Cải thiện quá trình chiên thực phẩm bằng siêu âm

Các thực phẩm chiên như khoai tây chiên dạng thanh, khoai tây chiên lát và các thực phẩm chiên ngập dầu khác có thể hưởng lợi từ việc xử lý bằng siêu âm trước hoặc trong khi chiên. Tìm hiểu cách siêu âm giúp tạo ra thực phẩm chiên tốt hơn cho sức khỏe nhờ chứa ít dầu và ít acrylamide hơn. Đồng thời, thời gian chiên được rút ngắn, độ giòn và màu sắc được cải thiện.

Chiên có hỗ trợ siêu âm giúp khoai tây chiên dạng thanh và khoai tây chiên lát ngon hơn, tốt hơn cho sức khỏe

Chiên khoai tây dạng thanh và khoai tây lát có hỗ trợ siêu âm mang lại nhiều lợi ích, chủ yếu tập trung vào việc cải thiện chất lượng, tối ưu hóa giá trị dinh dưỡng và hiệu quả chế biến. Một lợi ích đáng kể là giảm lượng dầu hấp thu và thời gian chiên trong khi vẫn duy trì hoặc thậm chí nâng cao chất lượng sản phẩm. Nhờ đó, chiên bằng siêu âm giúp khoai tây chiên dạng thanh có lớp ngoài giòn hơn và phần bên trong mềm hơn, tạo nên kết cấu hấp dẫn hơn.

Xâm thực siêu âm cải thiện quá trình chiên

Xử lý bằng siêu âm tác động đến quá trình truyền nhiệt, sự hình thành bọt và việc giảm độ ẩm (loại bỏ nước) trong khi chiên.
Cơ chế giúp tối ưu hóa kết quả chiên khoai tây dạng thanh và khoai tây lát bằng siêu âm nằm ở hiện tượng xâm thực âm học do sóng siêu âm tạo ra. Khi sóng siêu âm truyền qua dầu chiên, chúng tạo ra các bọt chân không li ti, được gọi là hiện tượng xâm thực. Những bọt này sụp đổ dữ dội gần bề mặt thực phẩm, tạo ra nhiệt và áp suất cao cục bộ. Tác động này hỗ trợ truyền nhiệt nhanh vào thực phẩm, thúc đẩy quá trình làm chín đồng đều và rút ngắn thời gian chiên.

Ngoài ra, sóng siêu âm có thể tăng cường các quá trình truyền khối, chẳng hạn như dầu thâm nhập và loại bỏ ẩm, giúp cải thiện chất lượng sản phẩm. Trong quá trình sản xuất khoai tây chiên dạng thanh và khoai tây chiên lát, chuyển động nhanh của các bọt xâm thực tạo ra những dòng đối lưu vi mô trong môi trường chiên. Điều này giúp loại bỏ ẩm nhanh chóng và thúc đẩy sự phân bố đồng đều của nhiệt và dầu chiên xung quanh thực phẩm.

Xâm thực siêu âm cũng phá vỡ cấu trúc bề mặt khoai tây, tạo ra các vi kênh và lỗ rỗng. Điều này làm tăng diện tích bề mặt, giúp cải thiện kết quả chiên và nhờ đó tăng độ giòn của thành phẩm. Sự phá vỡ các mạng lưới tế bào giúp dầu thâm nhập tốt hơn, dẫn đến giảm lượng dầu mà thực phẩm hấp thu, mang lại lợi ích cho những người tiêu dùng quan tâm đến sức khỏe.

Nhờ siêu âm làm tăng tốc độ khuếch tán và loại bỏ nước, hàm lượng ẩm cuối cùng có thể đạt được nhanh hơn.
Xử lý bằng siêu âm thúc đẩy sự hình thành bọt, nghĩa là xử lý bằng siêu âm trong khi chiên tạo ra thể tích bọt lớn hơn cho đến khi kết thúc quá trình chiên. Số lượng bọt, kích thước bọt và quá trình loại bỏ nước liên quan trong khi chiên đều chịu tác động tích cực trong quá trình chiên có hỗ trợ siêu âm. Việc loại bỏ nước khỏi khoai tây được tăng cường nhờ tăng khuếch tán cũng như tăng truyền nhiệt và truyền khối.

Chiên bằng siêu âm giúp giảm lượng dầu

Ít dầu bị hấp phụ hơn trong khi chiên giúp khoai tây chiên dạng thanh và khoai tây chiên lát tốt hơn cho sức khỏe.
 
Siêu âm làm giảm sự hấp thu dầu trong quá trình chiên khoai tây như thế nào?
Khi các lát khoai tây được nhúng vào dầu nóng, những bọt nhỏ hình thành xung quanh chúng do nước bên trong tế bào khoai tây giãn nở nhanh chóng. Cuối cùng, các bọt này vỡ ra, tạo thành những lỗ nhỏ trong cấu trúc khoai tây. Khi sóng siêu âm được truyền vào dầu chiên, chúng tạo ra các bọt xâm thực cực nhỏ. Các bọt này sụp đổ với lực rất lớn gần bề mặt khoai tây, gây ra hiện tượng gọi là phun tia vi mô.
Các tia vi mô do siêu âm tạo ra này loại bỏ tinh bột dư thừa, nhờ đó khoai tây hấp thụ ít dầu hơn. Hơn nữa, sự khuấy động mạnh do sóng siêu âm gây ra cũng thúc đẩy sự tiếp xúc tốt hơn giữa bề mặt khoai tây và dầu nóng, tăng cường truyền nhiệt. Điều này có nghĩa là khoai tây được chiên chín nhanh hơn, nằm trong dầu ít thời gian hơn và nhờ đó giảm tổng lượng dầu hấp thụ.

Chiên bằng siêu âm giúp giảm acrylamide

Acrylamide là một hợp chất được phân loại là chất có khả năng gây ung thư. Vì vậy, hàm lượng acrylamide trong thực phẩm được quản lý theo quy định và cần được giảm xuống. Acrylamide xuất hiện khi thực phẩm được chế biến ở nhiệt độ trên 120°C, và các phân tử acrylamide được hình thành thông qua phản ứng gọi là phản ứng Maillard, trong đó axit amin asparagine và các đường khử được chuyển hóa. Khoai tây chiên, chẳng hạn như khoai tây chiên dạng thanh và khoai tây lát chiên, là một trong những nguồn acrylamide chính. Để sản xuất thực phẩm lành mạnh hơn, xử lý bằng siêu âm tần số thấp, cường độ cao (trong khoảng xấp xỉ 20–26kHz) trong nước trong vài phút là một biện pháp tiền xử lý có lợi trước khi chiên nhằm giảm hàm lượng acrylamide trong khoai tây chiên.
Xử lý bằng siêu âm giúp chiết xuất và qua đó loại bỏ các đường khử và asparagine khỏi tế bào khoai tây. Các đường khử và asparagine được chiết xuất bằng siêu âm được rửa trôi từ khoai tây vào nước xung quanh. Vì các đường khử và asparagine là tiền chất của phản ứng Maillard và sự hình thành acrylamide, tiền xử lý bằng siêu âm trước khi chiên giúp giảm hiệu quả sự hình thành acrylamide và 5-hydroxymethylfurfural.
Do đó, tiền xử lý bằng siêu âm làm giảm hàm lượng đường khử, từ đó làm giảm sự hình thành acrylamide và 5-hydroxymethylfurfural.

Bruno và cộng sự (2024) đã giảm sự hình thành acrylamide tới 67,1% bằng một bước xử lý siêu âm ngắn trong 2 phút sử dụng thiết bị siêu âm Hielscher UIP2000hdT, sau đó rửa bằng nước nóng.

Antunes-Rohling và cộng sự (2018) cho thấy khả năng chiết xuất đường tăng lên và nhờ đó hàm lượng acrylamide giảm 44% khi xử lý các thanh khoai tây bằng siêu âm trong bể nước trong 30 min trước khi chiên (171◦C, 10 min).

Rửa loại bỏ tinh bột và chần bằng siêu âm

Khoai tây giàu tinh bột trở nên mềm và bở khi chiên hoặc nướng thành khoai tây chiên dạng thanh. Đó là lý do tinh bột được loại bỏ khỏi bề mặt khoai tây bằng cách rửa. Xử lý bằng siêu âm cải thiện việc loại bỏ tinh bột không chỉ trên bề mặt mà còn ở các lớp sâu hơn của khoai tây. Xử lý bằng siêu âm tạo ra các lỗ rỗng, nhờ đó sự bào mòn bề mặt các hạt tinh bột được kết hợp với việc chiết xuất tinh bột từ bên trong khoai tây.
Nhờ vậy, rửa loại bỏ tinh bột có hỗ trợ siêu âm giúp kiểm soát tốt hơn quá trình tạo màu nâu, tạo ra khoai tây chiên được chiên đều. Việc loại bỏ tinh bột được cải thiện nhờ siêu âm này giúp khoai tây chiên giòn hơn và có màu vàng óng hơn.

Tác động của siêu âm đến phản ứng Maillard

Phản ứng Maillard, xảy ra giữa các đường khử và các nguồn protein, cùng với sự hấp thụ dầu trong quá trình chiên ảnh hưởng đến màu sắc cuối cùng của sản phẩm chiên.
Cải thiện màu sắc của sản phẩm chiên: Đối với khoai tây chiên đã được xử lý bằng phương pháp tách nước thẩm thấu có hỗ trợ siêu âm (UAOD), các giá trị a* thấp hơn có ý nghĩa thống kê (p ≤ 0,05) so với các mẫu chiên không được xử lý. Qua quan sát các giá trị ΔE* và a*, UAOD mang lại màu sắc tốt hơn khi được áp dụng trước khi chiên. Tiền xử lý thực phẩm bằng siêu âm trước khi chiên làm giảm hoạt tính enzyme và tạo ra những thay đổi tích cực về màu sắc trong quá trình chiên.

Tách nước thẩm thấu bằng siêu âm

Khử nước thẩm thấu có hỗ trợ siêu âm (UAOD) có ưu điểm là cải thiện màu sắc của khoai tây chiên dạng thanh. Ngoài ra, phương pháp này rút ngắn thời gian tiền xử lý của quá trình khử nước thẩm thấu khoảng 67 %. Xử lý siêu âm làm tăng hiệu quả và tốc độ khử nước thẩm thấu. Thêm vào đó, khử nước thẩm thấu bằng siêu âm cải thiện chất lượng khoai tây chiên nhờ giảm hàm lượng dầu và độ ẩm so với các mẫu không được xử lý.

Sấy khoai tây dạng thanh bằng không khí có hỗ trợ siêu âm

Sấy bằng không khí là một phương pháp thay thế để loại bỏ ẩm khỏi khoai tây nhằm giảm hàm lượng nước ban đầu, qua đó giảm thiểu sự hấp thụ dầu và cải thiện các đặc tính của thực phẩm chiên. Sấy đối lưu bằng không khí có hỗ trợ siêu âm, được dùng làm bước tiền xử lý trước khi chiên khoai tây lát, giúp cải thiện các đặc tính và giảm sự hấp thụ dầu của khoai tây lát chiên thành phẩm do siêu âm tăng cường quá trình loại bỏ nước.

Thiết bị siêu âm giúp cải thiện quá trình chiên

Ứng dụng siêu âm trong chế biến thực phẩm giúp tăng hiệu suất thu hồi sản phẩm, rút ngắn thời gian chế biến, giảm chi phí bảo trì và tạo ra các đặc tính chất lượng tốt hơn, có lợi hơn cho sức khỏe. Xử lý siêu âm có thể được thực hiện như một bước tiền xử lý trước khi chiên hoặc trực tiếp trong quá trình chiên.
Hielscher Ultrasonics cung cấp các thiết bị siêu âm hiệu năng cao để tích hợp vào thiết bị chiên và bể rửa khoai tây ở mọi kích cỡ. Đầu sonotrode và đầu dò siêu âm có thể được bố trí để xử lý theo mẻ cũng như ở phía trên băng tải.
Hãy liên hệ với chúng tôi ngay hôm nay để trao đổi về quy trình chiên của bạn và tìm hiểu cách tích hợp thiết bị siêu âm giúp bạn sản xuất khoai tây chiên dạng thanh và khoai tây lát chiên ngon hơn, có lợi hơn cho sức khỏe!

Thiết kế, sản xuất và tư vấn – Chất lượng sản xuất tại Đức

Các thiết bị siêu âm Hielscher nổi tiếng với các tiêu chuẩn cao nhất về chất lượng và thiết kế. Độ bền và khả năng vận hành dễ dàng cho phép tích hợp thuận lợi các thiết bị siêu âm của chúng tôi vào các cơ sở công nghiệp. Các thiết bị siêu âm Hielscher dễ dàng đáp ứng các điều kiện khắc nghiệt và môi trường có yêu cầu cao.

Hielscher Ultrasonics là công ty được chứng nhận ISO và đặc biệt chú trọng đến các thiết bị siêu âm hiệu năng cao, ứng dụng công nghệ tiên tiến nhất và thân thiện với người dùng. Tất nhiên, các thiết bị siêu âm Hielscher tuân thủ CE và đáp ứng các yêu cầu của UL, CSA và RoHs.