Ultrazvočno izboljšano cvrtje živil

Ocvrta živila, kot so pomfri, krompirjev čips in druga živila, ocvrta v globokem olju, lahko pridobijo s sonikacijo pred cvrtjem ali med njim. Spoznajte, kako ultrazvok omogoča bolj zdrava ocvrta živila, saj vsebujejo manj olja in manj akrilamida. Hkrati se čas cvrtja skrajša, hrustljavost in barva pa izboljšata.

Cvrtje s pomočjo ultrazvoka za bolj zdrav in boljši pomfri ter krompirjev čips

Cvrtje pomfrija in krompirjevega čipsa s pomočjo ultrazvoka ponuja več prednosti, predvsem izboljšano kakovost, optimizirane hranilne vrednosti in učinkovitejšo predelavo. Pomembna prednost je zmanjšanje privzema olja in skrajšanje časa cvrtja ob ohranjanju ali celo izboljšanju kakovosti izdelka. Ultrazvočno cvrtje tako zagotavlja bolj hrustljavo zunanjost in mehkejšo notranjost pomfrija, kar daje bolj zaželeno teksturo.

Ultrazvočna kavitacija izboljšuje cvrtje

Ultrazvočna obdelava vpliva na prenos toplote, nastajanje mehurčkov in zmanjševanje vlage (odstranjevanje vode) med cvrtjem.
Mehanizem ultrazvočno optimiziranih rezultatov cvrtja pomfrija in čipsa temelji na pojavu akustične kavitacije, ki jo ustvarjajo ultrazvočni valovi. Ko ultrazvočni valovi prehajajo skozi olje za cvrtje, ustvarjajo drobne vakuumske mehurčke, znane kot kavitacija. Ti mehurčki silovito implodirajo v bližini površine živila ter lokalno povzročajo močno segrevanje in visok tlak. To delovanje pripomore k hitremu prenosu toplote na živilo, spodbuja enakomerno toplotno obdelavo in skrajšuje čas cvrtja.

Poleg tega lahko ultrazvočni valovi okrepijo procese prenosa snovi, kot sta prodiranje olja in odstranjevanje vlage, kar izboljšuje kakovost izdelka. Pri proizvodnji pomfrija in krompirjevega čipsa hitro gibanje kavitacijskih mehurčkov ustvarja mikrokonvekcijske tokove v mediju za cvrtje. To pomaga pri hitrem odstranjevanju vlage ter spodbuja enakomerno porazdelitev toplote in olja za cvrtje okoli živila.

Ultrazvočna kavitacija povzroča tudi porušitev površinske strukture krompirja, pri čemer nastajajo mikrokanali in pore. S tem se poveča površina, kar izboljša rezultate cvrtja in s tem hrustljavost končnega izdelka. Porušitev celičnih matriksov omogoča boljše prodiranje olja, kar povzroči manjši privzem olja v živilo in je koristno za potrošnike, ki skrbijo za zdravje.

Zaradi ultrazvočno povečane hitrosti difuzije in odstranjevanja vode je mogoče hitreje doseči končno vsebnost vlage.
Sonikacija spodbuja nastajanje mehurčkov, kar pomeni, da sonikacija med cvrtjem povzroča večje prostornine mehurčkov vse do konca cvrtja. Postopek cvrtja s pomočjo ultrazvoka pozitivno vpliva na število mehurčkov, njihovo velikost in z njimi povezano odstranjevanje vode med cvrtjem. Odstranjevanje vode iz krompirja se okrepi zaradi povečane difuzije ter povečanega prenosa toplote in snovi.

Ultrazvočno cvrtje zmanjšuje vsebnost olja

Manjša adsorpcija olja med cvrtjem omogoča bolj zdrav pomfri in krompirjev čips.
 
Kako ultrazvok zmanjšuje absorpcijo olja med cvrtjem krompirja?
Ko krompirjeve rezine potopimo v vroče olje, se zaradi hitrega raztezanja vode v krompirjevih celicah okoli njih oblikujejo drobni mehurčki. Ti mehurčki sčasoma počijo in v strukturi krompirja ustvarijo majhne pore. Ko v olje za cvrtje dovajamo ultrazvočne valove, ti ustvarjajo mikroskopske kavitacijske mehurčke. Ti mehurčki implodirajo z izjemno silo v bližini površine krompirja, kar povzroča tako imenovano nastajanje mikrocurekov.
Ti ultrazvočno ustvarjeni mikrocureki odstranjujejo odvečni škrob, zato se absorbira manj olja. Poleg tega intenzivno mešanje, ki ga povzročajo ultrazvočni valovi, spodbuja tudi boljši stik med površino krompirja in vročim oljem ter tako okrepi prenos toplote. To pomeni, da se krompir hitreje ocvre, je manj časa v olju in zato privzame manj olja v celoti.

Ultrazvočno cvrtje zmanjšuje vsebnost akrilamida

Akrilamid je spojina, razvrščena kot potencialno rakotvorna snov. Zato so ravni akrilamida v živilih regulirane in jih je treba zmanjševati. Akrilamid nastaja pri predelavi živil pri temperaturah nad 120°C, njegove molekule pa nastajajo s tako imenovano Maillardovo reakcijo, pri kateri se pretvarjajo aminokislina asparagin in reducirajoči sladkorji. Ocvrti krompir, kot sta pomfri in čips, je eden glavnih virov akrilamida. Za proizvodnjo bolj zdravih živil je nekajminutna predobdelava v vodi z nizkofrekvenčnim ultrazvokom visoke intenzivnosti (v območju približno 20–26kHz) pred cvrtjem koristna za zmanjšanje vsebnosti akrilamida v ocvrtem krompirju.
Sonikacija povzroči ekstrakcijo in s tem odstranjevanje reducirajočih sladkorjev in asparagina iz krompirjevih celic. Ultrazvočno ekstrahirani reducirajoči sladkorji in asparagin se iz krompirja izperejo v okoliško vodo. Ker so reducirajoči sladkorji in asparagin prekurzorji Maillardove reakcije in nastajanja akrilamida, ultrazvočna predobdelava pred cvrtjem učinkovito zmanjšuje nastajanje akrilamida in 5-hidroksimetilfurfurala.
Zato ultrazvočna predobdelava zmanjšuje vsebnost reducirajočih sladkorjev, kar je povzročilo manjše nastajanje akrilamida in 5-hidroksimetilfurfurala.

Bruno in sod. (2024) so s kratko ultrazvočno obdelavo, ki je trajala 2 minuti, z uporabo sonikatorja Hielscher UIP2000hdT in naknadnim izpiranjem z vročo vodo dosegli zmanjšanje nastajanja akrilamida za do 67,1%.

Antunes-Rohling in sod. (2018) so pokazali povečanje ekstrakcije sladkorjev in posledično za 44% nižje ravni akrilamida s sonikacijo krompirjevih palčk 30 min v vodni kopeli pred cvrtjem (171◦C, 10 min).

Ultrazvočno izpiranje škroba in blanširanje

Krompir, bogat s škrobom, se med cvrtjem ali peko spremeni v mehak in drobljiv pomfri. Zato škrob s površine krompirja odstranjujemo s pranjem. Ultrazvočna obdelava izboljša odstranjevanje škroba ne le s površine, temveč tudi iz globljih plasti krompirja. Sonikacija ustvarja pore, tako da se površinska erozija škrobnih zrnc združuje z ekstrakcijo škroba iz notranjosti krompirja.
Ultrazvočno podprto izpiranje škroba tako omogoča boljši nadzor nad procesom porjavenja, kar zagotavlja enakomerno ocvrt pomfri. To ultrazvočno izboljšano odstranjevanje škroba daje bolj hrustljav pomfri z bolj zlato barvo.

Ultrazvočni učinki na Maillardovo reakcijo

Maillardova reakcija, ki poteka med reducirajočimi sladkorji in viri beljakovin, ter privzem olja med cvrtjem vplivata na končno barvo ocvrtih izdelkov.
Izboljšana barva ocvrtih izdelkov: pri ocvrtem krompirju, predhodno obdelanem z osmotsko dehidracijo s pomočjo ultrazvoka (UAOD), so bile vrednosti a* značilno nižje (p ≤ 0,05) kot pri neobdelanih ocvrtih vzorcih. Glede na vrednosti ΔE* in a* je UAOD ob uporabi pred cvrtjem zagotavljala boljšo barvo. Ultrazvočna predobdelava živil pred cvrtjem zmanjšuje encimsko aktivnost in med cvrtjem dosega pozitivne spremembe barve.

Ultrazvočna osmotska dehidracija

Prednost osmotske dehidracije s pomočjo ultrazvoka (UAOD) je izboljšanje barve pomfrija. Poleg tega je skrajšala čas predobdelave z osmotsko dehidracijo za približno 67 %. Sonikacija povečuje učinkovitost in hitrost osmotske dehidracije. Ultrazvočna osmotska dehidracija je dodatno izboljšala kakovost ocvrtega krompirja z zmanjšanjem vsebnosti olja in vlage v primerjavi z neobdelanimi vzorci.

Ultrazvočno sušenje pomfrija z zrakom

Sušenje z zrakom je alternativna metoda odstranjevanja vlage iz krompirja za zmanjšanje začetne vsebnosti vode in s tem čim manjšo absorpcijo olja ter izboljšanje lastnosti ocvrtih živil. Konvekcijsko sušenje z zrakom s pomočjo ultrazvoka kot predobdelava pred cvrtjem krompirjevega čipsa izboljšuje lastnosti in absorpcijo olja končnega krompirjevega čipsa, saj ultrazvok okrepi odstranjevanje vode.

Sonikatorji za izboljšano cvrtje

Uporaba ultrazvoka pri predelavi živil zagotavlja boljši izkoristek proizvodnje, krajši čas predelave, nižje stroške vzdrževanja ter boljše in bolj zdrave kakovostne lastnosti. Sonikacijo je mogoče izvajati kot predobdelavo pred cvrtjem ali neposredno med postopkom cvrtja.
Hielscher Ultrasonics ponuja visokozmogljive sonikatorje za vgradnjo v cvrtnike in bazene za pranje krompirja vseh velikosti. Sonotrode in ultrazvočne sonde je mogoče uporabiti tako pri šaržni obdelavi kot nad transportnimi trakovi.
Stopite v stik z nami še danes, da se pogovorimo o vašem postopku cvrtja in izveste, kako vam vgradnja sonikatorja pomaga proizvajati okusnejši in bolj zdrav pomfri ter krompirjev čips!

Načrtovanje, proizvodnja in svetovanje – kakovost, izdelana v Nemčiji

Ultrazvočne naprave Hielscher so znane po najvišjih standardih kakovosti in zasnove. Robustnost in preprosto upravljanje omogočata nemoteno vključitev naših ultrazvočnih naprav v industrijske obrate. Ultrazvočne naprave Hielscher brez težav obvladujejo težke razmere in zahtevna okolja.

Hielscher Ultrasonics je podjetje s certifikatom ISO in posebno pozornost namenja visokozmogljivim ultrazvočnim napravam z najsodobnejšo tehnologijo in uporabniku prijaznim upravljanjem. Ultrazvočne naprave Hielscher so seveda skladne z zahtevami CE ter izpolnjujejo zahteve UL, CSA in RoHs.