Ultraljud för förbättrad upptining och skalning av räkor

Traditionell mognadsbehandling av räkor i saltlake kan lossa förbindelsen mellan skal och kött men kräver långa blötläggningstider och noggrann kontroll av salthalten för att undvika blekning, förlust av sötma och försämrad textur. De senaste framstegen visar att högeffektsultraljud kan ersätta eller förbättra mognadsbehandlingen genom att påskynda både upptining och lossning av skalet samtidigt som räkornas kvalitet bevaras. Få vetenskapligt underbyggda insikter i hur ultraljudsbehandling förbättrar bearbetningseffektiviteten och slutproduktens kvalitet vid bearbetning av frysta räkor.

Skalning av räkor och dess utmaningar

Skalning av räkor är en av de största kostnadsdrivarna vid bearbetning av kräftdjur. Kallvattenarter som Pandalus borealis har en mycket stark förbindelse mellan muskel och skal, vilket gör nyfångade räkor extremt svåra att skala mekaniskt. För att lösa detta använder bearbetningsföretag traditionellt behandling i saltlake eller mognad på is i upp till 1–3 dagar, så att endogena enzymer och saltdiffusion kan försvaga förbindelsen. Men:

• lång blötläggning medför risk för förlust av röd/gul färg,
• alltför stort saltupptag förändrar smaken och minskar sötman,
• längre tid ökar den mikrobiella risken, och
• iskristallbildning under infrysning kan skada vävnaden om saltkoncentrationen inte är tillräcklig.

Ett modernt alternativ är ultraljudsbehandling, som verkar fysikaliskt (kavitation, mikrostrålar, skjuvkrafter) snarare än kemiskt och ger både snabb upptining och snabbare lossning av skalet med minimal produktnedbrytning.

 

Upptäck den banbrytande potentialen hos intensivt luftburet ultraljud med Hielscher trappstegsformade plattresonator. Denna innovativa teknik använder ultraljudsvågor med hög effekt för precisa, beröringsfria tillämpningar som torkning, skumdämpning, upptining och precisionsrengöring. Resonatorn är kompakt, mångsidig och robust, och dess avancerade trappstegsgeometri förstärker och fokuserar ljudvågorna för att överföra stora mängder energi, vilket gör den idealisk för känsliga och komplexa industriprocesser. Oavsett om ni arbetar inom tillverkning, flyg- och rymdindustri, livsmedelsbearbetning, läkemedel eller materialforskning öppnar denna teknik nya möjligheter till effektivitet och innovation.

 

Hur ultraljud förbättrar upptining av räkor

Snabb värmeöverföring genom kavitation

Ultraljud skapar mikroskopiska bubblor i vätskan som omger räkorna. Dessa bubblor expanderar och kollapsar våldsamt – ett fenomen som kallas akustisk kavitation.
Enligt Li et al. (2024):
Ultraljud minskade upptiningstiden från 87 min (upptining i luft) och 66 min (upptining i strömmande vatten) till 48 min, vilket motsvarar en acceleration på 48,9%.

 

 

Detta sker eftersom kollapsande kavitationsbubblor:

• genererar stötvågor och mikrostrålar,
• gör det termiska gränsskiktet runt livsmedlet tunnare,
• och påskyndar smältningen av inre iskristaller.

Skydd mot lipid-/proteinoxidation

Li et al. (2024) visar att kombinationen av ultraljud och svagt basiskt elektrolyserat vatten (SBEW) förhindrar:

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

Bevarande av muskelstruktur och vattenhållningsförmåga

Upptining med ultraljud (UST):

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

 

 

Förbättrad skalning av räkor med ultraljud

1. Kavitation försvagar fysikaliskt gränsytan mellan skal och muskel

   Dang et al. (2018) fann att högeffektsultraljud vid 24 kHz skapar:

   • spiralformade gropar på skalets yta,
   • erosion av epikutikulaskiktet,
   • ökad porositet,
   • mikrokanaler som sträcker sig mot det membranösa skiktet.

   Dessa strukturella förändringar gör det dramatiskt lättare för skalet att lossna.
   SEM-bilder på sidan 37 visar tydligt gropar på räkor som behandlats med US och US+enzym, medan råa prover och prover som enbart behandlats med enzym förblir släta.

 

2. Ultraljud minskar skalningsarbetet och ökar utbytet

   Vid användning före eller under enzymatisk mognadsbehandling:

   • Skalningsarbetet minskade från 7,8 mJ/g (råa räkor) till 3,9 mJ/g, en minskning med 50%.
   • Köttutbytet ökade (upp till ~90% beroende på betingelserna).
   • Andelen helt skalade räkor ökade signifikant.



   Ultraljud ensamt förbättrar redan skalbarheten; kombinationen ultraljud + enzym är ännu mer effektiv.

 

3. Förbättrad enzymdiffusion genom ultraljudsskapade mikrokanaler

   Den föreslagna mekanismen leder till:

   1. Kavitationsgropar bildar ”ingångar” i skalet.
   2. Dessa gropar ansluter till djupare mikrokanaler.
   3. Enzymer – oavsett om de är endogena eller tillsatta – tränger in snabbare och hydrolyserar förbindelsen mellan muskel och skal.

   Detta möjliggör:

   • kortare mognadsbehandling (timmar i stället för 1–3 dagar),
   • mindre risk för blekning eller förlust av sötma,
   • lägre saltbehov än vid behandling i saltlake.

 

4. Minimal påverkan på färg och textur

   Till skillnad från långvarig blötläggning i saltlake gav ultraljudsbehandlingarna följande resultat:

   • färgparametrarna L*, a*, b* förändrades inte jämfört med råa räkor,
   • texturen skadades inte (hårdhet, återhämtningsförmåga och tuggmotstånd förblev jämförbara).

   Detta gör ultraljud betydligt säkrare än övermognad i saltlake, som är känd för att göra färgen mattare och minska sötman.

Ultraljudsbehandling jämfört med behandling i saltlake

Ultraljud ger en mer kontrollerad, snabbare och renare mekanism än saltdiffusion.

Parameter	Traditionell mognadsbehandling i saltlake	Ultraljudsbaserade metoder
Tid	12–48h	3–4h (US + enzym)
Saltanvändning	Hög	Låg eller ingen
Risk för alltför lång blötläggning	Hög	Mycket låg
Skalningsarbete	Måttligt	Minskat med upp till 50%
Färgbevarande	Ofta försämrat	Bibehållet
Sötma	Kan minska	Bibehållen
Textur	förlust av spänst	Bevarad
Mikrobiell risk	Högre (lång processtid)	Lägre (kort process)