Ultraljud för effektivare upptining och skalning av räkor

Traditionell mognadsbehandling av räkor med saltlake kan lösa upp bindningen mellan skal och kött, men kräver långa blötläggningstider och noggrann saltkontroll för att undvika färgförlust, förlust av sötma och försämrad konsistens. De senaste framstegen visar att kraftfull ultraljud kan ersätta eller förbättra mognadsbehandlingen genom att påskynda både upptining och upplösning av skalet, samtidigt som räkorna behåller sin kvalitet. Få vetenskapligt underbyggda insikter om hur ultraljudsbehandling förbättrar bearbetningseffektiviteten och slutproduktens kvalitet hos frysta räkor.

Skalning av räkor och de utmaningar som detta medför

Skaldjursskalning är en av de största kostnadsdrivande faktorerna inom skaldjursförädlingen. Kallvattensarter som Pandalus borealis har en mycket stark förbindelse mellan muskel och skal, vilket gör det extremt svårt att skala nyfångade räkor mekaniskt. För att lösa detta använder bearbetningsföretagen traditionellt saltlake eller ismognad i upp till 1–3 dagar, vilket gör att endogena enzymer och saltdiffusion försvagar förbindelsen. Dock:

• Långa blötläggningar kan leda till att den röda/gula färgen försvinner,
• Ett för högt saltintag förändrar smaken och minskar sötman,
• förlängd tid ökar risken för mikrobiell kontaminering, och
• Iskristallisation under frysningen kan skada vävnaden om saltkoncentrationen inte är tillräcklig.

Ett modernt alternativ är ultraljudsbehandling, som verkar fysiskt (kavitation, mikrostrålar, skjuvkrafter) snarare än kemiskt, vilket möjliggör både snabb upptining och påskyndad lossning av skalet med minimal produktnedbrytning.

 

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.

 

Hur ultraljud förbättrar upptiningen av räkor

Snabb värmeöverföring genom kavitation

Ultraljudet skapar mikroskopiska bubblor i vätskan som omger räkan. Dessa bubblor expanderar och kollapsar våldsamt – ett fenomen som kallas akustisk kavitation.
Enligt Li m.fl. (2024):
Ultraljud minskade upptiningstiden från 87 minuter (upptining i luft) och 66 minuter (upptining i rinnande vatten) till 48 minuter, vilket motsvarar en tidsbesparing på 48,9 %.

 

 

Detta beror på att kavitationsbubblor kollapsar:

• alstra chockvågor och mikrostrålar,
• tunna ut det termiska gränsskiktet runt maten,
• och påskynda smältningen av de inre iskristallerna.

Skydd mot oxidation av lipider och proteiner

Li m.fl. (2024) visar att en kombination av ultraljud och svagt basiskt elektrolyserat vatten (SBEW) förhindrar:

• MDA (markör för lipidoxidation) sjönk till 0,62 nmol/mg hos räkor som tinats med ultraljud + SBEW, jämfört med 0,83 nmol/mg hos räkor som tinats i luft.
• Halten av karbonylföreningar (proteinoxidation) var lägst hos räkor som behandlats med ultraljudsassisterad SBEW (1,63 nmol/mg jämfört med 3,21 nmol/mg vid upptining i luft).

Bevarande av muskelstrukturen och vätskeansamling

Upptining med ultraljud (UST):

• bevarar muskelfibrernas integritet, där prover som behandlats med ultraljudsassisterad SBEW uppvisar tätt inriktade fibrer som liknar dem hos färska räkor.
• ger den lägsta upptiningsförlusten (4,06 %) och den lägsta tillagningsförlusten jämfört med alla andra metoder.

 

 

Ultraljudsförbättrad skalning av räkor

1. Kavitation försvagar fysiskt gränssnittet mellan skal och muskel

   Dang m.fl. (2018) fann att kraftultraljud vid 24 kHz ger upphov till:

   • spiralformade gropar på skalets yta,
   • nedbrytning av epikutikullagret,
   • ökad porositet,
   • mikrokanaler som sträcker sig mot membranlagret.

   Dessa strukturella förändringar förbättrar skalavskiljningen avsevärt.
   SEM-bilderna på sidan 37 visar tydligt gropar på räkor som behandlats med ultraljud (US) och med ultraljud i kombination med enzym (US+enzym), medan proverna som behandlats med enbart ultraljud och enbart enzym förblir släta.

 

2. Ultraljud minskar behovet av avskalning och ökar utbytet

   Vid användning före eller under enzymets mognadsprocess:

   • Avskalningsarbetet minskade från 7,8 mJ/g (råvara) till 3,9 mJ/g, vilket motsvarar en minskning med 50 %.
   • Köttutbytet ökade (upp till cirka 90 %, beroende på skick).
   • Andelen helt skalade räkor ökade avsevärt.

   Redan ultraljud i sig förbättrar avdragbarheten; en kombination av ultraljud och enzymer är ännu effektivare.

 

3. Enzymdiffusion förstärkt genom ultraljudsdrivna mikrokanaler

   Den föreslagna mekanismen leder till följande:

   1. Kavitationsgropar bildas “ingångspunkter” i skalet.
   2. Dessa gropar ansluter till djupare mikrokanaler.
   3. Enzymer – oavsett om de är kroppsegna eller tillsatta – tränger in snabbare och hydrolyserar fästet mellan muskel och skal.

   Detta möjliggör:

   • kortare mognadstid (timmar istället för 1–3 dagar),
   • mindre risk för att färgen bleknar eller att sötman försvinner,
   • lägre saltbehov än vid saltlagring.

 

4. Minimal påverkan på färg och konsistens

   Till skillnad från långa saltbad har ultraljudsbehandlingar följande egenskaper:

   • ändrade inte färgparametrarna L*, a* och b* jämfört med råa räkor,
   • påverkade inte konsistensen (hårdhet, elasticitet och tuggmotstånd förblev ungefär desamma).

   Detta gör ultraljudsbehandling betydligt säkrare än övermognad i saltlake, vilket är känt för att dämpa färgen och minska sötman.

Ultraljudsbehandling jämfört med saltlagring

Ultraljud erbjuder en mer kontrollerad, snabbare och renare metod än saltdiffusion.

Parameter	Traditionell mognad i saltlake	Ultraljudsbaserade metoder
Tid	12–48 timmar	3–4 timmar (US + enzym)
Saltanvändning	Hög	Låg eller ingen
Risk för överblötning	Hög	Mycket låg
Avskalningsarbete	Moderat	Upp till 50 % rabatt
Färgbevarande	Ofta nedsatt	Underhålls
sötma	Kan minska	Underhålls
Textur	förlust av spänst	Konserverad
Mikrobiell risk	Högre (lång bearbetningstid)	Nedre (kort process)