Pārtikas produktu cepšanas uzlabošana ar ultraskaņu

Ceptiem pārtikas produktiem, piemēram, frī kartupeļiem, kartupeļu čipsiem un citiem eļļā iegremdētiem ceptiem produktiem, apstrāde ar ultraskaņu pirms cepšanas vai tās laikā var būt noderīga. Uzziniet, kā ultraskaņas izmantošana ļauj iegūt veselīgākus ceptus pārtikas produktus, jo tie satur mazāk eļļas un mazāk akrilamīda. Vienlaikus saīsinās cepšanas laiks un uzlabojas kraukšķīgums un krāsa.

Cepšana ar ultraskaņas palīdzību veselīgākiem un labākiem frī kartupeļiem un kartupeļu čipsiem

Frī kartupeļu un kartupeļu čipsu cepšana ar ultraskaņas palīdzību sniedz vairākas priekšrocības, galvenokārt uzlabojot kvalitāti, optimizējot uzturvērtību un palielinot apstrādes efektivitāti. Viena no būtiskām priekšrocībām ir mazāka eļļas uzņemšana un īsāks cepšanas laiks, vienlaikus saglabājot vai pat uzlabojot produkta kvalitāti. Tādējādi cepšana ar ultraskaņu nodrošina frī kartupeļiem kraukšķīgāku ārpusi un mīkstāku iekšpusi, radot vēlamāku tekstūru.

Ultraskaņas kavitācija uzlabo cepšanu

Apstrāde ar ultraskaņu ietekmē siltuma pārnesi, burbuļu veidošanos un mitruma samazināšanos (ūdens izvadīšanu) cepšanas laikā.
Ar ultraskaņu optimizēto frī kartupeļu un čipsu cepšanas rezultātu pamatā ir ultraskaņas viļņu radītā akustiskās kavitācijas parādība. Kad ultraskaņas viļņi izplatās caur cepšanai izmantoto eļļu, tie rada sīkus vakuuma burbuļus – šo parādību sauc par kavitāciju. Šie burbuļi strauji saplok pārtikas produkta virsmas tuvumā, lokāli radot intensīvu karstumu un spiedienu. Šī iedarbība veicina ātru siltuma pārnesi uz pārtikas produktu, nodrošinot vienmērīgu izcepšanos un saīsinot cepšanas laiku.

Turklāt ultraskaņas viļņi var uzlabot masas pārneses procesus, piemēram, eļļas iespiešanos un mitruma izvadīšanu, tādējādi uzlabojot produkta kvalitāti. Frī kartupeļu un kartupeļu čipsu ražošanā kavitācijas burbuļu straujā kustība rada mikrokonvekcijas plūsmas cepšanas vidē. Tas palīdz ātri izvadīt mitrumu un veicina vienmērīgu siltuma un cepšanas eļļas sadalījumu ap pārtikas produktu.

Ultraskaņas kavitācija arī sagrauj kartupeļa virsmas struktūru, radot mikrokanālus un poras. Tādējādi palielinās virsmas laukums, kas uzlabo cepšanas rezultātus un līdz ar to arī galaprodukta kraukšķīgumu. Šūnu matricu sagraušana veicina labāku eļļas iespiešanos, tādējādi samazinot eļļas uzņemšanu pārtikas produktā, kas ir labvēlīgi patērētājiem, kuri rūpējas par savu veselību.

Ultraskaņas izraisītā lielākā difūzijas un ūdens izvadīšanas ātruma dēļ galīgo mitruma saturu var sasniegt ātrāk.
Apstrāde ar ultraskaņu veicina burbuļu veidošanos, tāpēc tās izmantošana cepšanas laikā nodrošina lielāku burbuļu tilpumu līdz pat cepšanas beigām. Cepšanas procesā ar ultraskaņas palīdzību tiek pozitīvi ietekmēts burbuļu skaits, burbuļu izmērs un ar tiem saistītā ūdens izvadīšana cepšanas laikā. Ūdens izvadīšanu no kartupeļiem pastiprina gan intensīvāka difūzija, gan intensīvāka siltuma un masas pārnese.

Cepšana ar ultraskaņu samazina eļļas daudzumu

Mazāka eļļas adsorbcija cepšanas laikā nodrošina veselīgākus frī kartupeļus un kartupeļu čipsus.
 
Kā ultraskaņa samazina eļļas absorbciju kartupeļu cepšanas laikā?
Kad kartupeļu šķēles iegremdē karstā eļļā, ap tām veidojas sīki burbuļi, jo ūdens kartupeļu šūnās strauji izplešas. Šie burbuļi galu galā pārplīst, veidojot nelielas poras kartupeļu struktūrā. Kad cepšanas eļļā ievada ultraskaņas viļņus, tie rada mikroskopiskus kavitācijas burbuļus. Šie burbuļi ar milzīgu spēku saplok kartupeļu virsmas tuvumā, izraisot tā saukto mikrostrūklu veidošanos.
Šīs ultraskaņas radītās mikrostrūklas aizvāc lieko cieti, tādējādi samazinot eļļas uzsūkšanos. Turklāt ultraskaņas viļņu izraisītā intensīvā maisīšanās veicina arī labāku saskari starp kartupeļu virsmu un karsto eļļu, pastiprinot siltuma pārnesi. Tas nozīmē, ka kartupeļi izcepas ātrāk un pavada mazāk laika eļļā, tādējādi samazinot kopējo uzsūktās eļļas daudzumu.

Cepšana ar ultraskaņu samazina akrilamīda daudzumu

Akrilamīds ir savienojums, kas klasificēts kā potenciāls kancerogēns. Tādēļ akrilamīda līmenis pārtikas produktos tiek regulēts, un tas būtu jāsamazina. Akrilamīds rodas, kad pārtiku apstrādā temperatūrā virs 120°C, un akrilamīda molekulas veidojas tā sauktajā Maijāra reakcijā, kurā pārveidojas aminoskābe asparagīns un reducējošie cukuri. Cepti kartupeļi, piemēram, frī kartupeļi un kartupeļu čipsi, ir viens no galvenajiem akrilamīda avotiem. Lai ražotu veselīgāku pārtiku, dažu minūšu ilga priekšapstrāde ūdenī ar zemas frekvences, augstas intensitātes ultraskaņu (aptuveni 20–26kHz diapazonā) pirms cepšanas ir lietderīga ceptu kartupeļu akrilamīda satura samazināšanai.
Apstrāde ar ultraskaņu izraisa reducējošo cukuru un asparagīna ekstrakciju un tādējādi to izvadīšanu no kartupeļu šūnām. Ar ultraskaņu ekstrahētie reducējošie cukuri un asparagīns tiek izskaloti no kartupeļiem apkārtējā ūdenī. Tā kā reducējošie cukuri un asparagīns ir Maijāra reakcijas un akrilamīda veidošanās prekursori, priekšapstrāde ar ultraskaņu pirms cepšanas efektīvi samazina akrilamīda un 5-hidroksimetilfurfurola veidošanos.
Tādējādi priekšapstrāde ar ultraskaņu samazina reducējošo cukuru saturu, kā rezultātā veidojās mazāk akrilamīda un 5-hidroksimetilfurfurola.

Bruno et al. (2024) panāca akrilamīda veidošanās samazinājumu līdz pat 67,1%, veicot īsu, 2 minūtes ilgu apstrādi ar ultraskaņu, izmantojot Hielscher UIP2000hdT ultraskaņas apstrādes ierīci, un pēc tam mazgājot karstā ūdenī.

Antunes-Rohling et al. (2018) konstatēja cukuru ekstrakcijas palielināšanos un līdz ar to akrilamīda līmeņa samazinājumu par 44%, apstrādājot kartupeļu salmiņus ar ultraskaņu 30 min ūdens vannā pirms cepšanas (171◦C, 10 min).

Cietes izskalošana un blanšēšana ar ultraskaņu

Ar cieti bagāti kartupeļi, tos cepot eļļā vai cepeškrāsnī, pārvēršas mīkstos un drupenos frī kartupeļos. Tādēļ cieti no kartupeļu virsmas noņem, tos mazgājot. Apstrāde ar ultraskaņu uzlabo cietes izvadīšanu ne tikai no kartupeļu virsmas, bet pat no dziļākiem slāņiem. Apstrāde ar ultraskaņu rada poras, tādējādi cietes granulu virsmas erozija apvienojas ar cietes ekstrakciju no kartupeļu iekšienes.
Tādējādi cietes izskalošana ar ultraskaņas palīdzību uzlabo brūnēšanas procesa kontroli, nodrošinot vienmērīgi izceptus frī kartupeļus. Šāda ar ultraskaņu uzlabota cietes izvadīšana ļauj iegūt kraukšķīgākus un zeltainākus frī kartupeļus.

Ultraskaņas ietekme uz Maijāra reakciju

Maijāra reakcija, kas notiek starp reducējošajiem cukuriem un olbaltumvielu avotiem, kā arī eļļas uzsūkšanās cepšanas laikā ietekmē cepto produktu galīgo krāsu.
Uzlabota cepto produktu krāsa: ceptiem kartupeļiem, kas apstrādāti ar osmotisko dehidratāciju ar ultraskaņas palīdzību (UAOD), a* vērtības bija būtiski zemākas (p ≤ 0,05) nekā neapstrādātiem ceptiem paraugiem. Vērtējot ΔE* un a* vērtības, UAOD nodrošināja labāku krāsu, ja to izmantoja pirms cepšanas. Pārtikas priekšapstrāde ar ultraskaņu pirms cepšanas samazina enzīmu aktivitāti un nodrošina labvēlīgas krāsas izmaiņas cepšanas laikā.

Osmotiskā dehidratācija ar ultraskaņu

Ar ultraskaņu veicinātas osmotiskās dehidratācijas (UAOD) priekšrocība ir frī kartupeļu krāsas uzlabošana. Turklāt tā saīsināja osmotiskās dehidratācijas priekšapstrādes laiku par aptuveni 67 %. Apstrāde ar ultraskaņu palielina osmotiskās dehidratācijas efektivitāti un ātrumu. Turklāt osmotiskā dehidratācija ar ultraskaņu uzlaboja ceptu kartupeļu kvalitāti, samazinot eļļas un mitruma saturu salīdzinājumā ar neapstrādātiem paraugiem.

Frī kartupeļu žāvēšana ar gaisu, izmantojot ultraskaņu

Žāvēšana ar gaisu ir alternatīva metode mitruma izvadīšanai no kartupeļiem, lai samazinātu sākotnējo ūdens saturu un tādējādi līdz minimumam samazinātu eļļas uzsūkšanos un uzlabotu ceptas pārtikas īpašības. Ar ultraskaņu veicināta konvektīvā žāvēšana ar gaisu kā priekšapstrāde pirms kartupeļu čipsu cepšanas uzlabo gatavo kartupeļu čipsu īpašības un eļļas uzsūkšanās rādītājus, jo ultraskaņa pastiprina ūdens izvadīšanu.

Ultraskaņas apstrādes ierīces cepšanas uzlabošanai

Ultraskaņas izmantošana pārtikas pārstrādē nodrošina lielāku produktu iznākumu, īsāku apstrādes laiku, zemākas apkopes izmaksas un labākus, veselīgākus kvalitātes rādītājus. Apstrādi ar ultraskaņu var veikt gan kā priekšapstrādi pirms cepšanas, gan tieši cepšanas procesā.
Hielscher Ultrasonics piedāvā augstas veiktspējas ultraskaņas apstrādes ierīces integrēšanai visu izmēru fritēšanas iekārtās un kartupeļu mazgāšanas vannās. Sonotrodes un ultraskaņas zondes var izmantot gan partiju apstrādē, gan virs konveijera lentēm.
Sazinieties ar mums jau šodien, lai apspriestu savu cepšanas procesu un uzzinātu, kā ultraskaņas apstrādes ierīces integrēšana palīdz ražot garšīgākus, veselīgākus frī kartupeļus un kartupeļu čipsus!

Projektēšana, ražošana un konsultācijas – Vācijā radīta kvalitāte

Hielscher ultraskaņas apstrādes ierīces ir labi pazīstamas ar visaugstākajiem kvalitātes un konstrukcijas standartiem. Izturība un vienkārša lietošana ļauj mūsu ultraskaņas apstrādes ierīces viegli integrēt rūpnieciskajās ražotnēs. Hielscher ultraskaņas apstrādes ierīces viegli tiek galā ar skarbiem apstākļiem un prasīgu darba vidi.

Hielscher Ultrasonics ir ISO sertificēts uzņēmums, kas īpašu uzmanību pievērš augstas veiktspējas ultraskaņas apstrādes ierīcēm ar modernākajām tehnoloģijām un ērtu lietošanu. Protams, Hielscher ultraskaņas apstrādes ierīces atbilst CE prasībām un izpilda UL, CSA un RoHs prasības.