Mikrodalga ile kızartma yöntemi patates cipsini çok daha sağlıklı hale getirebilir

İlinois Üniversitesi Urbana-Champaign kampüsünde çalışan gıda mühendisleri, mikrodalga enerjisinin kullanıldığı yeni bir kızartma tekniğiyle patates cipsinin ve diğer kızarmış yemeklerin çok daha az yağ emmesi için araştırma yürütüyor. Araştırmacılar, bu yöntemin pişirme süresini kısaltırken gıdanın geleneksel kalitesinden ödün vermeden yağ alımını düşürebileceğini tespit etti.

Kızarmış yemekler büyük ölçüde çıtır dokuları ve zengin lezzetleri nedeniyle popüler. Ancak bu yiyecekler pişirme sırasında büyük miktarda yağ emebilir; düzenli tüketim ise obezite ve hipertansiyon gibi sağlık sorunlarına yol açabiliyor. Bu bağlamda araştırmacılar, tüketicilerin beklediği çıtır görünüm ve doyurucu dokudan vazgeçmeden daha az yağlı cips üretmenin mümkün olup olmadığını inceliyor.

Lezzetten Ödün Vermeyen Daha Sağlıklı Cips

Tüketici sağlıklı gıdalara sahip olmak istiyor ancak satın alma anında tercihler çoğu zaman üstüne geliyor. Yüksek yağ içeriği lezzet katarken aynı zamanda çok fazla enerji ve kaloride içeriyor. Araştırma ekibi, bu çalışmalarını tadında ve dokuda önemli bir fark yaratmadan daha düşük yağ içeriğine ulaşmayı hedefleyen kızartma süreci üzerine yürütüyor.

Bu konudaki baş araştırmacı Pawan Singh Takhar, Gıda Bilimi ve İnsan Beslenmesi Bölümü’nde (Tarım, Tüketici ve Çevre Bilimleri Fakültesi’nin bir parçası) gıda mühendisliği profesörü olarak görev yapıyor. Takhar ve beslenme alanında doktora öğrencisi Yash Shah, patates cipsinin mikrodalga enerjisiyle pişirildiğinde yaşanan fiziksel değişimleri inceledikleri iki yeni çalışmada bulgularını yayımladı.

“Tüketici sağlıklı gıdalara sahip olmak istiyor ancak satın alma anında sıkıntıları çoğu zaman üstüne geliyor. Yüksek yağ içeriği lezzet katarken aynı zamanda çok fazla enerji ve kaloride içeriyor. Araştırma ekibimiz kızartmayı, tadında ve dokuda belirgin bir fark olmadan daha düşük yağ içeriğine ulaşmak amacıyla çalışıyor.”

Pawan Singh Takhar, Gıda Bilimi ve İnsan Beslenmesi Bölümü Profesörü

Cipsin İçinde Neler Olduğu İzlendi

Araştırmacılar laboratuvar çalışmalarında Washington Üniversitesi’nde çalışan bilim insanlarıyla iş birliği yaptı. Bu araştırmacılar hem 2,45 gigahertz (sıradan mikrodalga fırınlarla benzer) hem de 5,8 gigahertz modlarında çalışabilen özel bir mikrodalga kızartıcı geliştirmişti.

Gigahertz, elektromanyetik dalgaların frekansını tanımlamak için kullanılan bir birim. Farklı mikrodalga frekansları enerjinin gıda içinde nasıl hareket ettiğini ve pişirme sırasında su moleküllerinin ne kadar hızlı tepki verdiğini etkileyebilir.

Araştırmacılar patatesleri yıkadı, kabuklarını soydu ve çubuklara kesti. Çubuklar blansman işlemine tabi tutuldu, tuzlandı ve 180 santigrat derecede ısıtılmış soya yağı içinde kızartıldı.

Blansman, gıdaya kısa süreyle sıcak su veya buhar maruz bırakma işlemidir. Patatesler için bu aşama dokunun yumuşamaya başlamasını ve yüzeyin kızartmaya hazır hale gelmesini sağlar.

Araştırmacılar pişirme sırasında ve sonrasında sıcaklık, iç basınç, hacim, doku, nem ve yağ içeriğini ölçtü. Bu ölçümler suyun patateslerden nasıl uzaklaştığını ve yağın boşalan deliklere nasıl girdiğini ortaya koydu.

Basıncın Yağ Emilimini Belirlemesi

Takhar’a göre kızartmanın temel zorluklarından biri, yağın hem pişirme sırasında hem de hemen sonrasında gıdaya girişini önlemek. Kızartmanın başında patatesin içindeki küçük delikler hâlâ suyla dolu olduğundan için yağ için pek yer kalmaz. Ancak patates ısındıkça bu su buhara dönüşür ve uzaklaşır. Boşalan alanlar oluşmaya başlar ve negatif basınç, yağı patatese çekebilir.

“Bir içecek içindeki pipeti düşünün. Pipete hava iterseniz pozitif basınç oluşur ve sıvı itilir. Ancak pipetten emdiğinizde sıvı yukarı çıkar Şimdi gıda malzemelerinin çok sayıda küçük pipeti olduğunu hayal edin. Pozitif basınç olduğunda yağ dışarıda kalır ancak negatif basınç olduğunda yağ içeriye hareket etmeye başlar.”

Pawan Singh Takhar

Araştırmacılar, kızartmanın yüzde 90’ının gıda negatif basınç altında iken gerçekleştiğini buldu. Bu durum uzun süreli bir emme etkisi yaratarak yağın yeni açılan deliklere girişini kolaylaştırıyor.

Daha etkili bir kızartma süreci, patatesin içindeki basıncı daha uzun süre pozitif tutmalı ve negatif basınç altındaki süreyi azaltmalıdır. Bu da gıdaya çekilen yağ miktarını sınırlayabilir.

Mikrodalga enerjisi ise suyu patatesin her yerine ısıtarak yardımcı olabilir; bu, yalnızca yüzeyden içe doğru hareket eden sıradan ısınmaya güvenmekten farklı bir yaklaşım. Su molekülleri mikrodalga enerjisini emdikçe daha hızlı hareket eder ve ek buhar oluşturur. Oluşan buhar gıdanın içindeki basıncı yükseltir ve yağın içeriye girişini zorlaştırır.

“Sıradan bir fırında bir şeyi ısıttığımızda ısının dışarıdan içe doğru hareket ettiğini görürüz ancak mikrodalga fırın içeriden dışarıya ısıtır çünkü mikrodalgalar malzemenin her yerine nüfuz eder. Mikrodalgalar su moleküllerini titreştirir, daha fazla buhar oluşumuna yol açar ve böylece basınç profilini pozitif tarafa kaydırır. Mikrodalgalardaki yüksek basınç yağın nüfuz etmesini azaltmaya yardımcı olur.”

Pawan Singh Takhar

Mikrodalga Kızartma Süreyi Kısaltır ve Yağ Alımını Düşürür

Laboratuvar deneylerinin yanı araştırmacılar, kızartma sürecini daha ayrıntılı incelemek için matematiksel modelleme kullandı. Bilgisayar modelleri farklı değişkenlerin birbirleriyle nasıl etkileştiğini keşfetmelerine ve her deneyde doğrudan ölçmenin zor olacağı değişiklikleri öngörmelerine olanak tanıdı.

Araştırmayı 2,45 gigahertz, 5,8 gigahertz ve sıradan koşullar altında kızartma sırasında sıcaklık, basınç, hacim, doku, nem ve yağ emilimi açısından karşılaştırdı.

Deneyler ve simülasyonlar boyunca mikrodalga kızartma suyun patateslerden daha hızlı uzaklaşmasına neden oldu. Aynı zamanda toplam pişirme süresini kısalttı ve cipsin emdiği yağ miktarını düşürdü.

Ancak tek başına mikrodalga kızartması istenen dokuyu üretmedi. Yalnızca mikrodalga enerjisiyle pişirilen cipler çıtır yüzey geliştirmek yerine yumuşak kalmaya meyilli oldu; tüketicilerin beklediği çıtır görünüm oluşmadı.

“Ancak yalnızca mikrodalga kızartmasını kullanırsanız ıslanmış gıda elde edersiniz. Çıtır bir doku ve lezzet almak için sıradan ısınmaya ihtiyacınız var. Bu nedenle iki yaklaşımı aynı ünitede birleştirmeyi öneriyoruz. Sıradan ısınma çıtırlığı korurken mikrodalga ısınması yağ alımını düşürüyor.”

Pawan Singh Takhar

Hibrid Kızartıcı Her İki Yöntemin En İyi Yönlerini Sunabilir

Olarak önerilen sistem, yüzeyi kızıştırmak ve çıtırlığı oluşturmak için sıradan kızartmayı; nemin hızlı şekilde uzaklaştırılmasını sağlamak ve fazla yağın patatese girişini önlemek için ise mikrodalga enerjisini kullanacak.

Bu birleştirilmiş yaklaşım, üreticilerin daha az yağlı cips üretmelerine olanak tanıyarak aynı zamanda lezzet ve dokuyu koruyabilir. Daha hızlı pişirme ayrıca üretim verimliliğini de artırabilir.

Araştırmacılar, büyük gıda işleme tesislerinde kullanılan sürekli kızartıcıların mikrodalga jeneratörlerini içerecek şekilde değiştirilebileceğini belirtti. Bu bileşenler yaygın olarak mevcut ve nispeten ucuz olduğundan sistem ticari üretim için ekonomik açıdan uygulanabilir olabilir.

Araştırma ABD Tarım Bakanlığı Ulusal Gıda ve Tarım Enstitüsü tarafından finanse edildi (2020-67017-31194, ILLU-698-308 ve ILLU-698-926 numaralı bütçeler).

Araştırmacıların ilk makalesi “The Effect of Conventional and Microwave Frying on the Quality Characteristics of French Fries” (Sıradan ve Mikrodalga Kızartmanın Patates Cipsinin Kalite Özelliklerine Etkisi) Journal of Food Science dergisinde yayımlandı. İkinci makale ise “Predicting the quality changes during microwave frying of food biopolymers by solving the hybrid mixture theory-based unsaturated transport, and electromagnetics equations” (Gıda biyopolimerlerinin mikrodalga kızartması sırasında gerçekleşen kalite değişimlerinin, hibrid karışım teorisine dayalı doymamış taşınma ve elektromanyetik denklemlerin çözülmesiyle tahmin edilmesi) Current Research in Food Science dergisinde yayımlandı.