Ултразвук за побољшано одмрзавање и љуштење козица

Традиционално зрење козица у саламури може ослабити везу између љуштуре и меса, али захтева дуго потапање и пажљиву контролу соли како би се избегли блеђење боје, губитак слаткоће и нарушавање текстуре. Најновија достигнућа показују да ултразвук велике снаге може заменити или побољшати зрење тако што убрзава и одмрзавање и слабљење везе са љуштуром, уз очување квалитета козица. Сазнајте на основу научних доказа како соникација побољшава ефикасност прераде замрзнутих козица и квалитет крајњег производа.

Љуштење козица и његови изазови

Љуштење козица један је од највећих чинилаца трошкова у преради ракова. Хладноводне врсте попут Pandalus borealis имају веома чврсту везу између мишића и љуштуре, због чега је свеже уловљене козице изузетно тешко механички љуштити. Да би решили овај проблем, прерађивачи традиционално примењују зрење у саламури или на леду у трајању до 1–3 дана, омогућавајући ендогеним ензимима и дифузији соли да ослабе ту везу. Међутим:

• дуго потапање носи ризик од губитка црвене/жуте боје,
• прекомерно упијање соли мења укус и смањује слаткоћу,
• продужено трајање повећава микробиолошки ризик, а
• кристализација леда током замрзавања може оштетити ткиво ако концентрација соли није одговарајућа.

Савремена алтернатива је соникација, која делује физички (кавитација, микромлазеви, силе смицања), а не хемијски, омогућавајући и брзо одмрзавање и убрзано слабљење везе са љуштуром уз минимално нарушавање квалитета производа.

 

Откријте револуционарни потенцијал интензивног ултразвука који се простире кроз ваздух уз степенасти плочасти резонатор Hielscher. Ова иновативна технологија користи ултразвучне таласе велике снаге за прецизне бесконтактне примене као што су сушење, уклањање пене, одмрзавање и прецизно чишћење. Компактан, свестран и робустан, резонатор својом напредном степенастом геометријом појачава и фокусира звучне таласе ради преноса велике енергије, што га чини идеалним за осетљиве и сложене индустријске процесе. Без обзира на то да ли радите у производњи, ваздухопловној и свемирској индустрији, преради хране, фармацеутској индустрији или истраживању материјала, ова технологија отвара нове могућности за ефикасност и иновације.

 

Како ултразвук побољшава одмрзавање козица

Брз пренос топлоте кавитацијом

Ултразвук ствара микроскопске мехуриће у течности која окружује козице. Ови мехурићи се шире и нагло колабирају – појава која се назива акустична кавитација.
Према Li и сар. (2024):
Ултразвук је скратио време одмрзавања са 87 min (одмрзавање на ваздуху) и 66 min (одмрзавање у проточној води) на 48 min, што представља убрзање од 48,9%.

 

 

До тога долази зато што кавитациони мехурићи при колапсу:

• стварају ударне таласе и микромлазеве,
• стањују топлотни гранични слој око хране,
• и убрзавају топљење кристала леда у унутрашњости.

Заштита од оксидације липида/протеина

Li и сар. (2024) показују да комбиновање ултразвука са благо базном електролизованом водом (SBEW) спречава:

• Ниво MDA (маркера оксидације липида) опао је на 0,62 nmol/mg при примени ултразвука + SBEW, у поређењу са 0,83 nmol/mg код козица одмрзнутих на ваздуху.
• Нивои карбонилних група (оксидација протеина) били су најнижи код козица третираних SBEW уз помоћ ултразвука (1,63 nmol/mg у поређењу са 3,21 nmol/mg при одмрзавању на ваздуху).

Очување мишићне структуре и задржавања воде

Ултразвучно одмрзавање (UST):

• одржава интегритет мишићних влакана, 
при чему узорци третирани SBEW уз помоћ ултразвука имају густо поређана влакна, слично свежим козицама.
• доводи до најмањег губитка при одмрзавању (4,06%) и најмањег губитка при кувању у поређењу са свим другим методама.

 

 

Љуштење козица побољшано ултразвуком

1. Кавитација физички слаби спој љуштуре и мишића

   Dang и сар. (2018) утврдили су да ултразвук велике снаге на 24 kHz ствара:

   • спирална удубљења на површини љуштуре,
   • ерозију слоја епикутикуле,
   • повећану порозност,
   • микроканале који се протежу према мембранском слоју.

   Ове структурне промене знатно побољшавају одвајање љуштуре.
   SEM снимци на страници 37 јасно показују удубљења на козицама третираним ултразвуком (US) и ултразвуком + ензимом (US+ензим), док сирови узорци и узорци третирани само ензимом остају глатки.

 

2. Ултразвук смањује рад потребан за љуштење и повећава принос

   Када се користи пре или током ензимског зрења:

   • Рад потребан за љуштење смањен је са 7,8 mJ/g (сирове козице) на 3,9 mJ/g, што представља смањење од 50%.
   • Принос меса је повећан (до ~90% у зависности од услова).
   • Удео потпуно ољуштених козица значајно је повећан.



   Већ и сам ултразвук олакшава љуштење; комбинација ултразвука + ензима још је делотворнија.

 

3. Дифузија ензима побољшана микроканалима насталим деловањем ултразвука

   Предложени механизам доводи до следећег:

   1. Кавитациона удубљења формирају „улазне тачке” у љуштури.
   2. Ова удубљења повезују се са дубљим микроканалима.
   3. Ензими – било ендогени или додати – брже продиру и хидролизују спој мишића и љуштуре.

   То омогућава:

   • краће зрење (сати уместо 1–3 дана),
   • мањи ризик од блеђења боје или губитка слаткоће,
   • мању потребу за сољу него при третману саламуром.

 

4. Минималан утицај на боју и текстуру

   За разлику од дугог потапања у слане растворе, ултразвучни третмани:

   • нису променили параметре боје L*, a*, b* у поређењу са сировим козицама,
   • нису нарушили текстуру (тврдоћа, способност опоравка након деформације и жвакљивост остале су упоредиве).

   Због тога је ултразвук далеко безбеднији од прекомерног зрења у саламури, за које је познато да пригушује боју и смањује слаткоћу.

Соникација у поређењу са третманом саламуром

Ултразвук обезбеђује контролисанији, бржи и чистији механизам од дифузије соли.

Параметар	Традиционално зрење у саламури	Методе засноване на ултразвуку
Време	12–48h	3–4h (US + ензим)
Употреба соли	Велика	Мала или никаква
Ризик од предугог потапања	Висок	Веома низак
Рад потребан за љуштење	Умерен	Смањен за до 50%
Очување боје	Често смањено	Одржано
Слаткоћа	Може се смањити	Одржана
Текстура	губитак еластичности	Очувана
Микробиолошки ризик	Виши (дуго трајање процеса)	Нижи (кратак процес)