Ultrazvuk na zlepšenie rozmrazovania a lúpania kreviet

Tradičné zrenie kreviet v soľnom náleve môže oslabiť spojenie medzi pancierom a mäsom, vyžaduje si však dlhé namáčanie a dôslednú kontrolu obsahu soli, aby sa zabránilo blednutiu farby, strate sladkosti a zhoršeniu textúry. Najnovšie poznatky ukazujú, že výkonový ultrazvuk môže nahradiť alebo zlepšiť zrenie tým, že urýchľuje rozmrazovanie aj uvoľňovanie panciera a zároveň zachováva kvalitu kreviet. Získajte vedecky podložené poznatky o tom, ako sonikácia zlepšuje efektívnosť spracovania a kvalitu konečného produktu z mrazených kreviet.

Lúpanie kreviet a jeho úskalia

Lúpanie kreviet patrí medzi najvýznamnejšie nákladové položky pri spracovaní kôrovcov. Druhy zo studených vôd, ako je Pandalus borealis, majú veľmi pevné spojenie medzi svalovinou a pancierom, čo mimoriadne sťažuje mechanické lúpanie čerstvo ulovených kreviet. Spracovatelia na riešenie tohto problému tradične používajú zrenie v soľnom náleve alebo na ľade počas až 1–3 dní, čím umožňujú endogénnym enzýmom a difúzii soli oslabiť toto spojenie. Avšak:

• pri dlhom namáčaní hrozí strata červeného/žltého sfarbenia,
• nadmerné vstrebávanie soli mení chuť a znižuje sladkosť,
• predĺžený čas zvyšuje mikrobiálne riziko a
• kryštalizácia ľadu počas zmrazovania môže pri nedostatočnej koncentrácii soli poškodiť tkanivo.

Modernou alternatívou je sonikácia, ktorá pôsobí fyzikálne (kavitácia, mikroprúdy, šmykové sily), a nie chemicky, pričom zabezpečuje rýchle rozmrazovanie aj zrýchlené uvoľňovanie panciera s minimálnym znehodnotením produktu.

 

Objavte prelomový potenciál intenzívneho ultrazvuku šíreného vzduchom so stupňovitým doskovým rezonátorom Hielscher. Táto inovatívna technológia využíva vysokovýkonné ultrazvukové vlny na presné bezkontaktné aplikácie, ako sú sušenie, odpeňovanie, rozmrazovanie a presné čistenie. Kompaktný, všestranný a odolný rezonátor svojou pokročilou stupňovitou geometriou zosilňuje a sústreďuje zvukové vlny na prenos veľkého množstva energie, vďaka čomu je ideálny pre citlivé a zložité priemyselné procesy. Či už pôsobíte vo výrobe, leteckom a kozmickom priemysle, potravinárstve, farmácii alebo materiálovom výskume, táto technológia otvára nové možnosti zvyšovania efektívnosti a inovácií.

 

Ako ultrazvuk zlepšuje rozmrazovanie kreviet

Rýchly prenos tepla prostredníctvom kavitácie

Ultrazvuk vytvára mikroskopické bubliny v kvapaline obklopujúcej krevety. Tieto bubliny sa rozpínajú a prudko kolabujú – tento jav sa nazýva akustická kavitácia.
Podľa Li et al. (2024):
Ultrazvuk skrátil čas rozmrazovania z 87 min (rozmrazovanie na vzduchu) a 66 min (rozmrazovanie v tečúcej vode) na 48 min, čo predstavuje zrýchlenie o 48,9%.

 

 

Deje sa to preto, že kolabujúce kavitačné bubliny:

• vytvárajú rázové vlny a mikroprúdy,
• stenčujú tepelnú medznú vrstvu okolo potraviny
• a urýchľujú topenie vnútorných kryštálov ľadu.

Ochrana pred oxidáciou lipidov/bielkovín

Li et al. (2024) ukazujú, že kombinácia ultrazvuku s mierne zásaditou elektrolyzovanou vodou (SBEW) zabraňuje:

• MDA (marker oxidácie lipidov) klesol na 0,62 nmol/mg pri použití ultrazvuku + SBEW oproti 0,83 nmol/mg v krevetách rozmrazovaných na vzduchu.
• Obsah karbonylových skupín (oxidácia bielkovín) bol najnižší v krevetách ošetrených SBEW s podporou ultrazvuku (1,63 nmol/mg oproti 3,21 nmol/mg pri rozmrazovaní na vzduchu).

Zachovanie svalovej štruktúry a zadržiavania vody

Ultrazvukové rozmrazovanie (UST):

• zachováva integritu svalových vlákien, pričom vzorky ošetrené SBEW s podporou ultrazvuku vykazujú tesne usporiadané vlákna podobné vláknam čerstvých kreviet.
• vedie k najnižším stratám pri rozmrazovaní (4,06%) a najnižším stratám pri varení v porovnaní so všetkými ostatnými metódami.

 

 

Lúpanie kreviet zlepšené ultrazvukom

1. Kavitácia fyzikálne oslabuje rozhranie medzi pancierom a svalovinou

   Dang et al. (2018) zistili, že výkonový ultrazvuk pri 24 kHz vytvára:

   • špirálovité jamky na povrchu panciera,
   • eróziu vrstvy epikutikuly,
   • zvýšenú pórovitosť,
   • mikrokanáliky siahajúce smerom k membránovej vrstve.

   Tieto štruktúrne zmeny výrazne zlepšujú uvoľňovanie panciera.
   Snímky zo skenovacieho elektrónového mikroskopu (SEM) na strane 37 jasne ukazujú jamky na krevetách ošetrených ultrazvukom (US) a ultrazvukom + enzýmom (US+enzým), zatiaľ čo surové vzorky a vzorky ošetrené iba enzýmom zostávajú hladké.

 

2. Ultrazvuk znižuje prácu potrebnú na lúpanie a zvyšuje výťažnosť

   Pri použití pred enzymatickým zrením alebo počas neho:

   • Práca potrebná na lúpanie klesla zo 7,8 mJ/g (surové krevety) na 3,9 mJ/g, čo predstavuje zníženie o 50%.
   • Výťažnosť mäsa sa zvýšila (až na ~90% v závislosti od podmienok).
   • Podiel úplne olúpaných kreviet sa výrazne zvýšil.



   Už samotný ultrazvuk zlepšuje lúpateľnosť; kombinácia ultrazvuku + enzýmu je ešte účinnejšia.

 

3. Difúzia enzýmov zlepšená mikrokanálikmi vytvorenými ultrazvukom

   Navrhovaný mechanizmus vedie k nasledujúcemu:

   1. Kavitačné jamky vytvárajú v pancieri „vstupné body“.
   2. Tieto jamky sa spájajú s hlbšími mikrokanálikmi.
   3. Enzýmy – či už endogénne, alebo pridané – prenikajú rýchlejšie a hydrolyzujú spojenie medzi svalovinou a pancierom.

   To umožňuje:

   • kratšie zrenie (hodiny namiesto 1–3 dní),
   • nižšie riziko blednutia farby alebo straty sladkosti,
   • nižšiu potrebu soli než pri použití soľného nálevu.

 

4. Minimálny vplyv na farbu a textúru

   Na rozdiel od dlhého namáčania v soľnom náleve ultrazvukové ošetrenia:

   • nezmenili farebné parametre L*, a*, b* v porovnaní so surovými krevetami,
   • nepoškodili textúru (tvrdosť, odolnosť voči deformácii a žuvateľnosť zostali porovnateľné).

   Vďaka tomu je ultrazvuk oveľa bezpečnejší než nadmerné zrenie v soľnom náleve, o ktorom je známe, že oslabuje farbu a znižuje sladkosť.

Sonikácia v porovnaní s použitím soľného nálevu

Ultrazvuk poskytuje lepšie regulovateľný, rýchlejší a čistejší mechanizmus než difúzia soli.

Parameter	Tradičné zrenie v soľnom náleve	Metódy využívajúce ultrazvuk
Čas	12–48h	3–4h (US + enzým)
Spotreba soli	Vysoká	Nízka alebo žiadna
Riziko príliš dlhého namáčania	Vysoké	Veľmi nízke
Práca potrebná na lúpanie	Stredná	Znížená až o 50%
Zachovanie farby	Často znížené	Zachované
Sladkosť	Môže sa znížiť	Zachovaná
Textúra	strata pružnosti	Zachovaná
Mikrobiálne riziko	Vyššie (dlhý čas procesu)	Nižšie (krátky proces)