Eine neue Studie zeigt, dass durch die Einführung der Mikrowellenerwärmung in den traditionellen Frittierprozess die Menge des absorbierten Öls deutlich reduziert und die Garzeit frittierter Lebensmittel wie Pommes Frites verkürzt werden soll, ohne dass der knusprige Geschmack darunter leidet. Diese Arbeit wurde vom Team für Lebensmitteltechnik der School of Agricultural, Consumer and Environmental Sciences der University of Illinois in Urbana-Champaign abgeschlossen und die relevanten Ergebnisse wurden kürzlich in einer Fachzeitschrift im Bereich Lebensmittelwissenschaft veröffentlicht.
Frittierte Lebensmittel sind wegen ihres hervorragenden Geschmacks beliebt, ein hoher Fettgehalt steht jedoch in engem Zusammenhang mit Gesundheitsrisiken wie Fettleibigkeit und Bluthochdruck. Die Balance zwischen „lecker“ und „gesünder“ zu finden, war schon immer ein Schwerpunkt der Lebensmittelindustrie. Der Forschungsleiter und Professor für Lebensmitteltechnik, Pawan Singh Takhar, wies darauf hin, dass Verbraucher sagen, sie wollten gesund sein, aber wenn sie tatsächlich kaufen, sind sie oft vom „Aroma und Geschmack“ beeindruckt. Obwohl ein hoher Ölgehalt den Geschmack steigert, bringt er auch mehr Energie und Kalorien mit sich. Daher besteht das Ziel des Teams darin, „den Ölgehalt zu reduzieren, ohne den Geschmack und die Textur wesentlich zu beeinträchtigen.“
Dazu konzentrierte sich das Forschungsteam auf die sogenannte „Mikrowellen-Frittier“-Technologie und analysierte systematisch deren Auswirkungen auf die physikalischen Veränderungen von Pommes Frites und anderen Lebensmitteln während des Erhitzungsprozesses. Im ersten Experiment arbeitete die University of Illinois mit der Washington State University zusammen, um ein spezielles Mikrowellen-Frittiergerät zu entwickeln, das mit zwei Frequenzen von 2,45 GHz (nahe der Frequenz von Haushaltsmikrowellenherden) und 5,8 GHz arbeitet. Im Versuch wurden die Kartoffeln gewaschen, geschält, in Streifen geschnitten, blanchiert und mit Salz vorbehandelt und anschließend in Sojaöl bei 180 Grad Celsius frittiert. Die Forscher überwachten Temperatur, Druck, Volumenänderung, Textur, Feuchtigkeitsgehalt und Ölgehalt der Pommes Frites während und nach dem Frittiervorgang.
Untersuchungen zeigen, dass während des Bratvorgangs eine große Menge Fett in die Lebensmittel gelangt und der entscheidende Zusammenhang im Austauschmechanismus von „Wasser“ und „Öl“ in der mikroporösen Struktur der Lebensmittel liegt. Zunächst sind die Mikroporen im Inneren der Kartoffel mit Wasser gefüllt, so dass fast kein Platz mehr für die Aufnahme des Öls bleibt; Mit fortschreitender Erwärmung verdampft das Wasser weiter und die verbleibenden Lücken nehmen das Öl aufgrund des „Unterdrucks“ auf. Takhar verwendet einen „Strohhalm“ als Analogie: Das Einblasen von Luft in einen Strohhalm erzeugt einen Überdruck, der die Flüssigkeit „herausdrückt“. Durch das Saugen mit dem Mund entsteht ein Unterdruck und die Flüssigkeit wird „aufgesaugt“. Die vielen winzigen Poren im Inneren der Kartoffel gleichen „unzähligen dünnen Strohhalmen“. Wenn der Innendruck negativ ist, wird das Öl kontinuierlich angesaugt. Es wird geschätzt, dass sich beim herkömmlichen Frittiervorgang etwa 90 % der Zeit in einem solchen Unterdruckzustand befindet. Daher ist die Verkürzung der Unterdruckstufe und die Verlängerung der Überdruckstufe der Schlüssel zur Kontrolle der Ölabsorptionsmenge.
Im Gegensatz dazu verändert die Mikrowellenerwärmung diesen Druckverteilungsprozess. Herkömmliche Öfen übertragen die Wärme von außen nach innen, aber Mikrowellen können das Material durchdringen und von innen mit der Erwärmung beginnen, wodurch die Schwingung von Wassermolekülen angeregt wird, um mehr Wasserdampf zu erzeugen, wodurch der gesamte Innendruck auf die Seite des „Überdrucks“ gedrückt wird und das Eindringen von Fett in die Porenstruktur verhindert wird. In der zweiten, auf dem numerischen Modell basierenden Studie charakterisierte das Team das Migrationsverhalten von Wärme, Feuchtigkeit und Öl in Pommes Frites unter verschiedenen Heizmodi durch mathematische Simulation weiter und verglich die Trends von Temperatur, Druck, Volumen, Textur, Feuchtigkeitsgehalt und Ölgehalt unter 2,45-GHz-, 5,8-GHz-Mikrowellenbedingungen und traditionellen Frittierbedingungen. Die Ergebnisse zeigten, dass das Braten in der Mikrowelle zu einem schnelleren Feuchtigkeitsverlust, kürzeren Garzeiten und einer geringeren Ölaufnahme führte.
Die Studie ergab jedoch auch, dass das fertige Produkt beim einfachen Frittieren in der Mikrowelle häufig das Problem einer „weichen Textur und einer nicht ausreichend knusprigen Schale“ aufweist, was es schwierig macht, die Erwartungen der Verbraucher an klassische Pommes Frites zu erfüllen. Takhar wies darauf hin, dass traditionelle Erhitzungsmethoden immer noch erforderlich sind, um den idealen knusprigen Geschmack zu erzielen. Der realistischste Weg besteht daher darin, die beiden Methoden in denselben Gerätesatz zu integrieren: Herkömmliches Frittieren ist für die Bildung der idealen äußeren knusprigen Struktur verantwortlich, und Mikrowellenerwärmung wird verwendet, um den Innendruck zu erhöhen und den Fetteintrag zu verringern.
Auf der Ebene der industriellen Anwendung geht das Forschungsteam davon aus, dass große Produktionslinien für kontinuierliches Braten voraussichtlich durch externe Mikrowellengeneratoren aufgerüstet werden. Da die Mikrowellenkomponente selbst relativ günstig und recht beliebt ist, ist die Einführung des kombinierten Prozesses „Mikrowelle + konventionelles Frittieren“ technisch machbar und wird voraussichtlich in der großtechnischen Lebensmittelherstellung zu geringeren Kosten vorangetrieben, um fettarme Pommes Frites und andere frittierte Produkte herzustellen, die sowohl Geschmack als auch Gesundheit berücksichtigen.