Ultraschall fir e verbessert Opdeeën a Schiele vu Crevetten
Déi traditionell Reifung vu Crevetten a Salzlake kann d’Verbindung tëscht Schuel a Fleesch labberen, erfuerdert awer laang Aweechezäiten an eng suergfälteg Kontroll vum Salzgehalt, fir d’Verblatze vun der Faarf, de Verloscht u Séissheet an eng Beanträchtegung vun der Textur ze vermeiden. Rezent Fortschrëtter weisen, datt Héichleeschtungsultraschall d’Reifung ersetze oder verbessere kann, andeems e souwuel d’Opdeeën wéi och d’Labberung vun der Schuel beschleunegt an dobäi d’Qualitéit vun de Crevetten erhält. Kritt wëssenschaftlech fundéiert Ablécker, wéi d’Beschallung d’Veraarbechtungseffizienz an d’Qualitéit vum Endprodukt bei gefruerene Crevette verbessert.
D’Schiele vu Crevetten a seng Erausfuerderungen
D’Schiele vu Crevetten ass ee vun de gréisste Käschtefacteure bei der Veraarbechtung vu Kriibsdéieren. Kalwaasseraarte wéi Pandalus borealis hunn eng ganz staark Verbindung tëscht Muskel a Schuel, soudatt frësch gefaange Crevetten extrem schwéier mechanesch ze schiele sinn. Fir dëse Problem ze léisen, benotze Veraarbechter traditionell eng Reifung a Salzlake oder op Äis fir bis zu 1–3 Deeg, wouduerch endogen Enzymen an d’Salzdiffusioun d’Verbindung schwäche kënnen. Allerdéngs:
- besteet bei laangem Aweechen de Risiko, datt déi rout/giel Faarf verluer geet,
- verännert eng iwwerméisseg Salzopnam de Goût a reduzéiert d’Séissheet,
- erhéicht eng verlängert Dauer de mikrobielle Risiko, an
- kann d’Kristalliséierung vun Äis beim Afréieren de Geweebe beschiedegen, wann d’Salzkonzentratioun net ausräichend ass.
Eng modern Alternativ ass d’Beschallung, déi physikalesch (Kavitatioun, Mikrostralen, Schéierkräften) amplaz cheemesch wierkt an domat souwuel e séiert Opdeeën wéi och eng beschleunegt Labberung vun der Schuel bei minimaler Produktdegradatioun erméiglecht.
Opdeeë mat Ultraschall mam Hielscher Stepped Plate Sonicator
Wéi Ultraschall d’Opdeeë vu Crevette verbessert
Séier Wäermtiwwerdroung duerch Kavitatioun
Ultraschall produzéiert mikroskopesch Blosen an der Flëssegkeet ronderëm d’Crevetten. Dës Blose deene sech aus a fale mat grousser Kraaft zesummen – e Phenomeen, dat akustesch Kavitatioun genannt gëtt.
Laut Li et al. (2024):
Ultraschall huet d’Opdeeëszäit vun 87 min (Opdeeën an der Loft) a 66 min (Opdeeën a fléissendem Waasser) op 48 min reduzéiert, wat enger Beschleunegung vun 48,9% entsprécht.
Opdeeëskurve vu gefruerene Crevetten, déi mat verschiddenen Opdeeësmethode behandelt goufen. (AT: Opdeeën an der Loft, FWT: Opdeeën duerch Stréimungshydrolys, US: ultraschallënnerstëtzt Opdeeën, UST: ultraschallënnerstëtzt Opdeeë mat SBEW)
Etüd a Grafik: Li et al., 2024
Dëst geschitt, well zesummefalend Kavitatiounsblosen:
- Stousswellen a Mikrostrale produzéieren,
- d’thermesch Grenzschicht ronderëm d’Liewensmëttel méi dënn maachen,
- an d’Schmëlze vun den Äiskristallen am Bannere beschleunegen.
Schutz géint Lipid-/Proteinoxidatioun
Li et al. (2024) weisen, datt d’Kombinatioun vun Ultraschall mat liicht baseschem elektrolyséiertem Waasser (SBEW) verhënnert:
- MDA (Marker fir Lipidoxidatioun) ass bei Ultraschall + SBEW op 0,62 nmol/mg gefall, géintiwwer 0,83 nmol/mg bei Crevetten, déi an der Loft opgedéit goufen.
- D’Carbonylwäerter (Proteinoxidatioun) ware bei ultraschallënnerstëtzt mat SBEW behandelte Crevetten am niddregsten (1,63 nmol/mg géintiwwer 3,21 nmol/mg beim Opdeeën an der Loft).
Erhale vun der Muskelstruktur an der Waasserretentioun
D’Opdeeë mat Ultraschall (UST):
- erhält d’Integritéit vun de Muskelfaseren, woubäi ultraschallënnerstëtzt mat SBEW behandelt Prouwen enk ausgeriicht Fasere weisen, änlech wéi bei frësche Crevetten.
- féiert zum niddregsten Opdeeësverloscht (4,06%) an zum niddregste Kachverloscht am Verglach mat allen anere Methoden.
Auswierkunge vu verschiddenen Opdeeësmethoden op d’mikrostrukturell Verännerunge vu Crevetten
(FS: frësch Crevetten, AT: Opdeeën an der Loft, FWT: Opdeeën duerch Stréimungshydrolys, US: ultraschallënnerstëtzt Opdeeën, UST: ultraschallënnerstëtzt Opdeeë mat SBEW)
Etüd a Biller: ©Li et al., 2024
Effizient Entäisen an Opdeeë mam Hielscher Stepped Plate Sonicator
Duerch Ultraschall verbessert Schiele vu Crevetten
-
Kavitatioun schwächt d’Grenzfläch tëscht Schuel a Muskel op physikaleschem Wee
Dang et al. (2018) hu festgestallt, datt Héichleeschtungsultraschall bei 24 kHz Follgendes verursaacht:
- spiralfërmeg Verdéiwungen op der Uewerfläch vun der Schuel,
- Erosioun vun der Epikutikulaschicht,
- erhéicht Porositéit,
- Mikrokanäl, déi sech a Richtung vun der membranöser Schicht erstrecken.
Dës strukturell Verännerunge verbesseren d’Léise vun der Schuel däitlech.
SEM-Biller op der Säit 37 weisen däitlech Verdéiwunge bei mat US a mat US+Enzym behandelte Crevetten, wärend réi Prouwen a Prouwen, déi nëmme mat Enzym behandelt goufen, glat bleiwen. -
Ultraschall reduzéiert d’Schielaarbecht an erhéicht d’Ausbeut
Beim Asaz virun oder wärend der enzymatescher Reifung:
- Ass d’Schielaarbecht vu 7,8 mJ/g (réi) op 3,9 mJ/g erofgaangen, eng Reduktioun vu 50%.
- Ass d’Fleeschausbeut geklommen (bis zu ~90% jee no Bedéngung).
- Ass den Undeel u komplett geschielte Crevetten däitlech geklommen.
Ultraschall eleng verbessert schonn d’Schielbarkeet; d’Kombinatioun vun Ultraschall + Enzym ass nach méi wierksam.
-
Duerch Ultraschall produzéiert Mikrokanäl verbesseren d’Enzymdiffusioun
De virgeschloene Mechanismus féiert zu Follgendem:
- Duerch Kavitatioun entstane Verdéiwunge bilden “Entréespunkten” an der Schuel.
- Dës Verdéiwunge verbanne sech mat méi déife Mikrokanäl.
- Enzymen – egal ob endogen oder bäigesat – drénge méi séier an an hydrolyséieren d’Verbindung tëscht Muskel a Schuel.
Dëst erméiglecht:
- eng méi kuerz Reifung (Stonnen amplaz vun 1–3 Deeg),
- e méi klenge Risiko, datt d’Faarf verblatzt oder d’Séissheet verluer geet,
- e méi niddrege Salzbedarf wéi bei der Behandlung a Salzlake.
-
Minimal Auswierkungen op Faarf an Textur
Am Géigesaz zum laangen Aweechen a Salzlake hunn Ultraschallbehandlungen:
- d’Faarfparameter L*, a*, b* am Verglach mat réie Crevetten net verännert,
- d’Textur net beschiedegt (Häert, Réckstellverméigen a Kaubarkeet si vergläichbar bliwwen).
Doduerch ass Ultraschall vill méi sécher wéi eng ze laang Reifung a Salzlake, déi bekanntlech d’Faarf ofstompt an d’Séissheet reduzéiert.
Beschallung am Verglach mat der Behandlung a Salzlake
Ultraschall bitt e méi kontrolléierten, méi séieren a méi proppere Mechanismus wéi d’Salzdiffusioun.
| Parameter | Traditionell Reifung a Salzlake | Methoden op Basis vun Ultraschall |
|---|---|---|
| Zäit | 12–48h | 3–4h (US + Enzym) |
| Salzverbrauch | Héich | Niddreg oder keen |
| Risiko vun ze laangem Aweechen | Héich | Ganz niddreg |
| Schielaarbecht | Moderat | Ëm bis zu 50% reduzéiert |
| Erhale vun der Faarf | Dacks reduzéiert | Erhalen |
| Séissheet | Kann ofhuelen | Erhalen |
| Textur | Verloscht u Fiederelastizitéit | Erhalen |
| Mikrobielle Risiko | Méi héich (laang Prozessdauer) | Méi niddreg (kuerze Prozess) |
Den Hielscher Stepped Plate Sonicator suergt mat duerch d’Loft iwwerdroenem Ultraschall fir e méi séiert a méi gläichméissegt Opdeeën.
Literatur / Referenzen
- Tem Thi Dang, Nina Gringer, Flemming Jessen, Karsten Olsen, Niels Bøknæs, Pia Louise Nielsen, Vibeke Orlien (2018): Facilitating shrimp (Pandalus borealis) peeling by power ultrasound and proteolytic enzyme. Innovative Food Science and Emerging Technologies 2018.
- Yufeng Li, Jinsong Wang, Qiao-Hui Zeng, Langhong Wang, Jing Jing Wang, Shaojie Li, Jiahui Zhu, Xin-An Zeng (2024): Novel thawing method of ultrasound-assisted slightly basic electrolyzed water improves the processing quality of frozen shrimp compared with traditional thawing approaches. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 107, 2024.
Heefeg gestallte Froen
Wat sinn üblech Methode fir Crevetten an der Liewensmëttelindustrie opzedeeën?
Zu den üblechen industrielle Methode fir Crevetten opzedeeë gehéieren d’Opdeeën an der Loft, d’Opdeeën duerch Antauchen a Waasser oder a fléissendem Waasser, d’Opdeeën an Äiswaasser an ëmmer méi och d’ultraschallënnerstëtzt Opdeeën. Dës Methoden ënnerscheede sech an der Effizienz vun der Wäermtiwwerdroung, woubäi Ultraschall d’Opdeeën duerch kavitatiounsbedéngt Mikrostréimungen an eng verbessert Wäermtleedfäegkeet däitlech beschleunegt.
Wat si wichteg Facteure beim Opdeeë wat d’Liewensmëttelsécherheet ugeet?
Zu de wichtege Facteure fir d’Liewensmëttelsécherheet beim Opdeeë gehéiert den Zäit–Temperatur-Profil, well e verlängert Opdeeën de Wuesstem vu Mikroorganismen erméiglecht an d’Aktivitéit vun autolyteschen Enzyme beschleunegt; d’Vermeide vum Verloscht un nährstoffräicher Drëpsflëssegkeet, déi d’Vermehrung vu Mikroorganisme fërdert; an d’Kontroll vun Oxidatiounsprozesser, déi d’Integritéit vun de Proteine beanträchtegen a Verderbnisindikatore wéi TVB-N an aus Lipiden entstanen Aldehyde produzéiere kënnen. Et ass dofir essentiell, e séiert, gläichméissegt Opdeeën ënner de kritesche Schwellwäerter fir de Wuesstem vu Mikroorganismen ze garantéieren.
Aus wat besteet d’Schuel vu Crevetten?
D’Schuel vu Crevette besteet haaptsächlech aus Chitin, dat zesumme mat Proteinen a Mineralstoffer an enger geschichter Kutikula organiséiert ass an e steift Exoskelett bilt. Ultraschallstudie weisen, datt hir baussenzeg Epikutikula duerch Kavitatioun erodéiert ka ginn, wouduerch Verdéiwungen a Mikrokanäl entstinn, déi d’Verbindung mam Muskel schwächen.
Wéi beaflosst d’Opdeeën d’Eegenschafte vu myofibrilläre Proteinen?
D’Opdeeë beaflosst myofibrillär Proteinen, andeems et oxidativ Verännerungen, strukturell Entfalung an Ofbau fërdert, besonnesch wann d’Opdeeë lues verleeft. Beim konventionellen Opdeeën hëlt d’Carbonylbildung zou, Sulfhydrylgruppe gi verluer, den Undeel un α-Helixe geet erof, an zoufälleg Knäuelstrukturen huelen zou, wat op eng Denaturéierung hiweist. Ultraschallënnerstëtzt Opdeeën, besonnesch a Kombinatioun mat liicht baseschem elektrolyséiertem Waasser, reduzéiert dës Auswierkungen an erhält déi sekundär an tertiär Proteinstrukturen, d’Elastizitéit an d’Waasserhaltekapazitéit besser.
Hielscher Ultrasonics produzéiert Ultraschallhomogenisatore mat héijer Leeschtung a Gréisste vum Labo bis zu der Industrie.