Ultrasons pour une décongélation et un décorticage améliorés des crevettes

La maturation traditionnelle des crevettes par saumurage peut relâcher la liaison entre la carapace et la chair, mais elle exige de longs temps de trempage et un contrôle rigoureux du sel pour éviter la décoloration, la perte de goût sucré et une texture altérée. Des avancées récentes démontrent que les ultrasons de puissance peuvent remplacer ou améliorer la maturation en accélérant à la fois la décongélation et le détachement de la carapace, tout en préservant la qualité des crevettes. Découvrez, sur des bases scientifiques, comment la sonication améliore l’efficacité du traitement et la qualité du produit final des crevettes surgelées.

Le décorticage des crevettes et ses défis

Le décorticage des crevettes est l’un des principaux facteurs de coût dans la transformation des crustacés. Les espèces d’eau froide comme Pandalus borealis présentent une adhérence très forte entre le muscle et la carapace, ce qui rend les crevettes fraîchement pêchées extrêmement difficiles à décortiquer mécaniquement. Pour y remédier, les transformateurs recourent traditionnellement au saumurage ou à la maturation sur glace pendant une durée allant jusqu’à 1–3 jours, ce qui permet aux enzymes endogènes et à la diffusion du sel d’affaiblir cette adhérence. Toutefois :

• les trempages prolongés risquent d’entraîner une perte de la couleur rouge/jaune,
• une absorption excessive de sel modifie la saveur et réduit le goût sucré,
• une durée prolongée accroît le risque microbien, et
• la cristallisation de la glace lors de la congélation peut endommager les tissus en l’absence d’une concentration en sel adéquate.

Une alternative moderne est la sonication, qui agit de manière physique (cavitation, microjets, forces de cisaillement) plutôt que chimique, permettant à la fois une décongélation rapide et un détachement accéléré de la carapace avec une dégradation minimale du produit.

Comment les ultrasons améliorent la décongélation des crevettes

Transfert de chaleur rapide par cavitation

Les ultrasons produisent des bulles microscopiques dans le liquide entourant les crevettes. Ces bulles se dilatent et implosent violemment – un phénomène appelé cavitation acoustique.
Selon Li et al. (2024) :
Les ultrasons ont réduit le temps de décongélation de 87 min (décongélation à l’air) et 66 min (décongélation à l’eau courante) à 48 min, ce qui représente une accélération de 48,9%.

Courbes de décongélation de crevettes surgelées traitées par différentes méthodes de décongélation. (AT : décongélation à l’air, FWT : décongélation par hydrolyse en flux, US : décongélation assistée par ultrasons, UST : décongélation à la SBEW assistée par ultrasons)
Étude et graphique : Li et al., 2024

Cela s’explique par le fait que les bulles de cavitation qui implosent :

• génèrent des ondes de choc et des microjets,
• amincissent la couche limite thermique autour de l’aliment,
• et accélèrent la fonte des cristaux de glace internes.

Protection contre l’oxydation des lipides/protéines

Li et al. (2024) montrent que la combinaison des ultrasons avec de l’eau électrolysée légèrement basique (SBEW) prévient :

• Le MDA (marqueur de l’oxydation lipidique) a chuté à 0,62 nmol/mg avec ultrasons + SBEW contre 0,83 nmol/mg chez les crevettes décongelées à l’air.
• Les carbonyles (oxydation des protéines) étaient au plus bas chez les crevettes traitées à la SBEW assistée par ultrasons (1,63 nmol/mg contre 3,21 nmol/mg pour la décongélation à l’air).

Préservation de la structure musculaire et de la rétention d’eau

Décongélation par ultrasons (UST) :

• préserve l’intégrité des fibres musculaires, les échantillons traités à la SBEW assistée par ultrasons présentant des fibres étroitement alignées, semblables à celles des crevettes fraîches.
• entraîne la plus faible perte à la décongélation (4,06%) et la plus faible perte à la cuisson par rapport à toutes les autres méthodes.

Effets de différentes méthodes de décongélation sur les modifications microstructurales des crevettes
(FS : crevettes fraîches, AT : décongélation à l’air, FWT : décongélation par hydrolyse en flux, US : décongélation assistée par ultrasons, UST : décongélation à la SBEW assistée par ultrasons)
Étude et images : ©Li et al., 2024

Décorticage des crevettes amélioré par ultrasons

1. La cavitation affaiblit physiquement l’interface carapace–muscle

   Dang et al. (2018) ont constaté que les ultrasons de puissance à 24 kHz créent :

   • des piqûres en spirale à la surface de la carapace,
   • une érosion de la couche d’épicuticule,
   • une porosité accrue,
   • des microcanaux s’étendant vers la couche membraneuse.

   Ces modifications structurelles améliorent considérablement le détachement de la carapace.
   Les images MEB de la page 37 montrent clairement des piqûres sur les crevettes traitées par US et par US+enzyme, tandis que les échantillons crus et ceux traités uniquement par enzyme restent lisses.

 

2. Les ultrasons réduisent le travail de décorticage et augmentent le rendement

   Lorsqu’ils sont utilisés avant ou pendant la maturation enzymatique :

   • Le travail de décorticage est passé de 7,8 mJ/g (crues) à 3,9 mJ/g, soit une réduction de 50%.
   • Le rendement en chair a augmenté (jusqu’à ~90% selon les conditions).
   • La proportion de crevettes entièrement décortiquées a augmenté de manière significative.



   Les ultrasons seuls améliorent déjà l’aptitude au décorticage ; la combinaison ultrasons + enzyme est encore plus efficace.

 

3. Diffusion enzymatique renforcée par les microcanaux ultrasoniques

   Le mécanisme proposé aboutit à ce qui suit :

   1. Les piqûres de cavitation forment des « points d’entrée » dans la carapace.
   2. Ces piqûres communiquent avec des microcanaux plus profonds.
   3. Les enzymes – qu’elles soient endogènes ou ajoutées – pénètrent plus rapidement et hydrolysent l’adhérence muscle-carapace.

   Cela permet :

   • une maturation plus courte (quelques heures au lieu de 1–3 jours),
   • un moindre risque de décoloration ou de perte de goût sucré,
   • des besoins en sel inférieurs à ceux du saumurage.

 

4. Impact minimal sur la couleur et la texture

   Contrairement aux longs trempages dans le sel, les traitements par ultrasons :

   • n’ont pas modifié les paramètres de couleur L*, a*, b* par rapport aux crevettes crues,
   • n’ont pas altéré la texture (dureté, résilience et masticabilité sont restées comparables).

   Les ultrasons sont donc bien plus sûrs qu’une surmaturation en saumure, connue pour ternir la couleur et réduire le goût sucré.

La sonication comparée au saumurage

Les ultrasons offrent un mécanisme plus contrôlé, plus rapide et plus propre que la diffusion du sel.