Ultrasunete pentru decongelarea și decojirea îmbunătățită a creveților

Maturarea tradițională a creveților prin sărare poate slăbi legătura dintre carapace și carne, dar necesită perioade lungi de înmuiere și un control atent al cantității de sare pentru a evita decolorarea, pierderea gustului dulce și deteriorarea texturii. Progresele recente demonstrează că ultrasunetele de putere pot înlocui sau îmbunătăți procesul de maturare, accelerând atât decongelarea, cât și slăbirea legăturii dintre carapace și carne, păstrând în același timp calitatea creveților. Aflați informații susținute științific despre modul în care sonicația îmbunătățește eficiența procesării și calitatea produsului final al creveților congelați.

Decojirea creveților și provocările pe care le implică

Decojirea creveților reprezintă unul dintre cei mai importanți factori de cost în procesarea crustaceelor. Speciile de apă rece, precum Pandalus borealis, prezintă o aderență foarte puternică între mușchi și carapace, ceea ce face ca creveții proaspăt capturați să fie extrem de greu de decorticat mecanic. Pentru a rezolva această problemă, procesatorii folosesc în mod tradițional sărarea sau maturarea în gheață timp de 1–3 zile, permițând enzimelor endogene și difuziei sării să slăbească această aderență. Cu toate acestea:

• înmuierea îndelungată poate duce la pierderea culorii roșii/galbene,
• consumul excesiv de sare modifică gustul și reduce dulceața,
• prelungirea duratei de timp sporește riscul microbian, iar
• Cristalizarea gheții în timpul înghețării poate provoca leziuni tisulare dacă nu există o concentrație adecvată de sare.

O alternativă modernă o reprezintă sonicarea, care acționează mai degrabă fizic (cavitație, microjeturi, forțe de forfecare) decât chimic, asigurând atât decongelarea rapidă, cât și desprinderea accelerată a cojii, cu o degradare minimă a produsului.

 

Discover the groundbreaking potential of intense airborne ultrasound with the Hielscher stepped plate resonator. This innovative technology leverages high-power ultrasonic waves for precise, non-contact applications such as drying, defoaming, thawing and precision cleaning. Compact, versatile, and robust, the resonator's advanced stepped geometry amplifies and focuses sound waves to deliver powerful energy, making it ideal for delicate and complex industrial processes. Whether you're in manufacturing, aerospace, food processing, pharmaceuticals, or materials research, this technology opens new doors to efficiency and innovation.

 

Cum îmbunătățește ultrasunetul procesul de decongelare a creveților

Transferul rapid de căldură prin cavitație

Undele ultrasonice generează bule microscopice în lichidul care înconjoară crevetele. Aceste bule se extind și se prăbușesc violent – un fenomen numit cavitație acustică.
Conform lui Li și colab. (2024):
Utilizarea ultrasunetelor a redus timpul de decongelare de la 87 de minute (decongelare la aer) și 66 de minute (decongelare în apă curgătoare) la 48 de minute, ceea ce reprezintă o accelerare de 48,9%.

 

 

Acest fenomen se produce din cauza colapsului bulelor de cavitație:

• să genereze unde de șoc și microjeturi,
• să subțieze stratul limită termic din jurul alimentului,
• și să accelereze topirea cristalelor de gheață din interior.

Protecție împotriva oxidării lipidelor și proteinelor

Li și colab. (2024) demonstrează că asocierea ultrasunetelor cu apa electrolizată ușor bazică (SBEW) previne:

• MDA (marcator al oxidării lipidelor) a scăzut la 0,62 nmol/mg în cazul creveților tratați cu ultrasunete + SBEW, față de 0,83 nmol/mg în cazul creveților decongelați la aer.
• Concentrațiile de compuși carbonilici (oxidarea proteinelor) au fost cele mai scăzute la creveții tratați prin SBEW asistată de ultrasunete (1,63 nmol/mg față de 3,21 nmol/mg în cazul decongelării la aer).

Menținerea structurii musculare și a retenției de apă

Decongelarea cu ultrasunete (UST):

• menține integritatea fibrelor musculare, probele tratate prin tehnologia SBEW asistată de ultrasunete prezentând fibre aliniate strâns, similare cu cele ale creveților proaspeți.
• duce la cea mai mică pierdere prin decongelare (4,06%) și la cea mai mică pierdere prin gătire, în comparație cu toate celelalte metode.

 

 

Decojirea creveților îmbunătățită prin ultrasunete

1. Cavitația slăbește fizic interfața dintre coajă și mușchi

   Dang și colab. (2018) au constatat că ultrasunetele de putere la 24 kHz generează:

   • adâncituri în formă de spirală pe suprafața cochiliei,
   • eroziunea stratului epicuticular,
   • porozitate crescută,
   • microcanale care se extind spre stratul membranos.

   Aceste modificări structurale îmbunătățesc considerabil eliberarea cochiliei.
   Imaginile SEM de la pagina 37 arată în mod clar prezența unor adâncituri pe creveții tratați cu ultrasunete (US) și pe cei tratați cu ultrasunete și enzime (US+enzime), în timp ce probele neprelucrate și cele tratate doar cu enzime rămân netede.

 

2. Ecografia reduce efortul de decojire și crește randamentul

   Atunci când se utilizează înainte sau în timpul maturării enzimei:

   • Energia necesară pentru decojire a scăzut de la 7,8 mJ/g (produs brut) la 3,9 mJ/g, ceea ce reprezintă o reducere de 50%.
   • Randamentul de carne a crescut (până la ~90%, în funcție de starea animalului).
   • Proporția creveților curățați complet a crescut semnificativ.

   Ultrasunetele, utilizate singure, îmbunătățesc deja capacitatea de exfoliere; combinația dintre ultrasunete și enzime este și mai eficientă.

 

3. Difuzia enzimelor îmbunătățită prin intermediul microcanalelor ultrasonice

   Mecanismul propus are ca rezultat:

   1. Se formează gropi de cavitație “puncte de intrare” în coajă.
   2. Aceste cavități se conectează la microcanale mai adânci.
   3. Enzimele – fie ele endogene sau adăugate – pătrund mai repede și hidrolizează legătura dintre mușchi și înveliș.

   Acest lucru permite:

   • o perioadă de maturare mai scurtă (ore în loc de 1–3 zile),
   • risc mai mic de decolorare sau de pierdere a gustului dulce,
   • necesită o cantitate mai mică de sare decât sărarea în saramură.

 

4. Impact minim asupra culorii și texturii

   Spre deosebire de băile lungi cu sare, tratamentele cu ultrasunete:

   • nu a modificat parametrii de culoare L*, a*, b* față de creveții în stare brută,
   • nu a afectat textura (duritatea, elasticitatea și consistența au rămas comparabile).

   Acest lucru face ca ultrasonicele să fie mult mai sigure decât supramaturarea în saramură, despre care se știe că estompează culoarea și reduce dulceața.

Sonicarea comparativ cu sărarea

Ultrasunetele oferă un mecanism mai controlat, mai rapid și mai curat decât difuzia sării.

Parametru	Maturarea tradițională în saramură	Metode bazate pe ultrasunete
Oră	12–48 ore	3-4 ore (US + enzimă)
Consumul de sare	Înalt	Redus sau inexistent
Riscul de înmuiere excesivă	Înalt	Foarte scăzut
Lucrări de decapare	Moderat	Reduceri de până la 50%
Păstrarea culorii	Adesea redus	Întreținut
blândețe	Poate scădea	Întreținut
Textură	pierderea elasticității	Conservat
Riscul microbian	Mai mare (durată mai lungă a procesului)	Inferior (proces scurt)