8Nuevas Tecnologías para la Conservación de AlimentosUltrasonido
Subtítulos
5. Ventajas y desventajas
Ventajas
1. Efectiva contra células vegetativas, esporas y enzimas.
2. Reducción de los tiempos y temperaturas de proceso.
3. Pocos requerimientos de adaptación en plantas ya establecidas.
4. Incrementos de los fenómenos de transferencia de calor.
5. Puede emplearse en procesos continuos o intermitentes.
6. Efecto sobre la actividad enzimática.
7. Óptima para mejorar cualidades como emulsificación, viscosidad, desaireado en líquidos.
Desventajas
1. El efecto del ultrasonido en grandes cantidades de producción no es totalmente eficiente y es necesario la combinación con tratamientos de calor, presión o el uso de los dos.
2. No se ha profundizado en factores clave de diseño y su posterior escalado.
3. Su efecto en esporas es muy efectivo, pero se requiere de mucho de tiempo.
4. Otras aplicaciones del ultrasonido
Ultrasonido en carnes y derivados cárnicos
| PRODUCTO | OPERACIÓN / PROCESO | EFECTO DEL ULTRASONIDO |
|---|---|---|
Productos emulsificados (salchichas) | Emulsificación. | Mejora la emulsificación entre proteina y grasa. |
Carnes en canal de bovino y búfalo | Maduración Emulsificación. | Dispersa las emulsiones. |
Corte | Mejora la calidad del corte. |
Ultrasonido en cereales, aceites y derivados
| PRODUCTO | OPERACIÓN / PROCESO | EFECTO DEL ULTRASONIDO |
|---|---|---|
Maíz, trigo. | Extracción. | Rompimiento del almidón, mejora el rendimiento de un 85%. |
Aceites. | Reacciones quimicas: Hidrogenación | Mejoramiento de las reacciones para la producción de biodiésel. Aumenta la emulsificación. |
Panes. | Fermentación. | Desgasificación aumentando el volumen del pan. |
3. Aplicaciones
Las principales aplicaciones del ultrasonido en la industria de alimentos son: inactivación enzimática, filtración, emulsificación, desgasificación de líquidos y homogenización.
Ultrasonido en los procesos de leches y derivados
| PRODUCTO | OPERACIÓN / PROCESO | EFECTO DEL ULTRASONIDO |
|---|---|---|
Leche. | Pasteurización y homogenización. | Inactivación de enzimas como la coagulasa positiva. Rompimiento de los glóbulos grasos aumentando la homogenización. Aumenta la digestibilidad de la grasa láctea. |
Quesos. | Salado. Emulsificación. | A frecuencias de 20kHz aumenta la penetración de la salmuera. En procesos de atrapamiento de la grasa por el caseinato se obtiene mejora en la emulsificación. |
Sorbetes. | Homogenización. | Intensidades entre 15kHz mejoran las características de viscosidad. |
Productos evaporados. | Antiespumante. | El rendimiento de leches evaporadas y condensadas dulces. |
Yogur y kumis. | Pasteurización. | Mejora las características de viscosidad. |
Ultrasonido en frutas, verduras y tubérculos
| PRODUCTO | OPERACIÓN / PROCESO | EFECTO DEL ULTRASONIDO |
|---|---|---|
Papa. | Poscosecha. Extracción. | Inactiva las enzimas polifenoloxidasa evitando el pardeamiento enzimático. Aumenta la extracción de almidón de papa en un 30%. |
Mora, fresa, tomate. | Inactivación enzimática. | Inactivación en un 90% de las enzimas. |
2. Características
Tiempo de acción e intensidades utilizadas en la aplicación de ultrasonido en alimentos.
"Para aplicar el ultrasonido y todos sus beneficios, es de gran importancia saber las intensidades, el tiempo y el equipo que se debe utilizar para cada tipo de alimento".
Condiciones y equipos utilizados para la aplicación de ultrasonido
| PRODUCTO | INTENSIDAD / TIEMPO | EQUIPO |
|---|---|---|
Leche | Frecuencia: 24KHz. Amplitudes: 0,40, 72 y 120µm. Temperatura: 20 - 57°C, Tiempo: 30 minutos. | Sonda ultrasónica. |
Frutas. | Frecuencia: 20KHz. Amplitud: 24.4 y 61.0µm. Tiempo: 2 a 10 minutos. | Túnel de ultrasonido. |
Zumos y leche. | Frecuencia: 20KHz. Potencia: 100W. Temperatura: 20°C a 57°C. | Sonda Ultrasónica. |
Aceites / Inactivación de microorganismos. | Frecuencia: 20KHz. Amplitudes: 59.5. Tiempo: 2, 4, 6, 8, y 10 minutos. | Túnel de ultrasonido. |
Carnes procesadas y de pieza entera. | Frecuencias: 20 a 35KHz. | Sonda ultrasónica. |
Secado. | Frecuencia: 20KHz. Tiempo: 60min. | Secador con bandeja. |
1. Generalidades
La aplicación del ultrasonido en la industria de los alimentos es una tecnología reciente. Estudios como los de Delgado, J. (2012), indican que se obtuvieron buenos resultados para la inactivación de microorganismos, inhibición de la actividad enzimática, mejoramiento de los procesos térmicos y conservación de las características nutricionales sin alterar las propiedades físicas, químicas y nutricionales de los alimentos.
Tipos de ultrasonido
Dependiendo de los rangos de frecuencias utilizados, el ultrasonido se puede dividir en dos tipos: ultrasonido de baja intensidad y ultrasonido de alta intensidad.
Procesamiento o estabilización de alimentos. | Rompimiento celular. Permeabilización de la membrana celular. Cambios estructurales y fisicoquímicos. Homogenización de emulsiones. | |
Diagnóstico, control de calidad, fenomenos de relajación. | Ecografías Aplicaciones terapéuticas |
Autores como Delgado, J. (2012), indican que, en la aplicación de frecuencias para aspectos como la inactivación celular, se tienen rangos efectivos entre 18 y 100kHz; siendo el óptimo 24Hz. También que no es recomendable para la inactivación de microorganismos utilizar frecuencias mayores a 100kHz de intensidad acústica producida por el ultrasonido.
5. Ventajas y desventajas
Ventajas
Desventajas
4. Otras aplicaciones del ultrasonido
Ultrasonido en carnes y derivados cárnicos
| PRODUCTO | OPERACIÓN / PROCESO | EFECTO DEL ULTRASONIDO |
|---|---|---|
Productos emulsificados (salchichas) | Emulsificación. | Mejora la emulsificación entre proteina y grasa. |
Carnes en canal de bovino y búfalo | Maduración Emulsificación. | Dispersa las emulsiones. |
Corte | Mejora la calidad del corte. |
Ultrasonido en cereales, aceites y derivados
| PRODUCTO | OPERACIÓN / PROCESO | EFECTO DEL ULTRASONIDO |
|---|---|---|
Maíz, trigo. | Extracción. | Rompimiento del almidón, mejora el rendimiento de un 85%. |
Aceites. | Reacciones quimicas: Hidrogenación | Mejoramiento de las reacciones para la producción de biodiésel. Aumenta la emulsificación. |
Panes. | Fermentación. | Desgasificación aumentando el volumen del pan. |
3. Aplicaciones
Las principales aplicaciones del ultrasonido en la industria de alimentos son: inactivación enzimática, filtración, emulsificación, desgasificación de líquidos y homogenización.
Ultrasonido en los procesos de leches y derivados
| PRODUCTO | OPERACIÓN / PROCESO | EFECTO DEL ULTRASONIDO |
|---|---|---|
Leche. | Pasteurización y homogenización. | Inactivación de enzimas como la coagulasa positiva. Rompimiento de los glóbulos grasos aumentando la homogenización. Aumenta la digestibilidad de la grasa láctea. |
Quesos. | Salado. Emulsificación. | A frecuencias de 20kHz aumenta la penetración de la salmuera. En procesos de atrapamiento de la grasa por el caseinato se obtiene mejora en la emulsificación. |
Sorbetes. | Homogenización. | Intensidades entre 15kHz mejoran las características de viscosidad. |
Productos evaporados. | Antiespumante. | El rendimiento de leches evaporadas y condensadas dulces. |
Yogur y kumis. | Pasteurización. | Mejora las características de viscosidad. |
Ultrasonido en frutas, verduras y tubérculos
| PRODUCTO | OPERACIÓN / PROCESO | EFECTO DEL ULTRASONIDO |
|---|---|---|
Papa. | Poscosecha. Extracción. | Inactiva las enzimas polifenoloxidasa evitando el pardeamiento enzimático. Aumenta la extracción de almidón de papa en un 30%. |
Mora, fresa, tomate. | Inactivación enzimática. | Inactivación en un 90% de las enzimas. |
2. Características
Tiempo de acción e intensidades utilizadas en la aplicación de ultrasonido en alimentos.
Para aplicar el ultrasonido y todos sus beneficios, es de gran importancia saber las intensidades, el tiempo y el equipo que se debe utilizar para cada tipo de alimento.
Condiciones y equipos utilizados para la aplicación de ultrasonido
| PRODUCTO | INTENSIDAD / TIEMPO | EQUIPO |
|---|---|---|
Leche | Frecuencia: 24KHz. - Amplitudes: 0,40, 72 y 120µm. - Temperatura: 20 - 57°C, - Tiempo: 30 minutos. | Sonda ultrasónica. |
Frutas. | Frecuencia: 20KHz. - Amplitud: 24.4 y 61.0µm. - Tiempo: 2 a 10 minutos. | Túnel de ultrasonido. |
Zumos y leche. | Frecuencia: 20KHz. - Potencia: 100W. - Temperatura: 20°C a 57°C. | Sonda Ultrasónica. |
Aceites / Inactivación de microorganismos. | Frecuencia: 20KHz. - Amplitudes: 59.5. - Tiempo: 2, 4, 6, 8, y 10 minutos. | Túnel de ultrasonido. |
Carnes procesadas y de pieza entera. | Frecuencias: 20 a 35KHz. | Sonda ultrasónica. |
Secado. | Frecuencia: 20KHz. Tiempo: 60min. | Secador con bandeja. |
1. Generalidades
La aplicación del ultrasonido en la industria de los alimentos es una tecnología reciente. Estudios como los de Delgado, J. (2012), indican que se obtuvieron buenos resultados para la inactivación de microorganismos, inhibición de la actividad enzimática, mejoramiento de los procesos térmicos y conservación de las características nutricionales sin alterar las propiedades físicas, químicas y nutricionales de los alimentos.
Tipos de ultrasonido
Dependiendo de los rangos de frecuencias utilizados, el ultrasonido se puede dividir en dos tipos: ultrasonido de baja intensidad y ultrasonido de alta intensidad.
Procesamiento o estabilización de alimentos. | Rompimiento celular. Permeabilización de la membrana celular. Cambios estructurales y fisicoquímicos. Homogenización de emulsiones. | |
Diagnóstico, control de calidad, fenomenos de relajación. | Ecografías Aplicaciones terapéuticas |
Autores como Delgado, J. (2012), indican que, en la aplicación de frecuencias para aspectos como la inactivación celular, se tienen rangos efectivos entre 18 y 100kHz; siendo el óptimo 24Hz. También que no es recomendable para la inactivación de microorganismos utilizar frecuencias mayores a 100kHz de intensidad acústica producida por el ultrasonido.