Förbättrad fritering av livsmedel med ultraljud

Friterade livsmedel som pommes frites, potatischips och andra friterade livsmedel kan gynnas av ultraljudsbehandling före eller under friteringen. Läs om hur ultraljud ger hälsosammare friterade livsmedel eftersom de innehåller mindre olja och mindre akrylamid. Samtidigt förkortas friteringstiden och krispigheten och färgen förbättras.

Ultraljudsassisterad fritering för hälsosammare och bättre pommes frites och potatischips

Ultraljudsassisterad fritering av pommes frites och potatischips erbjuder flera fördelar, främst när det gäller förbättrad kvalitet, optimerade näringsvärden och effektivare bearbetning. En betydande fördel är minskat oljeupptag och kortare friteringstid samtidigt som produktkvaliteten bibehålls eller till och med förbättras. Fritering med ultraljud ger därmed pommes frites en krispigare utsida och en mjukare insida, vilket ger en mer tilltalande konsistens.

Ultraljudskavitation förbättrar friteringen

Ultraljudsbehandling påverkar värmeöverföringen, bubbelbildningen och fuktreduktionen (avlägsnandet av vatten) under friteringen.
Mekanismen bakom de friteringsresultat för pommes frites och chips som optimeras med ultraljud ligger i fenomenet akustisk kavitation som alstras av ultraljudsvågor. När ultraljudsvågorna passerar genom friteringsoljan skapar de små vakuumbubblor, ett fenomen som kallas kavitation. Dessa bubblor kollapsar våldsamt nära livsmedlets yta och ger upphov till lokalt intensiv värme och högt tryck. Detta bidrar till snabb värmeöverföring till livsmedlet, främjar jämn tillagning och minskar friteringstiden.

Dessutom kan ultraljudsvågor förbättra massöverföringsprocesser, såsom oljeinträngning och fuktavlägsnande, vilket leder till förbättrad produktkvalitet. Vid tillverkning av pommes frites och potatischips skapar kavitationsbubblornas snabba rörelse mikrokonvektionsströmmar i friteringsmediet. Detta bidrar till att snabbt avlägsna fukt och främjar en jämn fördelning av värme och friteringsolja runt livsmedlet.

Ultraljudskavitation bryter också upp potatisens ytstruktur och skapar mikrokanaler och porer. Detta innebär att ytarean ökar, vilket ger bättre friteringsresultat och därmed ökad krispighet hos slutprodukten. Uppluckringen av cellmatriserna underlättar oljeinträngningen, vilket resulterar i minskat oljeupptag i livsmedlet och är fördelaktigt för hälsomedvetna konsumenter.

Tack vare att ultraljud ökar diffusionen och hastigheten med vilken vatten avlägsnas kan den slutliga fukthalten uppnås snabbare.
Ultraljudsbehandling främjar bildningen av bubblor, vilket innebär att ultraljudsbehandling under friteringen ger större bubbelvolymer ända tills friteringen är avslutad. Antalet bubblor, bubblornas storlek och det därmed förknippade avlägsnandet av vatten under friteringen påverkas positivt i en ultraljudsassisterad friteringsprocess. Avlägsnandet av vatten från potatis intensifieras genom ökad diffusion samt ökad värme- och massöverföring.

Fritering med ultraljud ger minskad oljehalt

Mindre oljeadsorption under friteringen ger hälsosammare pommes frites och potatischips.
 
Hur minskar ultraljud oljeabsorptionen vid fritering av potatis?
När potatisskivorna sänks ned i het olja bildas små bubblor runt dem på grund av den snabba expansionen av vatten i potatiscellerna. Dessa bubblor brister så småningom och bildar små porer i potatisens struktur. När ultraljudsvågor tillförs frityroljan skapar de mikroskopiska kavitationsbubblor. Dessa bubblor kollapsar med enorm kraft nära potatisens yta, vilket ger upphov till så kallade mikrostrålar.
Dessa ultraljudsgenererade mikrostrålar avlägsnar överflödig stärkelse så att mindre olja absorberas. Dessutom främjar den intensiva omrörning som ultraljudsvågorna orsakar bättre kontakt mellan potatisens yta och den heta oljan, vilket intensifierar värmeöverföringen. Det innebär att potatisen friteras snabbare, tillbringar mindre tid i oljan och därmed tar upp mindre olja totalt.

Fritering med ultraljud minskar akrylamidhalten

Akrylamid är en förening som klassificeras som potentiellt cancerframkallande. Därför regleras akrylamidhalterna i livsmedel och bör minskas. Akrylamid uppstår när livsmedel bearbetas vid temperaturer över 120°C, och akrylamidmolekyler bildas genom den så kallade Maillardreaktionen, där aminosyran asparagin och reducerande sockerarter omvandlas. Friterad potatis som pommes frites och potatischips är en av de främsta källorna till akrylamid. För att framställa hälsosammare livsmedel är behandling med lågfrekvent, högintensivt ultraljud (i intervallet cirka 20–26kHz) i vatten under några minuter en fördelaktig förbehandling före fritering för att minska akrylamidhalten i friterad potatis.
Ultraljudsbehandling leder till att reducerande sockerarter och asparagin extraheras och därmed avlägsnas från potatiscellerna. De reducerande sockerarter och det asparagin som extraherats med ultraljud sköljs ut ur potatisen till det omgivande vattnet. Eftersom reducerande sockerarter och asparagin är prekursorer till Maillardreaktionen och bildningen av akrylamid, minskar en förbehandling med ultraljud före fritering effektivt bildningen av akrylamid och 5-hydroximetylfurfural.
Följaktligen minskar förbehandlingen med ultraljud halten av reducerande sockerarter, vilket resulterade i minskad bildning av akrylamid och 5-hydroximetylfurfural.

Bruno et al. (2024) uppnådde en minskning av akrylamidbildningen med upp till 67,1% genom en kort ultraljudsbehandling på 2 minuter med ultraljudsapparaten Hielscher UIP2000hdT, följd av tvättning med hett vatten.

Antunes-Rohling et al. (2018) visade att sockerextraktionen ökade och akrylamidhalterna därmed minskade med 44% genom att behandla potatisstavar med ultraljud i ett vattenbad i 30 min före fritering (171◦C, 10 min).

Ursköljning av stärkelse och blanchering med ultraljud

Stärkelserik potatis blir till mjuka och smuliga pommes frites vid fritering eller ugnsbakning. Därför avlägsnas stärkelse från potatisens yta genom tvättning. Ultraljudsbehandling förbättrar avlägsnandet av stärkelse inte bara från ytan, utan även från djupare skikt i potatisen. Ultraljudsbehandling skapar porer så att yterosionen av stärkelsegranuler kombineras med extraktion av stärkelse från potatisens inre.
Därigenom ger ultraljudsassisterad ursköljning av stärkelse bättre kontroll över bryningsprocessen, vilket resulterar i jämnt friterade pommes frites. Detta förbättrade avlägsnande av stärkelse med ultraljud ger krispigare och mer gyllene pommes frites.

Ultraljudets effekter på Maillardreaktionen

Maillardreaktionen, som sker mellan reducerande sockerarter och proteinkällor, samt oljeupptaget under friteringen påverkar de friterade produkternas slutliga färg.
Förbättrad färg hos friterade produkter: För friterad potatis som behandlats med ultraljudsassisterad osmotisk dehydrering (UAOD) var a*-värdena signifikant lägre (p ≤ 0,05) än för obehandlade friterade prover. Utifrån ΔE*- och a*-värdena gav UAOD bättre färg när behandlingen utfördes före friteringen. Förbehandling av livsmedel med ultraljud före fritering minskar enzymaktiviteten och ger positiva färgförändringar under friteringen.

Osmotisk dehydrering med ultraljud

Ultraljudsassisterad osmotisk dehydrering (UAOD) har fördelen att förbättra färgen på pommes frites. Dessutom förkortade den förbehandlingstiden för osmotisk dehydrering med cirka 67 %. Ultraljudsbehandling ökar effektiviteten och hastigheten vid osmotisk dehydrering. Dessutom förbättrade osmotisk dehydrering med ultraljud kvaliteten på friterad potatis genom att minska olje- och fukthalten jämfört med de obehandlade proverna.

Lufttorkning av pommes frites med ultraljud

Lufttorkning är en alternativ metod för att avlägsna fukt från potatis för att minska den ursprungliga vattenhalten och därigenom minimera oljeupptaget och förbättra egenskaperna hos friterad mat. Ultraljudsassisterad konvektiv lufttorkning som förbehandling före fritering av potatischips förbättrar de färdiga potatischipsens egenskaper och oljeupptag eftersom ultraljud intensifierar vattenavlägsnandet.

Ultraljudsapparater för förbättrad fritering

Användning av ultraljud vid livsmedelsbearbetning ger högre produktutbyte, kortare bearbetningstid, lägre underhållskostnader och bättre, hälsosammare kvalitetsegenskaper. Ultraljudsbehandling kan införas antingen som förbehandling före fritering eller direkt under friteringsprocessen.
Hielscher Ultrasonics erbjuder högpresterande ultraljudsapparater för integrering i fritöser och potatistvättbassänger av alla storlekar. Sonotroder och ultraljudssonder kan installeras både i satsvisa processer och ovanför transportband.
Kontakta oss idag för att diskutera din friteringsprocess och få veta hur integrering av en ultraljudsapparat hjälper dig att producera godare, hälsosammare pommes frites och potatischips!

Konstruktion, tillverkning och rådgivning – kvalitet tillverkad i Tyskland

Hielschers ultraljudsapparater är välkända för att uppfylla de högsta kvalitets- och konstruktionsstandarderna. Robusthet och enkel användning möjliggör smidig integrering av våra ultraljudsapparater i industrianläggningar. Hielschers ultraljudsapparater klarar enkelt tuffa förhållanden och krävande miljöer.

Hielscher Ultrasonics är ett ISO-certifierat företag och lägger särskild vikt vid högpresterande ultraljudsapparater med toppmodern teknik och användarvänlighet. Självklart är Hielschers ultraljudsapparater CE-kompatibla och uppfyller kraven i UL, CSA och RoHs.