Ultrasoon voor beter ontdooien en pellen van garnalen

Traditionele rijping van garnalen op basis van pekelen kan de verbinding tussen de schaal en het vlees losmaken, maar vereist lange inweektijden en zorgvuldige zoutbeheersing om kleurverbleking, verlies van zoetheid en een verminderde textuur te voorkomen. Recente ontwikkelingen tonen aan dat ultrageluid het rijpen kan vervangen of verbeteren door zowel het ontdooien als het losmaken van de schaal te versnellen met behoud van de kwaliteit van de garnalen. Krijg wetenschappelijk onderbouwde inzichten in hoe sonicatie de verwerkingsefficiëntie en de eindproductkwaliteit van diepvriesgarnalen verbetert.

Garnalen pellen en de uitdagingen

Het pellen van garnalen is een van de grootste kostenveroorzakers bij de verwerking van schaaldieren. Koudwatersoorten zoals Pandalus borealis hebben een zeer sterke spier-rompaanhechting, waardoor versgevangen garnalen uiterst moeilijk mechanisch te pellen zijn. Om dit op te lossen gebruiken verwerkers traditioneel pekelen of ijsrijping gedurende 1-3 dagen, waardoor endogene enzymen en zoutdiffusie de aanhechting kunnen verzwakken. Echter:

• Lang weken riskeert verlies van rood/gele kleur,
• Overmatige zoutopname verandert de smaak en vermindert de zoetheid,
• langere tijd verhoogt het microbiële risico en
• ijskristallisatie tijdens het invriezen kan weefsel beschadigen zonder voldoende zoutconcentratie.

Een modern alternatief is sonicatie, dat fysiek werkt (cavitatie, microjets, schuifkrachten) in plaats van chemisch, waardoor zowel snel ontdooien als versneld loskomen van de schaal mogelijk is met minimale productdegradatie.

 

 

Hoe ultrageluid het ontdooien van garnalen verbetert

Snelle warmteoverdracht door cavitatie

Ultrasoon geluid produceert microscopische belletjes in de vloeistof rond de garnaal. Deze belletjes zetten uit en klappen heftig in elkaar - een fenomeen dat akoestische cavitatie wordt genoemd.
Volgens Li et al. (2024):
Ultrasound verkortte de ontdooitijd van 87 min (ontdooien met lucht) en 66 min (ontdooien met stromend water) tot 48 min, wat neerkomt op een versnelling van 48,9%.

 

 

Dit gebeurt doordat cavitatiebelletjes instorten:

• schokgolven en microjets genereren,
• de thermische grenslaag rond het voedsel te verdunnen,
• en het smelten van interne ijskristallen versnellen.

Bescherming tegen lipide-/eiwitoxidatie

Li et al. (2024) laten zien dat het combineren van ultrageluid met licht basisch geëlektrolyseerd water (SBEW) voorkomt:

• MDA (marker van lipide-oxidatie) daalde tot 0,62 nmol/mg in ultrasound + SBEW versus 0,83 nmol/mg in luchtgekoelde garnalen.
• Carbonylen (eiwitoxidatie) waren het laagst bij met ultrasoon geluid behandelde garnalen (1,63 nmol/mg tegen 3,21 nmol/mg bij ontdooien met lucht).

Behoud van spierstructuur en waterretentie

Ultrasoon ontdooien (UST):

• behoudt de integriteit van de spiervezels, waar de met ultrasoon geluid behandelde monsters strak uitgelijnde vezels laten zien, vergelijkbaar met verse garnalen.
• resulteert in het laagste ontdooiverlies (4,06%) en het laagste kookverlies vergeleken met alle andere methoden.

 

 

Ultrasoon verbeterd pellen van garnalen

1. Cavitatie verzwakt fysiek het grensvlak tussen schaal en spier

   Dang et al. (2018) vonden dat vermogensechografie bij 24 kHz creëert:

   • spiraalvormige putjes op het oppervlak van de schelp,
   • erosie van de epicuticula laag,
   • verhoogde porositeit,
   • microkanaaltjes die zich uitstrekken naar de membraanlaag.

   Deze structurele veranderingen verbeteren de afgifte van schelpen aanzienlijk.
   SEM-afbeeldingen op pagina 37 laten duidelijk putjes zien op met US behandelde en US+enzym behandelde garnalen, terwijl rauwe en enzymmonsters glad blijven.

 

2. Ultrasoon geluid vermindert het schilwerk en verhoogt de opbrengst

   Bij gebruik voor of tijdens enzymrijping:

   • De schilarbeid daalde van 7,8 mJ/g (onbewerkt) naar 3,9 mJ/g, een vermindering van 50%.
   • De vleesopbrengst nam toe (tot ~90%, afhankelijk van de conditie).
   • Het percentage volledig gepelde garnalen nam significant toe.

   Ultrageluid alleen verbetert de peeling al; een combinatie van ultrageluid + enzym is zelfs nog krachtiger.

 

3. Enzymverspreiding verbeterd door ultrasone microkanalen

   Het voorgestelde mechanisme resulteert in:

   1. Cavitatieputjes vormen “ingangspunten” in de schelp.
   2. Deze putjes staan in verbinding met diepere microkanalen.
   3. Enzymen - endogeen of toegevoegd - dringen sneller door en hydrolyseren de spier-omhulselaanhechting.

   Dit maakt het mogelijk:

   • kortere rijping (uren in plaats van 1-3 dagen),
   • minder risico op kleurvervaging of verlies van zoetheid,
   • minder zout nodig dan pekelen.

 

4. Minimale impact op kleur en textuur

   In tegenstelling tot lange zoutbaden, ultrasone behandelingen:

   • veranderde de L*, a*, b* kleurparameters niet in vergelijking met rauwe garnalen,
   • de textuur niet beschadigde (hardheid, veerkracht, kauwbaarheid bleven vergelijkbaar).

   Dit maakt echografie veel veiliger dan overmatige rijping in pekel, waarvan bekend is dat het de kleur dof maakt en de zoetheid vermindert.

Sonificeren in vergelijking met pekelen

Ultrageluid biedt een gecontroleerder, sneller en schoner mechanisme dan zoutdiffusie.

Parameter	Traditionele pekelrijping	Methoden op basis van ultrageluid
Tijd	12-48h	3-4u (VS + enzym)
Zout gebruik	Hoog	Laag of geen
Risico op overbevochtiging	Hoog	Zeer laag
Schilwerk	Matig	Verminderd tot 50%
Behoud van kleur	Vaak verminderd	Onderhouden
zoetheid	Kan afnemen	Onderhouden
Textuur	verlies van veerkracht	Bewaard
Microbieel risico	Hoger (lange verwerkingstijd)	Lager (kort proces)