Ultrazvok za boljše odmrzovanje in lupljenje kozic

Tradicionalno zorenje kozic s soljenjem lahko oslabi vez med lupino in mesom, vendar zahteva dolgo namakanje in natančno nadzorovanje količine soli, da se prepreči bledenje barve, izguba sladkosti in poslabšanje teksture. Najnovejši dosežki kažejo, da lahko močan ultrazvok nadomesti ali izboljša proces zorenja, saj pospeši tako odmrzovanje kot tudi oslabitev vezi med lupino in mesom, hkrati pa ohrani kakovost kozic. Pridobite znanstveno podprte vpoglede v to, kako ultrazvok izboljša učinkovitost predelave in kakovost končnega izdelka zamrznjenih kozic.

Lupanje kozic in izzivi, povezani s tem

Lupanje kozic je eden največjih stroškovnih dejavnikov pri predelavi rakov. Vrste iz hladnih voda, kot je Pandalus borealis, imajo zelo močno vez med mišico in lupino, zaradi česar je sveže ulovljene kozice izredno težko mehansko olupiti. Za rešitev tega problema predelovalci tradicionalno uporabljajo soljenje ali zorenje na ledu, ki traja do 1–3 dni, kar omogoči, da endogeni encimi in difuzija soli oslabijo to vez. Vendar:

• pri daljšem namakanju obstaja nevarnost izgube rdeče/rumene barve,
• prekomeren vnos soli spremeni okus in zmanjša sladkost,
• podaljšan čas poveča mikrobiološko tveganje, in
• kristalizacija ledu med zamrzovanjem lahko poškoduje tkivo, če koncentracija soli ni zadostna.

Sodobna alternativa je ultrazvok, ki deluje fizično (kavitacija, mikrostrugi, strižne sile) in ne kemično, kar omogoča tako hitro odmrzovanje kot tudi pospešeno luščenje lupine ob minimalni degradaciji izdelka.

 

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.

 

Kako ultrazvok izboljša odmrzovanje kozic

Hitri prenos toplote s kavitacijo

Ultrazvok v tekočini, ki obdaja kozice, ustvarja mikroskopske mehurčke. Ti mehurčki se burno razširjajo in sesedajo – to je pojav, imenovan akustična kavitacija.
Po navedbah Li in sod. (2024):
Ultrazvok je skrajšal čas odmrzovanja s 87 minut (odmrzovanje na zraku) in 66 minut (odmrzovanje pod tekočo vodo) na 48 minut, kar pomeni 48,9-odstotno pospešitev.

 

 

To se zgodi zaradi kolapsa kavitacijskih mehurčkov:

• ustvarjajo udarne valove in mikro curke,
• zmanjšati debelino toplotnega mejnega sloja okoli hrane,
• in pospešijo taljenje notranjih ledenih kristalov.

Zaščita pred oksidacijo lipidov in beljakovin

Li in sod. (2024) so pokazali, da kombinacija ultrazvoka in rahlo bazične elektrolizirane vode (SBEW) preprečuje:

• Vrednost MDA (marker oksidacije lipidov) se je pri kozicah, odmrznjenih z ultrazvokom in SBEW, znižala na 0,62 nmol/mg, medtem ko je pri kozicah, odmrznjenih na zraku, znašala 0,83 nmol/mg.
• Vsebnost karbonilov (oksidacija beljakovin) je bila najnižja pri kozicah, obdelanih z metodo SBEW ob pomoči ultrazvoka (1,63 nmol/mg v primerjavi z 3,21 nmol/mg pri odmrzovanju na zraku).

Ohranjanje mišične strukture in zadrževanje vode

Odtaljevanje z ultrazvokom (UST):

• ohranja celovitost mišičnih vlaken, pri čemer vzorci, obdelani s tehnologijo SBEW ob pomoči ultrazvoka, kažejo tesno poravnana vlakna, podobna tistim v svežih kozicah.
• v primerjavi z vsemi drugimi metodami povzroča najmanjšo izgubo pri odmrzovanju (4,06 %) in najmanjšo izgubo pri kuhanju.

 

 

Ultrazvokom izboljšano lupljenje kozic

1. Kavitacija fizično oslabi stik med lupino in mišico

   Dang in sod. (2018) so ugotovili, da močan ultrazvok s frekvenco 24 kHz povzroča:

   • vijugaste vdolbine na površini lupine,
   • erozija epikutikularnega sloja,
   • povečana poroznost,
   • mikrokanali, ki se raztezajo proti membranskemu sloju.

   Te strukturne spremembe bistveno izboljšajo sproščanje lupine.
   SEM-slike na strani 37 jasno prikazujejo vdolbinice na kozicah, obdelanih z ultrazvokom (US), in tistih, obdelanih z ultrazvokom in encimi (US+encimi), medtem ko so vzorci, obdelani le z ultrazvokom, in tisti, obdelani le z encimi, še naprej gladki.

 

2. Ultrazvok zmanjša obseg luščenja in poveča donos

   Če se uporablja pred ali med zorenjem encimov:

   • Poraba energije pri lupljenju se je zmanjšala s 7,8 mJ/g (surovo) na 3,9 mJ/g, kar pomeni 50-odstotno zmanjšanje.
   • Donos mesa se je povečal (do ~90 %, odvisno od stanja).
   • Delež popolnoma olupljenih kozic se je znatno povečal.

   Že sam ultrazvok izboljša odstranjevanje; kombinacija ultrazvoka in encimov pa je še učinkovitejša.

 

3. Povečana difuzija encimov prek ultrazvočnih mikrokanalov

   Predlagani mehanizem ima za posledico:

   1. Nastanejo kavitacijske vdolbine “vstopne točke” v lupini.
   2. Te vdolbine se povezujejo z globljimi mikrokanali.
   3. Encimi – bodisi endogeni bodisi dodani – hitreje prodrejo v tkivo in hidrolizirajo vez med mišico in ovojnico.

   To omogoča:

   • krajše zorenje (ure namesto 1–3 dni),
   • manjše tveganje za zbledenje barve ali izgubo sladkosti,
   • manj soli kot pri soljenju.

 

4. Minimalen vpliv na barvo in teksturo

   Za razliko od dolgotrajnih kopeli v slani vodi imajo ultrazvočne terapije naslednje prednosti:

   • barvnih parametrov L*, a* in b* niso spremenili v primerjavi s surovimi kozicami,
   • ni poškodovala teksture (trdota, elastičnost in žvečljivost so ostale primerljive).

   Zato je ultrazvok veliko varnejši od prekomernega zorenja v slanici, za katero je znano, da zbledi barvo in zmanjša sladkost.

Ultrazvok v primerjavi s soljenjem

Ultrazvok omogoča bolj nadzorovan, hitrejši in čistejši postopek kot difuzija soli.

Parameter	Tradicionalno zorenje v slanici	Metode na podlagi ultrazvoka
Čas	12–48 ur	3–4 ure (US + encim)
Uporaba soli	visok	Nizka ali nična
Nevarnost prekomernega namakanja	visok	Zelo nizka
Dela v zvezi z lupljenjem	Zmerno	Popust do 50 %
Ohranjanje barv	Pogosto znižana	Vzdrževano
Sladkost	Lahko se zmanjša	Vzdrževano
Teksturo	izguba elastičnosti	Ohranjeno
Mikrobiološko tveganje	Višja (daljši čas obdelave)	Spodnji (kratek postopek)