conservacion de alimentos por ultrasonidos

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UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA DE LA SELVA FACULTAD DE INGENIERÍA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE ALIMENTOS CONSERVACION DE ALIMENTOS POR ULTRASONIDO DOCENTE : Ing. ALIPIO ARNALDO ORTEGA RODRIGUEZ CURSO : FUNDAMENTO DE CONSERVACION DE ALIMENTOS ALUMNO : CICLO : 2014 – I TINGO MARÍA – PERÚ

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Page 1: Conservacion de Alimentos Por Ultrasonidos

UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA DE LA SELVAFACULTAD DE INGENIERÍA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS

DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE ALIMENTOS

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR ULTRASONIDO

DOCENTE : Ing. ALIPIO ARNALDO ORTEGA RODRIGUEZ

CURSO : FUNDAMENTO DE CONSERVACION DE ALIMENTOS

ALUMNO :

CICLO : 2014 – I

TINGO MARÍA – PERÚ

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CONSERVACION DE ALIMENTOS POR ULTRASONIDOS

I. INTRODUCCION

La industria de alimentos debe responder de manera efectiva y

competitiva a las cambiantes demandas de los consumidores. La actual

tendencia de los consumidores es exigir alimentos de calidad, que mantengan

sus características sensoriales y nutricionales, y con mayor vida en anaquel

que un alimento fresco. Ante esta creciente demanda se han iniciado la

aplicación de tecnologías emergentes como es el caso del ultrasonido.

La tecnología de ultrasonidos, es un campo de rápido crecimiento

de la investigación, que está encontrando un uso creciente en la industria

alimentaria, tanto para el análisis y la modificación de los productos

alimenticios. El uso del ultrasonido en el procesamiento de alimentos crea

nuevas metodologías que a menudo son complementarias a las técnicas

clásicas. Varias áreas se han identificado con un gran potencial para el

desarrollo futuro: la cristalización, desgasificación, secado, extracción, filtración,

la congelación, la homogeneización, ablandamiento de la carne, la

esterilización, etc.

II. OBJETIVO

Conocer el método de conservación de alimentos por

ultrasonidos y sus aplicaciones en la industria alimentaria

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CONSERVACION DE ALIMENTOS POR ULTRASONIDOS

III. REVISION BIBLIOGRAFICA

III.1. CONSERVACION DE ALIMENTOS

Los cazadores- recolectores se desplazaban buscando alimento y

mejores refugios, pero la verdadera necesidad comenzó durante el neolítico. A

partir de ésta época, el aumento de la población obligó a utilizar la ganadería y

la agricultura como sostén de las sociedades, con lo que había que almacenar

grandes cantidades de alimentos para los tiempos de escasez. Los excedentes

de las buenas cosechas se intercambiaban con otros productos de los pueblos

lejanos.

El secado, ahumado, curado y salado:

Han sido procesos de conservación muy comunes desde

tiempos muy remotos.

No es lo mismo intentar secar carne o pescado en África que

en el norte de Europa, donde ahumaban más alimentos

En Mesopotamia era común el secado y en las zonas

costeras la salazón.

NicolasAppert (1749-1841) fue el primero en elaborar latas de

conserva, tal como se realiza en el hogar hoy en día. Utilizó el baño maría para

conservar alimentos cocinados, guardados en botellas de cristal que luego

tapaba con corchos encerados. El descubrimiento de Appert, ideado para las

despensas de los ejércitos, no fue utilizado por la Gran Armée, quizás por la

fragilidad del envase, o porque, de quedar aire en el interior, tal como sucede

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CONSERVACION DE ALIMENTOS POR ULTRASONIDOS

en las conservas caseras, el contenido se arruina, pudiendo ser colonizado por

las bacterias causantes del botulismo.

El objetivo que persigue la conservación de los alimentos es:

Evitar que sean atacados por microorganismos que

originan la descomposición, y así poder almacenarlos, por

más tiempo.

III.2. ULTRASONIDO

Se define al ultrasonido como una forma de energía que viaja en

ondas de sonido iguales o mayores a 20,000 vibraciones por segundo (Hoover,

2000).

III.2.1. HISTORIA

En el año 1883 Galton investigo los límites de la audición humana

fijándola de 20Hz a20000Hz, a partir de esta premisa se comenzó a investigar

en temas relacionados con elultrasonido.

En 1880 fueron los Curie los que descubrieron la piezoelectricidad,

y en el siglo XIXLippman y Voigt experimentaron con el efecto piezoeléctrico

aplicable a la generación defrecuencias ultrasónicas.

En realidad, en el siglo XX fue cuando se produjeron los grandes

avances en el estudiodel ultrasonido, especialmente en lo relacionado con

aplicaciones de acústica, subacustica,medicina e industria.

La primera aplicación comercial del ultrasonido fue en 1917; desde

entonces, el tema se ha desarrollado y expandido a un gran número de

aplicaciones. Los proyectos más importantes que envuelven esta técnica no se

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CONSERVACION DE ALIMENTOS POR ULTRASONIDOS

encuentran entre los confines de la química, sino en tecnologías de

procesamiento, ya que ha sido mejor reconocido en la industria que en los

ámbitos de la ciencia pura (Mason, 1999).

En 1947, Dr Douglas Howry, detectó estructuras de tejidos suaves

al examinar los reflejos producidos por el Ultrasonido (o sonograma) en

diferentes interfases.

En 1949 se publicó una técnica de eco pulsado para detectar

cálculos y cuerpo extraños intracorporeos.

En 1951 hizo su aparición el Ultrasonido (o sonograma)

Compuesto, en el cual un transductor móvil producía varios disparos de haces

ultrasónicos desde diferentes posiciones, y hacia un área fija.

Los primeros aparatos utilizados para practicar el Ultrasonido

(scaners ultrasónicos oecógrafos) Esto llevó a clasificar el Ultrasonido

(sonograma) como una rama de la radiología, lo cual ha producido muchos

errores y deficiencias, ya que las dos especialidades son totalmente distintas.

La principal diferencia, es que en el Ultrasonido (sonograma) utiliza

ondas mecánicas y la radiología usa ondas electromagnéticas.

El uso terapéutico de los ultrasonidos sigue teniendo en la

actualidad gran importancia y sus indicaciones, en lugar de disminuir con la

incorporación de nuevos medicamentos, siguen incrementándose e incluso se

generalizan algunas específicas, como la sonoforesis.

III.3. ULTRASONIDO EN CONSERVACION DE ALIMENTOS

El ultrasonido es una tecnología emergente para la industria de

alimentos. Se utiliza para modificar un proceso o un producto, produce cambios

físicos y químicos en el medio a través de la generación y subsiguiente colapso

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CONSERVACION DE ALIMENTOS POR ULTRASONIDOS

de microburbujas en el líquido. Mejora la extracción de compuestos orgánicos

que contiene las plantas y semillas. Proporciona una mayor penetración de

disolvente en los materiales celulares y mejora la transferencia de masa. El

beneficio se deriva de la alteración biológica de las paredes celulares

facilitando la liberación de su contenido.

III.3.1. Parámetros del ultrasonidoHay tres parámetros ampliamente utilizados en experimento con

ultrasonido y que están relaciones con las propiedades físicas del alimento,

como la composición, la estructura y el estado físico, estos son:

Velocidad de onda: es la velocidad con la que viaja una

onda de ultrasonido a través del alimento.

Coeficiente de atenuación: es la medida de la disminución

en la amplitud de una onda de ultrasonido al viajar por un

medio y va a depender de la naturaleza del fluido, de la

temperatura del medio y de la frecuencia de onda.

Impedancia acústica: es la relación entre la porción de la

onda reflejada y la porción de onda transmitida cuando la

onda incide en la interfaz de dos materiales diferentes.

(CATARINA, 2004)

III.4. RANGO DE FRECUENCIA DE LOS ULTRASONIDOS

De manera general, la aplicación de la energía de ultrasonido en el

campo de los alimentos podría resumirse en dos grandes áreas:

a) análisis y control de calidad

b) procesamiento, conservación e inocuidad.

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CONSERVACION DE ALIMENTOS POR ULTRASONIDOS

Sin embargo, las aplicaciones del ultrasonido en alimentos,

dependen del rango de frecuencia del mismo, la que a su vez genera

ultrasonido de alta o baja potencia.

III.4.1. El ultrasonido de baja energía (baja potencia, baja intensidad)

Tiene frecuencias superiores a 100 KHz a intensidades por debajo

de 1 W.cm2, el cual puede utilizarse para análisis no invasivos y monitoreo de

diversos materiales alimenticios durante su procesamiento y almacenamiento,

para garantizar alta calidad e inocuidad. Por ejemplo, el ultrasonido de baja

potencia se ha usado como una herramienta no destructiva en programas de

mejoramiento genético para ganado y para la evaluación de productos cárnicos

crudos y fermentados, pescado y aves. También se ha utilizado para el control

de calidad de vegetales y frutas antes y después de la cosecha, así como

durante el procesamiento de quesos, aceites de cocina comerciales, pan y

productos de cereales, alimentos derivados de la emulsificación de grasa, geles

alimenticios, alimentos aireados y congelados. Otras de las aplicaciones del

ultrasonido de baja potencia son la detección de adulteración de miel y la

evaluación del estado de agregación, tamaño y tipo de proteína.

III.4.2. El ultrasonido de alta energía (alta potencia, alta intensidad)

Utiliza intensidades superiores a 1 W.cm2 a frecuencias entre 20 y

500 kHz, las cuales son perjudiciales e inducen efectos en las propiedades

físicas, mecánicas o químicas bioquímicas de los alimentos. Esos efectos son

promisorios en el procesamiento, conservación e inocuidad de alimentos.

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CONSERVACION DE ALIMENTOS POR ULTRASONIDOS

Esta tecnología emergente se ha utilizado como una alternativa a

las operaciones convencionales de procesamiento de alimentos para controlar

la microestructura y modificar las características texturales de productos grasos

(sonocristalización), emulsificación, eliminación de espumas, modificación de

las propiedades funcionales de las proteínas, inactivación o aceleración de

actividad enzimática para mejorar la vida de anaquel y calidad de productos

alimenticios, inactivación microbiana, congelación, descongelación, liofilización

y concentración, secado y mejoramiento de la extracción de componentes

bioactivos de los alimentos. Aun cuando esta tecnología resulta versátil y

rentable para la industria alimentaria, es necesario un mayor esfuerzo en

investigación para el desarrollo de sistemas ultrasónicos eficientes y de alta

potencia, que soporten operaciones a gran escala y que se puedan adaptar a

diversos procesos industriales.

III.5. PRINCIPIOS Y APLICACIONES DEL ULTRASONIDO DE BAJA POTENCIA

El sonido se propaga a través de los materiales alimenticios como

ondas mecánicas que causan compresiones y descompresiones alternantes.

Esas ondas ultrasónicas tienen longitudes de onda, velocidad, frecuencia,

presión y periodos característicos. La interacción de las ondas del sonido con la

materia altera la velocidad y atenuación de las ondas del sonido, vía

mecanismos de absorción o dispersión. La velocidad del sonido es el producto

de la frecuencia y longitud de onda, por lo tanto el sonido de alta frecuencia

tiene longitudes de onda corta, mientras que las ondas de baja frecuencia

tienen longitud de onda larga. La velocidad del ultrasonido (v) está determinada

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CONSERVACION DE ALIMENTOS POR ULTRASONIDOS

por la densidad (ρ) y la elasticidad (E) del medio de acuerdo a la ecuación de

Newton- Laplace:

V=√ EρEsta ecuación implica que la velocidad del ultrasonido de un

material sólido es más grande que el de su forma líquida (por ejemplo

chocolate sólido y fundido). Para el análisis de materiales alimenticios, la

velocidad del sonido es muy sensitiva a la organización molecular e

interacciones intramoleculares, lo cual hace a las mediciones de la velocidad

del ultrasonido idóneas para determinar la composición, estructura, estado

físico, así como en diversos procesos moleculares (tales como transición de

fase y cinéticas de cristalización en grasas a granel, emulsiones y

nanopartículas lipídicas sólidas) y para la detección de cuerpos extraños en

alimentos procesados y envasados.

Otros de los parámetros del ultrasonido que correlaciona con

muchas propiedades fisicoquímicas de los materiales son el coeficiente de

atenuación y la impedancia acústica.

La atenuación se provoca por la pérdida de energía en la

compresión y descompresión de las ondas del ultrasonido, debido a las

contribuciones de la absorción y dispersión. La contribución de la absorción de

la atenuación está asociada con materiales homogéneos, mientras que la

dispersión sólo se presenta en materiales heterogéneos. La atenuación se ve

afectada por la viscosidad, compresibilidad, material de la pared y los efectos

de dispersión y adsorción, lo cual proporciona información acerca de las

propiedades fisicoquímicas de los materiales alimenticios, tales como relajación

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CONSERVACION DE ALIMENTOS POR ULTRASONIDOS

molecular, microestructura, composición de la fase, viscosidad gruesa y

reología, cinéticas de reacciones químicas rápidas, así como tamaño de gotitas

y estabilidad en emulsiones. Además, el coeficiente de atenuación para un

material dado es altamente dependiente de la forma en la cual el material se

manufacturó, lo cual puede ser útil en aseguramiento del control de calidad de

algunos productos.

La impedancia acústica es el producto de la densidad y la

velocidad del sonido que pasa a través de las fronteras de los diferentes

materiales, lo cual afecta el coeficiente de reflexión. Los materiales con

diferentes densidades tendrán diferentes impedancias acústicas, lo cual

provoca reflexiones de las fronteras o límites entre dos materiales con diferente

impedancia acústica. A continuación se señala las principales aplicaciones del

ultrasonido de baja energía en distintos materiales alimenticios.

III.5.1. Carne y productos cárnicos.

En la industria de la carne, el ultrasonido de baja energía se ha

utilizado como una tecnología rápida, reproducible y confiable, particularmente

para la estimación de la acumulación de grasa, músculo y composición

corporal, porcentaje de grasa intramuscular y características de la canal. Este

tipo de ultrasonido también se ha utilizado ampliamente en tiempo real para la

estimación de la composición química corporal y del canal de corderos en

crecimiento.

III.5.2. Frutas y vegetales.

Las principales aplicaciones del ultrasonido en este tipo de

alimentos están relacionadas con el control de calidad de frutas y vegetales

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CONSERVACION DE ALIMENTOS POR ULTRASONIDOS

frescos, tanto a nivel precosecha como postcosecha, debido a que varios

cambios fisicoquímicos y fisiológicos (firmeza, harinosidad, porcentaje de peso

seco, contenido de aceite, sólidos solubles totales y acidez) que suceden

durante el crecimiento y maduración, así como en el curso del periodo de

cosecha, almacenamiento y vida de anaquel, están vinculados con mediciones

del ultrasonido, lo que permite la evaluación indirecta del tiempo de cosecha,

periodo de almacenamiento o vida de anaquel. Como la amplitud de las ondas

del sonido transmitido a través de la piel de los frutas se incrementa cuando el

color cambia de verde a amarillo, se ha encontrado una buena correlación

entre la madurez y la atenuación acústica, por lo que también el ultrasonido

puede aplicarse para valorar el estado de madurez con base en dicha

propiedad. Las mediciones de la velocidad del ultrasonido también se utilizan

para determinar el contenido de diferentes especies de azúcares en bebidas y

jugos de frutas.

III.5.3. Productos de cereales.

También se ha demostrado que el ultrasonido tiene grandes

aplicaciones en el control de calidad de los procesos de producción de

alimentos derivados de los cereales, especialmente durante la elaboración de

productos de panificación, dada su correlación (velocidad de atenuación) con

las propiedades reológicas de los productos intermedios y finales. Dentro de las

aplicaciones particulares del ultrasonido en este campo se encuentran

registradas las siguientes: evaluación de la calidad de la masa de productos de

panificación en procesos en línea, caracterización de la fase de fermentación

en productos de panificación, monitoreo en los cambio en la consistencia de la

masa de harina de trigo inducida por las proteínas y gelificación del almidón,

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CONSERVACION DE ALIMENTOS POR ULTRASONIDOS

evaluación de las propiedades texturales de los productos de panificación,

evaluación de las propiedades estructurales y mecánicas (densidad, porosidad

superficial, fuerza mecánica) de productos porosos, evaluación de propiedades

físicas (densidad, viscosidad, reología, volumen, simetría, índice de volumen,

altura) de productos como panqueques, donas, bizcochos y pasteles

III.5.4. Productos grasos y emulsiones.

El ultrasonido de baja intensidad es una técnica analítica poderosa

para la caracterización de aceites y grasas comestibles y para la evaluación de

propiedades físicas y químicas tales como las temperaturas de cristalización y

fusión, contenido de grasa sólida, dureza, contenido de aceite y composición

del aceite. Otra de las principales aplicaciones del ultrasonido de baja

intensidad es el monitoreo de la cristalización de emulsiones, lo cual es

importante para la calidad de muchos productos en forma de emulsiones

alimenticias tales como la mantequilla, margarina, crema batida y helados.

La cristalización y fusión de la fase grasa en una emulsión están

acompañadas de cambios en su estructura interna, propiedades morfológicas y

empaquetamiento molecular. Con base en la diferencia en la velocidad del

sonido a través de los sólidos y líquidos, las mediciones de velocidad de sonido

se han utilizado exitosamente para monitorear la transición de fase y

cristalización de varias formulaciones de emulsiones aceite-agua. Otra

aplicación de la medición de la velocidad del ultrasonido es para evaluación de

la estabilidad de la emulsión y para el estudio de la cinética de cristalización.

III.5.5. Proteínas alimenticias.

Al respecto el ultrasonido de baja energía tiene aplicaciones para la

estimación de la capacidad de hidratación, solubilidad, capacidad de

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CONSERVACION DE ALIMENTOS POR ULTRASONIDOS

espumando, flexibilidad, compresibilidad y volumen de proteínas. La velocidad

del ultrasonido está relacionada con la compresibilidad de una proteína, lo que

permite detectar el estado de la misma. Por otra parte, las mediciones de

atenuación del ultrasonido se usan para distinguir proteínas solubles de las

micelas de caseína en leche descremada y con ello la determinación de su

tamaño y concentración.

III.5.6. Monitoreo ultrasónico de la congelación de

alimentos.

En la congelación de alimentos, el ultrasonido de baja intensidad

se utiliza para calcular el porcentaje del alimento congelado como función del

tiempo, lo que a su vez ofrece una predicción razonable del tiempo para la

congelación total del alimento. Además, por medio de la velocidad del sonido

se puede estimar la temperatura del alimento y el contenido de hielo durante la

congelación, lo que hace al ultrasonido un método rápido y adecuado para el

monitoreo en línea de productos congelados, así como los sistemas de

congelación y descongelación, adaptándose a una gran variedad de

recipientes, características geométricas y contenidos de agua.

III.6. PRINCIPIOS Y APLICACIONES DEL ULTRASONIDO DE ALTA POTENCIA

La propagación del ultrasonido a través de materiales biológicos

induce compresiones y descompresiones (rarefacciones) de las partículas del

medio, lo cual genera una gran cantidad de energía. El ultrasonido de alta

energía tiene efectos mecánicos, químicos y/o bioquímicos, mismos que se

utilizan para modificar las propiedades fisicoquímicas y mejorar la calidad de

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CONSERVACION DE ALIMENTOS POR ULTRASONIDOS

varios sistemas alimenticios durante su procesamiento. Algunas de los efectos

mecánicos del ultrasonido de alta frecuencia son la extracción de sabores,

desgasificación, destrucción de espumas, mejoramiento de la cristalización y

modificación del polimorfismo. Por otra parte, los efectos químicos y

bioquímicos son herramientas efectivas para la esterilización de equipos,

prevención de contaminación de superficies de procesamiento de alimentos por

microorganismos patógenos o biopelículas bacterianas.

III.6.1. Sonocristalización.

La cristalización en un proceso considerablemente importante en

muchas industrias como la del chocolate, mantequilla, margarina, crema batida

y helados. Para obtener productos alimenticios con atributos sensoriales

específicos (por ejemplo textura, dureza, suavidad, sensación en la boca), se

deberá controlar la cristalización de grasa mediante temperatura, velocidad de

enfriamiento y aplicación de cortes o ultrasonido. La energía de ultrasonido en

el rango de 20 o más kHz se considera una herramienta efectiva para promover

la cristalización de líquidos y fusiones de sólidos que se utilizan para la

fraccionación de grasas para separar estearinas y oleínas de mezclas de

triglicéridos.

La sonocristalización es una tecnología importante para la

producción a gran escala con muchas aplicaciones en alimentos, siendo

también importante por su costo-beneficio, facilidad de operar, modificar o

controlar.

III.6.2. Emulsificación.

La formación de micro corrientes cercanas a la interface agua

aceite generadas por la aplicación de ultrasonido de alta intensidad facilita la

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CONSERVACION DE ALIMENTOS POR ULTRASONIDOS

emulsificación. Comparada con la agitación mecánica, el uso de ultrasonido

requiere de menos cantidades de surfactantes y produce gotitas más pequeñas

y estables.

En emulsiones aceite en agua preparadas con ultrasonido de alta

energía, se obtiene un grado bajo de floculación de las gotas, lo cual

incrementa la estabilidad de la cremosidad de la emulsión.

Mediante el uso de las proporciones correctas de los componentes

de la emulsión y la energía de ultrasonido, es posible preparar nanoemulsiones

comestibles transparentes con gotas muy pequeñas (40 nm).

Los sistemas de emulsificación ultrasónicos son de bajo costo de

operación, así como fáciles de operar e integrar a líneas industriales existentes,

para mejorar la calidad de productos emulsificado como en la homogenización

de la leche previo a la elaboración de queso con la finalidad de aumentar su

rendimiento, al igual que la termosonicación para simultáneamente pasteurizar

leche y desintegrar grandes glóbulos de grasa de la misma.

III.6.3. Eliminación de espumas.

Las espumas son sistemas coloidales termodinámicamente

inestables en los cuales un gas está estabilizado como una fase separada

dispensa en una matriz líquida. La eliminación de espumas es un proceso de

remoción de burbujas y aire de líquidos. En la industria de alimento, es

importante eliminar aire y oxígeno de leches y bebidas para prevenir el

deterioro y oxidación, lo cual mejora la frescura, calidad y extiende la vida de

anaquel de los productos.

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CONSERVACION DE ALIMENTOS POR ULTRASONIDOS

También es importante evitar la formación de espumas para

maximizar la producción y evitar problemas en el control de procesos y

operación de los equipos. El ultrasonido de alta frecuencia se ha considerado

como un procedimiento efectivo para remover espumas y oxígeno disuelto con

muy bajo costo de energía en leche.

III.6.4. Proteínas alimenticias.

La aplicación de ultrasonido de alta energía afecta las propiedades

funcionales de proteínas del suero de leche, las cuales son altamente utilizadas

como ingredientes de muchos productos alimenticios para diferentes

propiedades funcionales, incluyendo la emulsificación, gelación, espumado y

capacidad de retención de sabor y grasa.

De igual manera, el ultrasonido de alta energía tiene aplicaciones

potenciales en el tratamiento de aislados y concentrados proteicos de soya

para experimentar cambio en su conductividad, incrementar su solubilidad y

área superficial específica, lo que permite influir en la textura e incrementar los

valores de actividad emulsificante. Se estima que el tratamiento de ultrasonido

en productos de soya y cremas implica un menor gasto de energía y tiempo

más corto comparado con la tecnología actualmente utilizada para esos

mismos propósitos.

III.6.5. Inactivación microbiana.

La pasteurización y esterilización térmica son dos de las técnicas

usadas para la inactivación de productos alimenticios. Sin embargo, la

efectividad de dichos métodos requiere de largos tiempos de exposición a

tratamientos de altas temperaturas, lo cual conduce al deterioro de las

propiedades funcionales, características sensoriales y valor nutritivo de los

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Page 17: Conservacion de Alimentos Por Ultrasonidos

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR ULTRASONIDOS

alimentos. En particular, el uso del ultrasonido de alta energía ha mostrado

varias ventajas comparada con la pasteurización térmica tales como la

miniminzación de las pérdidas de sabor en jugos de frutas, así como una más

grande homogenidad y significantes ahorros de energía, sin embargo, para

mejorar la inactiviación microbiana en alimentos líquidos (FIG.1), el ultrasonido

debe combinarse con otros tratamiento como presión, calor, presión, o el uso

de antimicrobianos.

FIG.1. Mecanismo de daño celular inducido por ultrasonido.

III.6.6. Congelación de alimentos.

La congelación es una técnica importante de conservación que se

usa en la industria de alimentos para maximizar la vida de anaquel y conservar

la calidad de los productos alimenticios. Después de la congelación, el agua se

transforma en cristales de hielo, los cuales conservan la estructura del

alimento.

La cristalización del hielo implica dos etapas: la nucelación seguida

por el crecimiento de los núcleos en los cristales cuyo tamaño y número

depende de la velocidad de congelación. Mientras más rápida sea la

congelación se generan cristales de hielo pequeños, pero la congelación lenta

induce la formación de cristales de hielo grandes, los cuales dañan la

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CONSERVACION DE ALIMENTOS POR ULTRASONIDOS

estructura química (por ejemplo, la textura) y deterioran la calidad de los

alimentos. Por lo tanto, resultan importantes los métodos apropiados para

controlar el tamaño de los cristales de hielo en los alimentos congelados, como

por ejemplo en los helados, cuya textura se ve influenciada de manera

importante por el tamaño de los cristales de hielo. En ese sentido el ultrasonido

de alta frecuencia resulta de interés en el procesamiento y conservación de

alimentos debido a su capacidad de controlar/modificar la nucleación y el

crecimiento de cristales

Además, el ultrasonido de alta energía es químicamente no

invasivo y no presenta problemas legislativos para su uso. El efecto más

importante del ultrasonido de alta energía en la congelación de alimentos es

debido a la cavitación acústica, la cual no solamente promueve la nucleación

del hielo por micro burbujas, sino también mejora la transferencia de masa

debido a la agitación violenta creada por los micros corrientes acústicos.

III.6.7. Deshidratación de alimentos.

El secado o deshidratación, el método más antiguo de

conservación de alimentos, se basa en el uso de la energía térmica como la

solar, o aire caliente entre otros. Sin embargo, el calor puede deteriorar la

calidad de los productos finales causando sabores y colores indeseables en los

limentos, degradación de vitaminas y pérdida de aminoácidos esenciales. En

ese sentido, la deshidratación asistida por ultrasonido resulta una técnica muy

promisoria ya que ésta puede ser utilizada a bajas temperaturas, lo cual

previene la degradación de los alimentos a altas temperaturas. El ultrasonido

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Page 19: Conservacion de Alimentos Por Ultrasonidos

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR ULTRASONIDOS

de alta energía, también mejora los fenómenos de transferencia de masa y

calor en el proceso de secado.

La deshidratación acústica se basa en la cavitación acústica y

también en los efectos de compresiones y expansiones inducidas por las ondas

del sonido que pasan a través del medio alimenticio, lo cual genera altas

fuerzas y mantiene la humedad dentro de los capilares del material, con lo que

la humedad resulta más fácil de eliminar. Las aplicaciones del ultrasonido en la

deshidratación se han realizado principalmente en vegetales, así como pre

tratamiento previo al secado con aire en frutas como el plátano, piña, papaya,

melón y zapote. En general, la aplicación del ultrasonido incrementa la

difusividad efectiva del agua en la fruta, con lo cual se reduce el tiempo de

secado, lo cual también aplica a la deshidratación osmótica por la formación de

microcanales en la fruta lo que contribuye a la reducción del tiempo de secado.

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CONSERVACION DE ALIMENTOS POR ULTRASONIDOS

IV. CONCLUSION

El ultrasonido es una tecnología emergente en el campo de la

ciencia y tecnología de alimentos. La capacidad de variar la frecuencia hace del

ultrasonido una tecnología versátil en sus aplicaciones en el análisis de

alimentos, procesamiento y control de calidad. La aplicación del ultrasonido de

baja energía (alta frecuencia) es una técnica no invasiva, barata y simple que

puede utilizarse para estimar la composición de alimentos (carne, pescados,

productos lácteos, monitorear las propiedades estructurales y fisicoquímicas

(emulsiones, productos lácteos, jugos) y detectar contaminación por metales y

otros materiales extraños (en productos enlatados, productos lácteos, cereales,

etc.).

Por otra parte, el ultrasonido de alta energía (baja frecuencia),

modifica las propiedades de los alimentos, por la inducción de cambios

mecánicos, físicos y químicos bioquímicos a través de la cavitación, lo cual

reduce el tiempo de reacción e incrementa el rendimiento bajo condiciones

moderadas en comparación con los procedimientos tradicionales. Por

maximizar la producción con ahorro de energía, el ultrasonido es considerado

una tecnología verde con muchas aplicaciones prometedoras en el

procesamiento de alimentos, conservación e inocuidad.

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CONSERVACION DE ALIMENTOS POR ULTRASONIDOS

V. BIBLIOGRAFIA

1. FOOD-INFO, 2011. El mundo de los microorganismos. (Medio

web)

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del curso de microbiología de alimentos 2- Análisis

Microbiológico de los alimentos.

4. EROSKI, 2010. Perspectivas futuras del uso de ultrasonido en

la conservación de alimentos. (Medio web)

5. EROSKI, 2010. Cocona. (Medio web)

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