Kuzhina molekulare dhe zbatime të tjera në kulinari

Sonikimi po transformon mënyrën se si kuzhinierët dhe shkencëtarët e ushqimit përgatisin ushqime dhe pije: ekstraktimi, infuzimi, emulsifikimi dhe homogjenizimi me ultratinguj janë zbatime kryesore të sonikatorëve për krijime kulinare. Nga ekstraktimet e shpejta te emulsionet më të mëndafshta dhe aromat e intensifikuara, valët ultrasonike krijojnë shije dhe tekstura të jashtëzakonshme. Në këtë artikull do të mësoni se si kuzhinierët dhe teknologët ushqimorë përdorin kavitacionin ultrasonik për të rikrijuar gjithçka, nga koktejet te konsometë.

Një udhëzues i shkurtër për parimet

artikull nga autori i ftuar Mark Gaston

• Pjesa më e madhe e përmbajtjes së këtij udhëzuesi përbëhet nga informacione që gjenden lehtësisht, por ndonjëherë ato janë shkruar në një mënyrë që nuk lexohet gjithmonë lehtë, përveçse kur i njihni termat e përdorur.
• Më poshtë shpjegohen terma të rëndësishëm të sonikimit, si sonotroda, amplituda etj., dhe ndikimet e tyre në zbatimet kulinare.
• Ky udhëzues më poshtë përpiqet të shpjegojë përdorimin e homogjenizuesit ultrasonik në një mënyrë më pak shkencore dhe më të lidhur me kulinarinë.

Valët ultrasonike dhe zbatimi i tyre në ushqim

Homogjenizuesi ultrasonik si teknikë ka ekzistuar prej shumë vitesh në forma të ndryshme, por vetëm tani po fillon të përdoret në zbatime kulinare në shkallë më të vogël. Homogjenizuesi përmban qarqe elektronike të sofistikuara që mund ta shndërrojnë fuqinë elektrike në dridhje me frekuencë të lartë të majës metalike ose sonotrodës dhe t’i kontrollojnë ato.
Sonotroda lëviz kryesisht lart e poshtë me një frekuencë mjaft të lartë, mbi diapazonin e dëgjueshëm (p.sh. 26 000 herë në sekondë ose 26Khz me sonikatorin UP200Ht). Madhësia e zhvendosjes së sonotrodës lart e poshtë quhet amplitudë dhe zakonisht mund të rregullohet ndërmjet 9 dhe 240 µm (për krahasim, trashësia mesatare e një fijeje floku të njeriut është rreth 100 µm). Me fjalë të thjeshta, sonotroda sillet si një piston që lëviz lart e poshtë në lëng.
Ndërsa sonotroda lëviz lart e poshtë e zhytur në një lëng, ajo krijon zona me presion të lartë dhe të ulët brenda lëngut përreth saj, gjë që nga ana tjetër krijon një dukuri të njohur si kavitacion. Në kuzhinë vërejmë se ulja e presionit (si në një pajisje mbyllëse me dhomë vakumi) bën që lëngjet të vlojnë në temperatura më të ulëta, ndërsa rritja e presionit (si në një tenxhere me presion) bën që lëngjet të vlojnë në një temperaturë më të lartë.
Pulsacionet e presionit që luhaten me shpejtësi në majën e sonotrodës shkaktojnë formimin dhe më pas shembjen e shpejtë të flluskave brenda lëngut. E gjithë kjo ndodh në një shkallë shumë të vogël, por krijon forca të jashtëzakonshme brenda lëngut për shkak të shpejtësive, temperaturave dhe presioneve të krijuara nga kavitacioni. Pikërisht këto forca të jashtëzakonshme mund të shfrytëzohen në dobinë tonë në kuzhinë për ekstraktimin e shijeve përmes çarjes së qelizave, emulsifikimin, ose zbërthimin e grimcave.

 

Shikoni se si sonikatori Hielscher UP200Ht shndërron një emulsion çokollate me bazë bimore në një mus vegan me çokollatë, të qëndrueshëm dhe të mëndafshtë. Kavitacioni ultrasonik siguron shpërndarje të imët, qëndrueshmëri më të lartë të emulsionit dhe teksturë optimale – duke krijuar kushtet për një ëmbëlsirë të përsosur, të pasur me çokollatë dhe pa produkte qumështi. Duke krijuar një emulsion të qëndrueshëm të yndyrave të çokollatës dhe ujit me përmasa nënmikronike, sonikimi kontribuon në një shije intensive dhe një ndjesi të lëmuar e homogjene në gojë. Gjithashtu, trajtimi me ultratinguj shpërbën aglomeratet e niseshtesë, proteinave dhe lëndëve të ngurta të kakaos për kremozitet maksimal dhe shije më intensive.

Mësoni më shumë rreth emulsifikimit me ultratinguj të një musi vegan me çokollatë!
 

Megjithatë, një nga sfidat në përdorimin e kësaj pajisjeje është shfrytëzimi dhe kontrolli i kësaj fuqie në një mënyrë që përmirëson ushqimet.
Modeli i blerë i homogjenizuesit ultrasonik UP200Ht përcakton fuqinë maksimale të disponueshme për përdoruesin dhe vetë homogjenizuesi ka një sërë parametrash të ndryshueshëm që mund të përdoren për të përshtatur performancën e tij sipas zbatimit. Për qëllimet e këtij udhëzuesi, modeli i përdorur ishte sonikatori Hielscher me fuqi 200 vat.

Madhësia e sonotrodës

Madhësia e sonotrodës së montuar ka një ndikim të madh në mënyrën se si pajisja e transmeton fuqinë e saj.
Me fjalë shumë të thjeshta, sa më e madhe të jetë sipërfaqja e sonotrodës, aq më shumë fuqi do të kërkohet për ta vënë atë në lëvizje në një amplitudë të caktuar. Viskoziteti i lëngut do të ketë gjithashtu një ndikim të madh në fuqinë e nevojshme për ta vënë sonotrodën në lëvizje në një amplitudë të caktuar.
Përfytyrojeni sonotrodën si një piston ose zhytës: nëse pistoni lëviz shumë shpejt lart e poshtë në një tenxhere me një lëng të hollë si uji, kjo është relativisht e lehtë edhe me shpejtësi të konsiderueshme; megjithatë, nëse tenxherja mbushet me një salcë të trashë, nuk do të jetë më kështu: do të kërkohet shumë më tepër fuqi për ta lëvizur pistonin me shpejtësi lart e poshtë në lëng për shkak të viskozitetit të rritur. Nëse rritni madhësinë e pistonit ose të zhytësit, do të kërkohet gjithashtu më shumë forcë për ta lëvizur atë lart e poshtë në lëng.
E njëjta gjë vlen edhe për sonotrodën. Kur është montuar një sonotrodë e madhe, pajisja do të duhet të punojë shumë më fort për të prodhuar një amplitudë të caktuar lëkundjeje nëse lëngu ka viskozitet të lartë sesa në rastin e një lëngu me viskozitet të ulët.
 

 

Në çdo nivel të caktuar të fuqisë, një sonotrodë më e vogël, për shkak të sipërfaqes së saj, do të gjenerojë luhatje më të mëdha të presionit dhe intensitete më të larta të kavitacionit në majë sesa një sonotrodë më e madhe (pasi fuqia përqendrohet në sipërfaqen e sonotrodës më të vogël).
Mund të mos jetë e mundur të vihet në lëvizje një sonotrodë më e madhe në të njëjtën amplitudë, pasi për këtë do të kërkohet shumë më tepër fuqi, gjë që mund të shkaktojë fikjen e pajisjes për shkak të mbingarkesës. Në këtë rast duhet të zvogëlohet madhësia e sonotrodës ose të sigurohet një pajisje me fuqi më të lartë.
Intensiteti i ultratingujve (në çdo nivel të caktuar të fuqisë) zvogëlohet me rritjen e sipërfaqes (sonotroda më të mëdha), ndërsa intensiteti i fuqisë ultrasonike rritet me zvogëlimin e sipërfaqes; ose, thënë ndryshe, një sonotrodë më e vogël përqendron shumë fuqi ultrasonike në një sipërfaqe të vogël, ndërsa një sonotrodë më e madhe e shpërndan fuqinë në një sipërfaqe më të madhe.

Kur përdoret homogjenizuesi, puna totale e kryer mbi mostrën është një ndërthurje e fuqisë hyrëse së homogjenizuesit, vëllimit të mostrës dhe kohës së ekspozimit të saj. Për të marrë rezultate të riprodhueshme, duhet t’i marrim parasysh të tre parametrat. Mos prisni që ta vendosni pajisjen në një filxhan të vogël plot me lëng për dy minuta dhe pastaj të merrni të njëjtin rezultat në një litër lëng gjatë së njëjtës periudhë kohore! Gjithashtu, mbani mend se me mostra me vëllim të vogël dhe fuqi hyrëse të lartë, temperatura e mostrës do të rritet shpejt. Për mostrat e ndjeshme ndaj temperaturës, është më mirë të përdoren nivele më të ulëta të fuqisë për periudha më të gjata, duke lejuar që energjia e futur nga homogjenizuesi në formë nxehtësie të shpërndahet në mjedis.
Mbinxehja e mostrës fare mirë mund të bëjë që disa nga pikërisht ato aroma që po përpiqeni të përftoni të largohen nga sistemi.
Fuqia hyrëse e lartë mund të shkaktojë gjithashtu degradimin e mostrës, siç mund të vërehet kur përdoren disa vajra. Kur ekspozohen ndaj sasive të larta të energjisë së futur në majën e homogjenizuesit, vajrat mund të shpërbëhen, duke krijuar një shije jashtëzakonisht të pakëndshme, e cila mund të përshkruhet vetëm si shija e djegies elektrike!
Për materialet e ndjeshme ndaj temperaturës, ftohja e mostrës do t’i përmirësojë rezultatet, për shembull duke përdorur një banjë me akull ose duke shtuar pak akull të thatë në mostër. Përdorimi i fuqisë hyrëse më të ulët për një periudhë më të gjatë ndihmon në shpërndarjen e energjisë së çliruar në sistem, ashtu si edhe përdorimi i pajisjes në modalitetin me impulse, i cili lejon njëfarë ftohjeje ndërmjet çdo impulsi ultratingujsh.
Përmes elektronikës së homogjenizuesit, përdoruesi mund të zgjedhë ta përdorë pajisjen në dy modalitete kryesore kontrolli.

Kontrolli i amplitudës

Në këtë mënyrë, përdoruesi zgjedh përqindjen e amplitudës maksimale që kërkohet për sonotrodën. Më pas, elektronika do të përpiqet ta vërë sonotrodën në lëkundje me atë amplitudë dhe do të rregullojë fuqinë hyrëse të pajisjes për të ruajtur amplitudën e kërkuar në sonotrodë. Nëse sipërfaqja e sonotrodës është tepër e madhe për ta vënë atë në lëkundje me këtë amplitudë me fuqinë e disponueshme të pajisjes, amplituda nuk do të arrijë vlerën e caktuar dhe pajisja mund të fiket nëse arrihet një gjendje mbingarkese.

Dëshironi të prodhoni vetë ekstrakte erëzash ose salca? Qoftë për kuzhinën e restorantit, për zëvendëskryekuzhinierin ambicioz apo për prodhuesit tregtarë, me pajisjet tejzanore Hielscher mund të prodhoni ekstrakte dhe salca me cilësi të lartë brenda një kohe të shkurtër. Përgatitni vetë ekstrakte organike! Eliminoni konservuesit! Përdorni vetëm përbërësit që përzgjidhni vetë!

Kontrolli i fuqisë hyrëse

Në këtë mënyrë, përdoruesi cakton fuqinë hyrëse të kërkuar në vat dhe elektronika do të rregullojë amplitudën e lëkundjeve për ta përshtatur fuqinë hyrëse me vlerën e caktuar nga përdoruesi. Kjo mënyrë lejon rregullimin e fuqisë së transferuar në lëng dhe, rrjedhimisht, kufizimin e nxehtësisë së gjeneruar në lëng, duke shmangur dëmtimin e mostrave më të ndjeshme.

Mënyra me impulse

Përveç dy mënyrave të funksionimit, ekziston edhe një mënyrë me impulse, ku elektronika ndizet dhe fiket në cikle, kohëzgjatjen e të cilave e cakton përdoruesi, nga ndezja për 10% të kohës dhe fikja për 90%, deri te ndezja për 90% të kohës dhe fikja për 10%. Kjo jep një efekt pulsues dhe është e dobishme si për kufizimin e fuqisë së përgjithshme që i jepet mostrës, ashtu edhe për krijimin e një përzierjeje të mirë brenda mostrës, falë fuqisë së lartë hyrëse fillestare ndërsa elektronika stabilizohet gjatë çdo cikli pune.

Këshilla dhe truke të përgjithshme

Kur homogjenizuesi përdoret për infuzionin e shijeve, arrihen rezultate më të mira kur materialeve të ngurta u është zvogëluar madhësia përpara homogjenizimit; kjo do të rrisë sipërfaqen e ekspozuar ndaj sonotrodës. I njëjti parim zbatohet kur homogjenizuesi përdoret për zvogëlimin e madhësisë së grimcave. Mendojeni homogjenizuesin si një mjet për përpunim përfundimtar të imët dhe jo si një mulli për bluarje të trashë! Gjatë zvogëlimit të madhësisë së grimcave, një pjesë e madhe e punës kryhet nga përplasjet me shpejtësi të lartë të grimcave që përshpejtohen nga forcat e gjeneruara në sonotrodë. Do të arrihen rezultate shumë më të mira nëse një pjesë e zvogëlimit të grimcave kryhet përpara sonikimit. Nëse pjesa më e madhe e zvogëlimit të madhësisë së grimcave është kryer që në fillim, një sipërfaqe më e madhe ekspozohet ndaj sonikimit dhe grimcat më të vogla do të përshpejtohen më shpejt në lëng, duke sjellë përplasje më të fuqishme që i copëtojnë më tej grimcat. Gjithashtu, homogjenizuesi do të duhet të kryejë më pak punë, duke mundësuar kontroll më të mirë të temperaturës.
Meqë homogjenizuesi vepron në një zonë mjaft të kufizuar, kur përdoret me mostra më të mëdha, për shembull disa qindra mililitra ose më shumë, është e dobishme të sigurohet përzierje shtesë që vëllimi rreth sonotrodës të ripërtërihet, duke siguruar sonikimin e plotë të mostrës. Kjo vlen veçanërisht për mostrat më viskoze. Një përzierës i mirë magnetik është një mënyrë e dobishme për ta arritur këtë. Përzierja ndihmon gjithashtu që vëllimi i lëngut rreth sonotrodës të mos mbinxehet. Përdorimi i një banje akulli ose i copave të akullit të thatë në mostër do të ndihmojë në largimin e energjisë së dhënë nga sonikimi. Siç u diskutua më parë, nëse materiali është i ndjeshëm ndaj temperaturës, përdorni nivele më të ulëta fuqie për një kohë më të gjatë dhe/ose përdorni mënyrën me impulse për të kufizuar temperaturat e krijuara në mostër, duke e lejuar mostrën të ftohet ndërmjet impulseve ultrasonike.

---

---

Literatura

• Alex Patist, Darren Bates (2008): Ultrasonic innovations in the food industry: From the laboratory to commercial production. Innovative Food Science & Emerging Technologies, Volume 9, Issue 2, 2008. 147-154.
• Astráin-Redín, Leire; Ciudad-Hidalgo, Salomé; Raso, Javier; Condon, Santiago; Cebrián, Guillermo; Álvarez, Ignacio (2019): Application of High-Power Ultrasound in the Food Industry. InTechOpen 2019.
• Belgheisi S., Motamedzadegan A., Milani J.M., Rashidi L., Rafe A. (2021): Impact of ultrasound processing parameters on physical characteristics of lycopene emulsion. Journal of Food Science and Technology 58(2), 2021. 484-493.

 

Në këtë video, Simon nga GuerillaChefs.de demonstron përdorimin e sonikatorit të dorës Hielscher UP200Ht për aromatizimin e shpejtë të ujit me kërpudha të freskëta – një teknikë novatore që përdoret në kuzhinë dhe në gastronominë molekulare. Trajtimi me ultratinguj përmirëson ekstraktimin e shijes dhe kalon përbërësit delikatë aromatikë në fazën ujore brenda sekondash, duke mundësuar përpunim pa nxehtësi dhe pa aditivë për lëngje supe të rafinuara, infuzione ose baza shijeje. Ideal për kuzhinierët dhe novatorët e ushqimit që kërkojnë saktësi dhe intensitet në zhvillimin e shijeve natyrale.