Prăjirea alimentelor îmbunătățită cu ultrasunete

Alimentele prăjite, precum cartofii prăjiți, chipsurile din cartofi și alte alimente prăjite în baie de ulei, pot beneficia de sonicare înainte de sau în timpul prăjirii. Aflați cum ultrasunetele conduc la alimente prăjite mai sănătoase, deoarece acestea conțin mai puțin ulei și mai puțină acrilamidă. Simultan, timpul de prăjire este scurtat, iar crocanța și culoarea sunt îmbunătățite.

Prăjirea asistată de ultrasunete pentru cartofi prăjiți și chipsuri din cartofi mai sănătoși și mai buni

Prăjirea asistată de ultrasunete a cartofilor prăjiți și a chipsurilor din cartofi oferă mai multe beneficii, centrate în principal pe calitatea îmbunătățită, valorile nutriționale optimizate și eficiența procesării. Un avantaj semnificativ este reducerea absorbției de ulei și a timpului de prăjire, menținând sau chiar îmbunătățind calitatea produsului. Astfel, prăjirea cu ultrasunete produce cartofi prăjiți cu exteriorul mai crocant și interiorul mai moale, rezultând o textură mai dezirabilă.

Cavitația ultrasonică îmbunătățește prăjirea

Tratamentul cu ultrasunete influențează transferul de căldură, formarea bulelor și reducerea umidității (eliminarea apei) în timpul prăjirii.
Mecanismul din spatele rezultatelor de prăjire optimizate cu ultrasunete la cartofii prăjiți și chipsuri constă în fenomenul de cavitație acustică generat de undele ultrasonice. Când undele ultrasonice trec prin uleiul de prăjire, ele creează bule minuscule de vid, cunoscute sub numele de cavitație. Aceste bule implodează violent în apropierea suprafeței alimentului, provocând căldură și presiune intense localizate. Această acțiune contribuie la transferul rapid de căldură către aliment, favorizând o gătire uniformă și reducând timpul de prăjire.

În plus, undele ultrasonice pot intensifica procesele de transfer de masă, precum penetrarea uleiului și eliminarea umidității, conducând la o calitate îmbunătățită a produsului. În producția de cartofi prăjiți și chipsuri din cartofi, mișcarea rapidă a bulelor de cavitație creează curenți de microconvecție în mediul de prăjire. Acest lucru ajută la eliminarea rapidă a umidității și favorizează o distribuție uniformă a căldurii și a uleiului de prăjire în jurul alimentului.

Cavitația ultrasonică provoacă, de asemenea, o perturbare a structurii de suprafață a cartofului, creând microcanale și pori. Aceasta înseamnă o creștere a suprafeței, ceea ce conduce la rezultate mai bune ale prăjirii și, prin urmare, la o crocanță sporită a produsului final. Perturbarea matricelor celulare facilitează o penetrare mai bună a uleiului, rezultând o absorbție redusă de ulei de către aliment, ceea ce este benefic pentru consumatorii preocupați de sănătate.

Datorită difuziei și ratei de eliminare a apei mai ridicate, induse de ultrasunete, conținutul final de umiditate poate fi atins mai rapid.
Sonicarea favorizează formarea bulelor, ceea ce înseamnă că sonicarea în timpul prăjirii conduce la volume mai mari de bule până la sfârșitul prăjirii. Numărul bulelor, dimensiunea bulelor și eliminarea aferentă a apei în timpul prăjirii sunt influențate pozitiv într-un proces de prăjire asistat de ultrasunete. Eliminarea apei din cartofi este intensificată prin difuzie crescută, precum și prin transfer crescut de căldură și de masă.

Prăjirea cu ultrasunete conduce la reducerea uleiului

O adsorbție mai redusă de ulei în timpul prăjirii conduce la cartofi prăjiți și chipsuri din cartofi mai sănătoși.

Cum reduc ultrasunetele absorbția de ulei în timpul prăjirii cartofilor?
Pe măsură ce feliile de cartofi sunt imersate în ulei fierbinte, în jurul lor se formează bule minuscule din cauza expansiunii rapide a apei din celulele cartofului. Aceste bule se sparg în cele din urmă, formând pori mici în structura cartofului. Când undele ultrasonice sunt introduse în uleiul de prăjire, ele creează bule de cavitație microscopice. Aceste bule implodează cu o forță imensă în apropierea suprafeței cartofului, provocând așa-numitele microjeturi.
Aceste microjeturi generate ultrasonic îndepărtează excesul de amidon, astfel încât se absoarbe mai puțin ulei. Mai mult, agitația intensă provocată de undele ultrasonice favorizează, de asemenea, un contact mai bun între suprafața cartofului și uleiul fierbinte, intensificând transferul de căldură. Aceasta înseamnă că cartofii se prăjesc mai repede, petrecând mai puțin timp în ulei și reducând astfel absorbția totală de ulei.

Prăjirea cu ultrasunete conduce la reducerea acrilamidei

Acrilamida este un compus clasificat drept potențial cancerigen. Prin urmare, nivelurile de acrilamidă din alimente sunt reglementate și ar trebui reduse. Acrilamida apare atunci când alimentele sunt procesate la temperaturi de peste 120°C, iar moleculele de acrilamidă se formează prin așa-numita reacție Maillard, în care aminoacidul asparagină și zaharurile reducătoare sunt transformate. Produsele din cartofi prăjiți, precum cartofii prăjiți și chipsurile, sunt una dintre principalele surse de acrilamidă. Pentru a produce alimente mai sănătoase, ultrasunetele de joasă frecvență și intensitate ridicată (în intervalul de aprox. 20–26kHz) reprezintă o pretratare benefică înainte de prăjire, aplicată în apă timp de câteva minute, pentru a reduce conținutul de acrilamidă al cartofilor prăjiți.
Sonicarea conduce la extracția și, prin urmare, la îndepărtarea zaharurilor reducătoare și a asparaginei din celulele cartofului. Zaharurile reducătoare și asparagina extrase cu ultrasunete sunt spălate din cartof în apa înconjurătoare. Deoarece zaharurile reducătoare și asparagina sunt precursorii reacției Maillard și ai formării acrilamidei, o pretratare cu ultrasunete înainte de prăjire reduce eficient formarea de acrilamidă și 5-hydroxymethylfurfural.
În consecință, pretratarea cu ultrasunete scade conținutul de zaharuri reducătoare, ceea ce a condus la o formare mai redusă de acrilamidă și 5-hydroxymethylfurfural.

Bruno et al. (2024) au obținut o reducere a formării de acrilamidă de până la 67,1% printr-un tratament scurt cu ultrasunete de 2 minute, utilizând sonicatorul Hielscher UIP2000hdT, urmat de o spălare cu apă fierbinte.

Antunes-Rohling et al. (2018) au demonstrat o creștere a extracției zaharurilor și, prin urmare, niveluri de acrilamidă reduse cu 44% prin sonicarea bețișoarelor de cartofi timp de 30 min într-o baie de apă înainte de prăjire (171◦C, 10 min).

Eliminarea amidonului prin spălare și blanșarea cu ultrasunete

Cartofii bogați în amidon devin cartofi prăjiți moi și sfărâmicioși în timpul prăjirii sau coacerii. De aceea, amidonul este îndepărtat de pe suprafața cartofilor prin spălare. Ultrasonicarea îmbunătățește îndepărtarea amidonului nu numai de pe suprafață, ci chiar și din straturile mai profunde ale cartofului. Sonicarea creează pori, astfel încât eroziunea de suprafață a granulelor de amidon este combinată cu extracția amidonului din interiorul cartofului.
Astfel, eliminarea amidonului prin spălare asistată de ultrasunete conduce la un control îmbunătățit asupra procesului de rumenire, rezultând cartofi prăjiți uniform. Această îndepărtare a amidonului îmbunătățită cu ultrasunete conduce la cartofi prăjiți mai crocanți și mai aurii.

Efectele ultrasunetelor asupra reacției Maillard

Reacția Maillard, care are loc între zaharurile reducătoare și sursele de proteine, precum și absorbția de ulei în timpul prăjirii influențează culoarea finală a produselor prăjite.
Culoare îmbunătățită la produsele prăjite: pentru cartofii prăjiți tratați prin deshidratare osmotică asistată de ultrasunete (UAOD), valorile a* au fost semnificativ mai mici (p ≤ 0,05) decât cele ale probelor prăjite netratate. Având în vedere valorile ΔE* și a*, UAOD a asigurat o culoare mai bună atunci când a fost aplicată înainte de prăjire. Pretratarea cu ultrasunete a alimentelor înainte de prăjire reduce activitatea enzimatică și realizează modificări pozitive ale culorii în timpul prăjirii.

Deshidratarea osmotică cu ultrasunete

O deshidratare osmotică asistată de ultrasunete (UAOD) are avantajul de a îmbunătăți culoarea cartofilor prăjiți. În plus, aceasta a scurtat timpul de pretratare al deshidratării osmotice cu aproximativ 67 %. Sonicarea crește eficiența și viteza deshidratării osmotice. De asemenea, deshidratarea osmotică cu ultrasunete a îmbunătățit calitatea cartofilor prăjiți prin reducerea conținutului de ulei și de umiditate în comparație cu probele netratate.

Uscarea cu aer asistată de ultrasunete a cartofilor prăjiți

Uscarea cu aer este o metodă alternativă de eliminare a umidității din cartofi, pentru a reduce conținutul inițial de apă și a minimiza astfel absorbția de ulei și a îmbunătăți proprietățile alimentelor prăjite. Uscarea convectivă cu aer asistată de ultrasunete, ca pretratare înainte de prăjirea chipsurilor din cartofi, îmbunătățește proprietățile și absorbția de ulei ale chipsurilor finale, deoarece ultrasunetele intensifică eliminarea apei.

Sonicatoare pentru o prăjire îmbunătățită

Aplicarea ultrasunetelor în procesarea alimentelor conduce la randamente mai bune ale produselor, timp de procesare mai redus, costuri de întreținere mai mici și caracteristici de calitate mai bune și mai sănătoase. Sonicarea poate fi implementată fie ca pretratare înainte de prăjire, fie direct în timpul procesului de prăjire.
Hielscher Ultrasonics oferă sonicatoare de înaltă performanță pentru integrarea în friteuze și bazine de spălare a cartofilor de toate dimensiunile. Sonotrodele și sondele ultrasonice pot fi implementate în șarje, precum și deasupra benzilor transportoare.
Contactați-ne astăzi pentru a discuta despre procesul dumneavoastră de prăjire și aflați cum integrarea unui sonicator vă ajută să produceți cartofi prăjiți și chipsuri din cartofi mai gustoși și mai sănătoși!

Proiectare, fabricație și consultanță – calitate Made in Germany

Ultrasonicatoarele Hielscher sunt bine cunoscute pentru cele mai înalte standarde de calitate și design. Robustețea și operarea ușoară permit integrarea fără probleme a ultrasonicatoarelor noastre în instalațiile industriale. Condițiile dificile și mediile solicitante sunt gestionate cu ușurință de ultrasonicatoarele Hielscher.

Hielscher Ultrasonics este o companie certificată ISO și pune un accent deosebit pe ultrasonicatoare de înaltă performanță, dotate cu tehnologie de ultimă generație și ușor de utilizat. Desigur, ultrasonicatoarele Hielscher sunt conforme CE și îndeplinesc cerințele UL, CSA și RoHs.