Saltar o menú de navegación e ir ao contido

EROSKI CONSUMER, o diario do consumidor

Buscador

logotipo de fundación

Canles de EROSKI CONSUMER


Este artigo foi traducido por un sistema de tradución automática. Máis información, aquí.

Aplicación de ultrasóns en alimentos

A combinación de ultrasóns con calor ou presión pode chegar a ser unha tecnoloxía alternativa aos tratamentos térmicos convencionais

A tecnoloxía de ultrasóns, desenvolvida durante a Primeira Guerra Mundial para a detección dos submarinos, conta hoxe con variadas aplicacións en alimentos. Os ultrasóns poden definirse como ondas acústicas inaudibles dunha frecuencia superior a 20 kHz. Diferéncianse ultrasóns de baixa intensidade (<1 W cm-2, 0.1-20 MHz) ou de alta intensidade (10-1000 W cm-2, <0.1 MHz). Os primeiros son excelentes para medir propiedades do medio no que se propagan xa que non producen ningunha modificación. Os de alta intensidade, con todo, poden provocar cambios físicos e químicos no material no que se aplican.


Durante o tratamento con ultrasóns os efectos son principalmente mecánicos, e prodúcense ciclos de expansión e compresión de forma alterna. Durante os ciclos de expansión os ultrasóns provocan o crecemento das burbullas existentes no medio ou a formación doutras novas. Cando estas alcanzan un volume ao que non poden absorber máis enerxía, implosionan violentamente, provocando microcorrientes, o colapso das moléculas do líquido e, consecuentemente, inactivación microbiana. Este fenómeno é o que se coñece como cavitación.

Durante a cavitación chéganse a alcanzar dentro das burbullas, durante tempos moi curtos, temperaturas de ata 5.500°C e presións de 50 MPa. Hai autores que cren que os microorganismos sobreviven baixo estas condicións, xa que os tempos son moi curtos, pero non son capaces de soportar os cambios bruscos de presión que se orixinan durante a cavitación. Outras hipóteses consideran que a formación de radicais libres pode afectar ao ADN dos microorganismos. Aínda que é un proceso non térmico, tamén ha de considerarse que parte da enerxía pode absorberse como calor elevando en certa medida a temperatura do alimento.

É difícil establecer os límites entre todas estas hipóteses e, probablemente, a inactivación microbiana prodúzase como consecuencia dunha mestura dos mecanismos anteriores. De calquera modo, o que si se demostrou é que as formas esporuladas son tremendamente resistentes á acción dos ultrasóns (requírense horas para a súa inactivación), moito máis que as formas vexetativas. Respecto das encimas, existen estudos contraditorios. Parece ser que o efecto é complexo, xa que poden producirse activacións e inactivaciones dependendo de diversos factores, entre eles a estrutura molecular da encima.

Aplicacións dos ultrasóns
A combinación de ultrasóns con calor ou presión inactiva microorganismos e encimas especialmente resistentes á calor

Os ultrasóns de alta intensidade viñéronse utilizando para limpeza de equipos, desgasificado de líquidos, homoxeneización, indución de reaccións de oxidación/redución, extracción de encimas e proteínas, indución da nucleación durante a cristalización, entre outras aplicacións. Ata o momento desenvolvéronse equipos a escala semi-industrial e industrial encamiñadas á eliminación de espumas e deshidratación de vexetais.

A maior parte dos estudos sobre a aplicación dos ultrasóns de alta intensidade como técnica de conservación foron levados a cabo a escala de laboratorio e non se realizou un escalado industrial. Algúns autores apuntaron que, en comparación cos tratamentos térmicos convencionais, precísase unha maior cantidade de enerxía para chegar a inactivar os microorganismos.

Dado que se viu un escaso efecto dos ultrasóns sobre as encimas e os microorganismos, a maioría das investigacións encamiñáronse á combinación dos ultrasóns con calor (termosonicación), presión (manosonicación) ou ambos os (manotermosonicación), atopándose un efecto aditivo ou sinérgico, dependendo de cada caso. Estas combinacións resultaron ser moi útiles na inactivación de microorganismos e encimas especialmente resistentes á calor. A manosonicación e a manotermosonicación poden ser particularmente eficaces na pasterización e esterilización de marmeladas, salmueras ou ovo líquido, e para a descontaminación de vexetais crus.

Inactivación microbiana e encimática

Para levar a cabo un tratamento exitoso con ultrasóns (con ou sen combinación con outros procesos) han de terse en conta factores como a amplitude das ondas, o tempo de exposición, o tipo de microorganismo ou encima, o volume, composición e pH do alimento, así como a temperatura e a presión nos procesos combinados. Un dos substratos nos que máis foi estudado o efecto dos ultrasóns é o leite. A maior parte dos estudos realizáronse en descontinuo. Con todo, nos procesos en fluxo continuo resulta máis fácil levar a cabo o escalado a nivel de planta piloto e industrial.

No ano 2000 desenvolveuse un sistema en fluxo continuo mediante ultrasóns de alta intensidade no que se alcanzaban temperaturas próximas a 70°C. Devandito sistema permitía levar a cabo inactivaciones eficaces de microorganismos tales como Pseudomonas fluorescens e Streptococcus thermophilus en sistemas modelos. Mediante este proceso lográbase non só a pasterización do leite sen efectos adversos sobre proteínas e encimas nativas do leite, senón tamén a homoxeneización simultánea da mesma. Ademais, unha vantaxe engadida deste sistema é que a temperatura da parede da cámara de tratamento é inferior á do alimento.

En alimentos ricos en sales e proteínas, como é o caso do leite, é particularmente útil xa que se reduce a formación de depósitos e mellórase a calidade do leite tratado. Posteriormente desenvolveuse unha planta piloto mediante ultrasóns para levar a cabo tratamentos do leite utilizando a combinación de ultrasóns cun moderado tratamento térmico. Realizáronse estudos sobre a aplicación da manotermosonicación ao procesado de leite e zume de laranxa e observouse que, en xeral, a calidade nutritiva destes alimentos non se ve significativamente afectada. Leste mesmo proceso empregouse no tratamento de leite destinado á elaboración de iogur, comprobándose que os iogures obtidos presentaban unha adecuada consistencia e viscosidade.

Dado que as ondas acústicas favorecen a transferencia de masa, reducen a enerxía da auga ligada e melloran a difusión, outra das aplicacións importantes dos ultrasóns como técnica de conservación é a deshidratación de alimentos. Os primeiros estudos levaron a cabo en combinación con aire quente, pero os mellores resultados obtivéronse aplicando a vibración ultrasónica en contacto directo co alimento e en combinación cunha presión estática. Este proceso chegou a desenvolverse a escala industrial. Trátase dun método que é de dous a tres veces máis rápido que co aire quente, mediante o cal se chegan a deshidratar vexetais ata un 99% sen modificacións na calidade. As vantaxes deste proceso de deshidratación fronte á deshidratación convencional mediante aire quente serían unha menor deterioración da calidade e fronte á liofilización un menor custo económico.

PERSPECTIVAS FUTURAS

Img inspeccion1
Aínda que o tratamento con ultrasóns resulta un método eficaz en tecnoloxía dos alimentos é difícil que constitúan por si mesmos unha tecnoloxía de conservación debido ao escaso efecto das ondas sobre os microorganismos e encimas. Con todo, parece que, e segundo os resultados obtidos ata o momento, cando se combinan os ultrasóns con temperatura e/ou presión poden chegar a ser unha tecnoloxía alternativa aos tratamentos térmicos convencionais.

Para que isto sexa posible é necesario seguir profundando no estudo dos factores crave do deseño dos equipos e o seu posterior escalado, así como sobre o efecto desta tecnoloxía nos compoñentes dos alimentos. Doutra banda, os coñecementos existentes parecen indicar que a deshidratación mediante ultrasóns posúe numerosas aplicacións potenciais no campo da tecnoloxía dos alimentos.

Bibliografía

  • Galego-Juárez, J.A., Rodríguez-Curral, G., Gálvez-Moraleda, J.C., e Yang, T.S. (1999). A new high-intensity ultrasonic technology for food dehydration. Drying Technology, 17, 597-608.
  • Hoover, D.X. (2001). Ultrasound. Journal of Food Science, Supplement Kinetics of microbial inactivation for alternative food processing technologies 93-95.
  • Vercet, A., Burgos, J., e López-Buesa, P. (2001). Manothermosonication of foods and food-resembling systems: effect on nutrient content and non-enzymatic browning. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 49, 483-489.
  • Villamiel, M., e de Jong P. (2000a). Inactivation of 'Pseudomonas fluorescens' and 'Streptococcus thermophilus' in Trypticase Son Broth and total bacteria in milk by continuous-flow ultrasonic treatment and conventional heating. Journal of Food Engineering, 45, 171-179.
  • Villamiel, M., e de Jong, P. (2000b). Influence of High-Intensity Ultrasound and Heat Treatment in Continuous Flow on Fat, Proteins, and Native Enzymes of Milk. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 48, 472-478, 3068.

Pódeche interesar:

Infografía | Fotografías | Investigacións