گیری می‌شوند، زیرا پوست می‌تواند بر بافت سیب‌زمینی سرخ‌کرده تأثیر بگذارد. سپس، معمولاً با استفاده از دستگاه‌های برش تخصصی، به شکل‌های یکنواخت برش داده می‌شوند. اندازه و شکل خلال‌ها می‌تواند بر بافت نهایی و مدت پخت آن‌ها تأثیر بگذارد.
- بلانچینگ: بلانچینگ شامل قرار دادن کوتاه‌مدت سیب‌زمینی‌های برش‌خورده در آب داغ یا بخار است. این مرحله چند هدف را دنبال می‌کند: قندها و نشاسته‌های اضافی را از سطح سیب‌زمینی حذف می‌کند، به حفظ رنگ طبیعی خلال‌ها کمک می‌کند و با نیم‌پز کردن آن‌ها، برای انجماد آماده‌شان می‌سازد.
- خشک‌کردن: پس از بلانچینگ، سیب‌زمینی‌ها خشک می‌شوند تا رطوبت اضافی حذف شود. این مرحله برای اطمینان از انجماد یکنواخت خلال‌ها و حفظ بافت آن‌ها در طول نگهداری ضروری است.
- پیش‌سرخ‌کردن: پیش‌سرخ‌کردن شامل سرخ‌کردن جزئی سیب‌زمینی‌ها در روغن با دمای بالا است. این مرحله لایهٔ بیرونی تردی روی خلال‌ها ایجاد می‌کند و به حفظ رطوبت درون آن‌ها کمک می‌کند تا هنگام انجماد و پخت بعدی، نرم و خیس نشوند.
- انجماد: خلال‌های نیم‌پز به‌سرعت تا دماهای بسیار پایین منجمد می‌شوند؛ معمولاً این کار با فریزر وزشی انجام می‌شود. انجماد سریع به حداقل رساندن تشکیل بلورهای یخ درون سلول‌های سیب‌زمینی کمک می‌کند و بافت و طعم آن‌ها را حفظ می‌کند.
- بسته‌بندی: پس از انجماد، خلال‌ها در کیسه‌ها یا ظروف دربسته بسته‌بندی می‌شوند؛ اغلب گاز نیتروژن نیز به بسته افزوده می‌شود تا از سوختگی انجمادی و اکسیداسیون جلوگیری شود.
Hielscher Ultrasonics هموژنایزرهای فراصوتی پربازده را در مقیاس‌های مختلف، از آزمایشگاهی تا صنعتی، تولید می‌کند.