Friture des aliments améliorée par ultrasons

Les aliments frits tels que les frites, les chips et autres aliments frits en friteuse peuvent bénéficier de la sonication avant ou pendant la friture. Découvrez comment les ultrasons permettent d’obtenir des aliments frits plus sains, car ils contiennent moins d’huile et moins d’acrylamide. Parallèlement, le temps de friture est raccourci, et le croustillant et la couleur sont améliorés.

Friture assistée par ultrasons pour des frites et des chips plus saines et de meilleure qualité

La friture assistée par ultrasons des frites et des chips offre plusieurs avantages, principalement axés sur une qualité améliorée, des valeurs nutritionnelles optimisées et l’efficacité du traitement. Un avantage important est la réduction de l’absorption d’huile et du temps de friture, tout en maintenant, voire en améliorant, la qualité du produit. Ainsi, la friture par ultrasons produit des frites à l’extérieur plus croustillant et à l’intérieur plus moelleux, ce qui leur confère une texture plus recherchée.

La cavitation ultrasonore améliore la friture

Le traitement par ultrasons influe sur le transfert de chaleur, la formation de bulles et la réduction de l’humidité (élimination de l’eau) pendant la friture.
Le mécanisme à l’origine des résultats de friture optimisés par ultrasons pour les frites et les chips réside dans le phénomène de cavitation acoustique généré par les ondes ultrasonores. Lorsque les ondes ultrasonores traversent l’huile de friture, elles créent de minuscules bulles de vide, appelées cavitation. Ces bulles implosent violemment à proximité de la surface de l’aliment, provoquant localement une chaleur et une pression intenses. Cette action favorise un transfert de chaleur rapide vers l’aliment, ce qui permet une cuisson uniforme et réduit le temps de friture.

Par ailleurs, les ondes ultrasonores peuvent intensifier les processus de transfert de masse, tels que la pénétration de l’huile et l’élimination de l’humidité, ce qui améliore la qualité du produit. Dans la production de frites et de chips, le mouvement rapide des bulles de cavitation crée des courants de micro-convection au sein du milieu de friture. Cela favorise l’élimination rapide de l’humidité ainsi qu’une répartition homogène de la chaleur et de l’huile de friture autour de l’aliment.

La cavitation ultrasonore provoque également une rupture de la structure superficielle de la pomme de terre, créant des microcanaux et des pores. Cela signifie une augmentation de la surface, ce qui conduit à de meilleurs résultats de friture et, de ce fait, à un croustillant accru du produit final. La rupture des matrices cellulaires facilite une meilleure pénétration de l’huile, ce qui entraîne une absorption d’huile réduite par l’aliment, un avantage pour les consommateurs soucieux de leur santé.

Grâce à une diffusion et à un taux d’élimination de l’eau plus élevés induits par les ultrasons, la teneur finale en humidité peut être atteinte plus rapidement.
La sonication favorise la formation de bulles, ce qui signifie que la sonication pendant la friture entraîne des volumes de bulles plus élevés jusqu’à la fin de la friture. Le nombre de bulles, la taille des bulles et l’élimination de l’eau associée pendant la friture sont influencés positivement dans un procédé de friture assisté par ultrasons. L’élimination de l’eau des pommes de terre est intensifiée par une diffusion accrue ainsi que par un transfert de chaleur et de masse accru.

La friture par ultrasons entraîne une réduction de l’huile

Une moindre adsorption d’huile pendant la friture permet d’obtenir des frites et des chips plus saines.
Comment les ultrasons réduisent-ils l’absorption d’huile lors de la friture des pommes de terre ?
Lorsque les tranches de pommes de terre sont immergées dans l’huile chaude, de minuscules bulles se forment autour d’elles en raison de l’expansion rapide de l’eau contenue dans les cellules de la pomme de terre. Ces bulles finissent par éclater, formant de petits pores dans la structure de la pomme de terre. Lorsque des ondes ultrasonores sont introduites dans l’huile de friture, elles créent des bulles de cavitation microscopiques. Ces bulles implosent avec une force considérable à proximité de la surface de la pomme de terre, provoquant ce que l’on appelle des microjets.
Ces microjets générés par ultrasons éliminent l’excès d’amidon, de sorte que moins d’huile est absorbée. De plus, l’agitation intense provoquée par les ondes ultrasonores favorise également un meilleur contact entre la surface de la pomme de terre et l’huile chaude, intensifiant ainsi le transfert de chaleur. Les pommes de terre frient donc plus rapidement et passent moins de temps dans l’huile, ce qui réduit l’absorption globale d’huile.

La friture par ultrasons entraîne une réduction de l’acrylamide

L’acrylamide est un composé classé comme cancérogène potentiel. C’est pourquoi les teneurs en acrylamide des aliments sont réglementées et doivent être réduites. L’acrylamide apparaît lorsque les aliments sont transformés à des températures supérieures à 120°C ; les molécules d’acrylamide se forment au cours de la réaction dite de Maillard, dans laquelle l’acide aminé asparagine et des sucres réducteurs sont transformés. Les pommes de terre frites, telles que les frites et les chips, constituent l’une des principales sources d’acrylamide. Afin de produire des aliments plus sains, les ultrasons de basse fréquence et de haute intensité (dans une plage d’env. 20–26kHz) constituent un prétraitement bénéfique avant la friture, réalisé dans l’eau pendant quelques minutes, afin de réduire la teneur en acrylamide des pommes de terre frites.
La sonication entraîne une extraction, et donc une élimination, des sucres réducteurs et de l’asparagine des cellules de la pomme de terre. Les sucres réducteurs et l’asparagine extraits par ultrasons sont entraînés par lavage hors de la pomme de terre dans l’eau environnante. Comme les sucres réducteurs et l’asparagine sont les précurseurs de la réaction de Maillard et de la formation d’acrylamide, un prétraitement par ultrasons avant la friture réduit efficacement la formation d’acrylamide et de 5-hydroxyméthylfurfural.
Par conséquent, le prétraitement par ultrasons diminue la teneur en sucres réducteurs, ce qui a entraîné une moindre formation d’acrylamide et de 5-hydroxyméthylfurfural.

Bruno et al. (2024) ont obtenu une réduction de la formation d’acrylamide allant jusqu’à 67,1% grâce à un court traitement par ultrasons de 2 minutes à l’aide du sonicateur Hielscher UIP2000hdT, suivi d’un lavage à l’eau chaude.

Antunes-Rohling et al. (2018) ont mis en évidence une augmentation de l’extraction des sucres et, par conséquent, une réduction de 44% des teneurs en acrylamide en soniquant des bâtonnets de pommes de terre pendant 30 min dans un bain d’eau avant la friture (171◦C, 10 min).

Élimination de l’amidon par lavage et blanchiment par ultrasons

Les pommes de terre riches en amidon donnent des frites molles et friables lors de la friture ou de la cuisson au four. C’est pourquoi les amidons sont éliminés de la surface des pommes de terre par lavage. La sonication améliore l’élimination des amidons non seulement à la surface, mais aussi dans les couches plus profondes de la pomme de terre. La sonication crée des pores, de sorte que l’érosion superficielle des granules d’amidon s’accompagne d’une extraction de l’amidon de l’intérieur de la pomme de terre.
Ainsi, une élimination de l’amidon par lavage assistée par ultrasons permet un meilleur contrôle du processus de brunissement, ce qui donne des frites à la friture homogène. Cette élimination de l’amidon améliorée par ultrasons produit des frites plus croustillantes et plus dorées.

Effets des ultrasons sur la réaction de Maillard

La réaction de Maillard, qui se produit entre les sucres réducteurs et les sources de protéines, ainsi que l’absorption d’huile pendant la friture influent sur la couleur finale des produits frits.
Couleur améliorée des produits frits : pour les pommes de terre frites traitées par déshydratation osmotique assistée par ultrasons (UAOD), les valeurs de a* étaient significativement plus faibles (p ≤ 0,05) que celles des échantillons frits non traités. Au vu des valeurs de ΔE* et de a*, l’UAOD a permis d’obtenir une meilleure couleur lorsqu’elle était appliquée avant la friture. Le prétraitement des aliments par ultrasons avant la friture réduit l’activité enzymatique et entraîne des changements de couleur positifs pendant la friture.

Déshydratation osmotique par ultrasons

Une déshydratation osmotique assistée par ultrasons (UAOD) présente l’avantage d’améliorer la couleur des frites. En outre, elle a permis de raccourcir d’environ 67 % la durée du prétraitement par déshydratation osmotique. La sonication augmente l’efficacité et la vitesse de la déshydratation osmotique. De plus, la déshydratation osmotique par ultrasons a amélioré la qualité des pommes de terre frites en réduisant la teneur en huile et en humidité par rapport aux échantillons non traités.

Séchage à l’air des frites par ultrasons

Le séchage à l’air est une méthode alternative pour éliminer l’humidité des pommes de terre afin de réduire la teneur initiale en eau et, ainsi, de minimiser l’absorption d’huile et d’améliorer les propriétés des aliments frits. Le séchage convectif à l’air assisté par ultrasons, utilisé comme prétraitement avant la friture des chips, améliore les propriétés et l’absorption d’huile des chips finales, car les ultrasons intensifient l’élimination de l’eau.

Sonicateurs pour une friture améliorée

L’application des ultrasons dans la transformation des aliments permet d’obtenir de meilleurs rendements, des durées de traitement plus courtes, des coûts de maintenance plus faibles ainsi que des caractéristiques de qualité meilleures et plus saines. La sonication peut être mise en œuvre soit comme prétraitement avant la friture, soit directement pendant le processus de friture.
Hielscher Ultrasonics propose des sonicateurs hautes performances destinés à l’intégration dans des friteuses et des bassins de lavage de pommes de terre de toutes tailles. Les sonotrodes et les sondes à ultrasons peuvent être intégrées dans des cuves de traitement par lots ainsi qu’au-dessus de convoyeurs à bande.
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Conception, fabrication et conseil – Qualité made in Germany

Les ultrasonicateurs Hielscher sont réputés pour leurs normes de qualité et de conception les plus élevées. Leur robustesse et leur facilité d’utilisation permettent une intégration aisée de nos ultrasonicateurs dans des installations industrielles. Les conditions difficiles et les environnements exigeants sont facilement maîtrisés par les ultrasonicateurs Hielscher.

Hielscher Ultrasonics est une entreprise certifiée ISO qui accorde une importance particulière aux ultrasonicateurs hautes performances alliant technologie de pointe et facilité d’utilisation. Bien entendu, les ultrasonicateurs Hielscher sont conformes CE et répondent aux exigences UL, CSA et RoHs.