Nuevas tecnologías alimentarias: el procesamiento de alimentos por razones de seguridad, conveniencia y sabor
Food TodayLa salazón y el secado son dos de los primeros métodos utilizados para transformar alimentos con el fin de preservar su frescura y mejorar su sabor. Con el paso de los años, las técnicas de procesamiento de alimentos han mejorado sustancialmente, lo que ha permitido perfeccionar el abastecimiento alimentario al prolongar la duración de los artículos, evitar que éstos se echen a perder y aumentar la variedad de los productos disponibles. Éste es el primero de una serie de artículos que Food Today va a dedicar a las nuevas tecnologías y su contribución a una provisión de alimentos más eficaz.
Extrusión: nuevas formas y texturas
Determinados alimentos como algunos productos de aperitivo, cereales, golosinas e incluso algunas comidas para animales se producen gracias a un método de procesamiento conocido como extrusión. Ésta consiste básicamente en comprimir los alimentos hasta conseguir una masa semisólida, que después se pasa por una pequeña abertura, que permite obtener una gran variedad de texturas, formas y colores a partir de un ingrediente inicial. Este procedimiento ha dado lugar a productos con formas y texturas desconocidas hasta ahora. La extrusión puede servir para dar forma y, en ocasiones, cocinar ingredientes crudos y convertirlos en productos acabados.
La máquina extrusora consiste en una fuente de energía, que acciona el tornillo principal, un alimentador para dosificar los ingredientes crudos y una espiga que rodea al tornillo. Este último empuja los ingredientes hacia una abertura con una forma determinada, la boquilla, que determinará la forma del producto. La extrusión puede realizarse a elevadas temperaturas y presiones, o simplemente aplicarse para dar forma a los alimentos, sin cocinarlos.
Uno de los beneficios derivados del uso de este procedimiento en la producción de alimentos está relacionado con la conservación de los mismos. La extrusión permite controlar la cantidad de agua contenida en los ingredientes, de la que dependen la aparición de microbios y la consiguiente putrefacción de los alimentos. Por lo tanto, es una técnica muy útil para producir productos alimentarios con una humedad óptima y duraderos, que cada vez se emplea más para obtener toda una serie de productos como aperitivos, algunos cereales de desayuno, golosinas y comida para animales.
Productos nuevos y originales
Los productos de aperitivo son uno de los sectores de la industria alimentaria que más ha crecido recientemente; en este campo, la extrusión ya se ha establecido como método para obtener productos nuevos y originales. La mayoría de los cereales pueden someterse a este proceso, así como los productos a base de cereales como el pan, los cereales de desayuno, y los pasteles. La extrusión también puede emplearse para producir alimentos para animales.
Una aplicación de la extrusión que resulta especialmente prometedora es el procesamiento de carne artificial. Éste consiste en procesar y secar harina de soja hasta obtener una sustancia con una textura esponjosa que se sazona de forma que su sabor sea parecido al de la carne. A las semillas de soja se les quita la cáscara y se extrae su aceite antes de molerlas para obtener harina. Después, la harina se mezcla con agua para eliminar los hidratos de carbono solubles, y se extrusiona la masa resultante. Durante el proceso, la soja calentada pasa de una zona de alta presión a otra de presión reducida a través de la boquilla, lo que produce la expansión de la proteína de la soja. A continuación, se somete a deshidratación y puede cortarse en trozos o molerse para producir grageas. Con las técnicas de extrusión es posible producir sustitutos de la carne de buena calidad a partir de soja o de la micoproteínas (proteínas obtenidas a partir de hongos). La proteína de soja también se emplea para elaborar alimentos funcionales con el objetivo de aprovechar sus propiedades beneficiosas.
Este procedimiento se ha usado en la preparación de raciones alimentarias para el ejército y para rutas, en la de alimentos destinados a satisfacer necesidades dietéticas especiales, y en la de la comida que se distribuye durante situaciones de desastre o hambrunas. Incluso se ha propuesto como candidato para la instalación de un sistema de procesamiento de alimentos en Marte. La aplicación de la extrusión para elaborar alimentos innovadores garantiza un futuro muy prometedor a la producción alimentaria.
http://www.eufic.org/article/es/artid/nuevas-tecnologias-alimentarias-procesamiento/
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Nuevas tecnologías en la conservación de alimentos En los próximos años es muy probable que se consigan nuevos alimentos que procedan de tratamientos innovadores
Las nuevas tecnologías permiten obtener alimentos frescos y naturales durante más tiempo
La conservación de los alimentos es una batalla constante contra los microorganismos que alteran los alimentos o que los hacen inseguros. A pesar de las tecnologías disponibles, la industria alimentaria investiga cada vez más con la finalidad de modificar, o incluso sustituir, las técnicas de conservación tradicionales (tratamientos térmicos intensos, salado, acidificación, deshidratación y conservación química) por nuevas tecnologías.
La aplicación de nuevas tecnologías en el ámbito de la conservación de alimentos pretende dar respuesta al incremento de la demanda, por parte de los consumidores, de alimentos con aromas más parecidos a los frescos o naturales, más nutritivos y fáciles de manipular.
Las tecnologías más estudiadas en la actualidad se basan en el empleo de sistemas de destrucción o inactivación bacteriana sin necesidad de emplear un tratamiento térmico intenso, como la Alta Presión Hidrostática (HHP, son sus siglas inglesas) y el Campo Eléctrico Pulsado (PEF), así como todos aquellos sistemas de envasado y modificación de la atmósfera gaseosa y otras varias.
No obstante, y a pesar de todos los esfuerzos en términos de investigación y de inversiones, se está implementando, de forma generalizada en la obtención de nuevos productos, un número reducido de estas tecnologías.
Tecnologías de inactivación
Las técnicas de inactivación microbiana han sido las más estudiadas, especialmente en la última década. Algunas de las más destacadas son la radiación ionizante, HHP, PEF, homogeneización por alta presión, descontaminación por radiación ultravioleta, láser de alta intensidad, ultrasonidos o los campos magnéticos. De entre ellos, han tenido especial fortuna la alta presión y el campo eléctrico pulsado, ya que no requieren la aplicación de calor, son tratamientos relativamente económicos, especialmente cuando se puede trabajar en continuo y con volúmenes adecuados de producto, y no producen problemas de residuos peligrosos.
Alta presión hidrostática
Algunas técnicas permiten incrementar la vida comercial de productos frescos después de su elaboración La técnica de alta presión hidrostática (HHP) se basa en el tratamiento de un producto por encima de 100 MPa, una elevada presión, que consigue afectar, especialmente, a las membranas celulares y a la estructura de algunas proteínas sensibles. La consecuencia es que se puede limitar el desarrollo microbiano y eliminar una parte significativa de las bacterias presentes en el producto.
Actualmente, los equipos que mayoritariamente se encuentran en el mercado son discontinuos, aunque es posible conseguir, a un precio elevado, algunos sistemas que empiezan a ofrecer la posibilidad de trabajar en continuo. Las capacidades de tratamiento suelen ir de 1 a 4 toneladas por hora con sistemas de elevada, con un coste estimado de entre 10 y 15 céntimos de euro por kilogramo de producto.
Se ha realizado una producción comercial de algunos alimentos como mermeladas de frutas, gelatinas, salsas, zumos, guacamole y jamón cocido, entre otros productos. Sin embargo, desde casi el principio se había considerado su aplicación para el tratamiento de leche y derivados. No obstante, más que en aplicaciones comerciales, se ha trabajado en el estudio científico de los tratamientos por alta presión para incrementar la vida comercial de algunos productos, después de su elaboración, como el queso de cabra, para reducir el tiempo de maduración de algunos quesos y para limitar la sobre-acidificación del yogur.
A pesar de todo, un punto que no ha sido estudiado con suficiente profundidad todavía es la aplicabilidad de este sistema a la leche para conseguir una reducción de su alergenicidad. Desde hace tiempo se está poniendo de manifiesto que la leche es uno de los alimentos que más fácilmente inducen a alergias en niños si se introduce pronto en la alimentación infantil. En este sentido, parece que la alta presión hidrostática puede afectar la estructura de la beta lactoglobulina, una de las proteínas más implicadas en el mecanismo de desarrollo de la alergia a la leche. Por tanto, un tratamiento complementario podría conseguir un producto significativamente más seguro.
Con este tratamiento se ha puesto demostrado que se consigue una reducción importante del recuento microbiano, aunque no está aún resuelto qué pasa con un grupo de bacterias, las denominadas viables no cultivables. Es decir, microorganismos que se ven dañados, que no pueden crecer pero que no han muerto. Éstos pueden activarse de nuevo, lo que supondría un peligro potencial, especialmente si el alimento no se mantiene en refrigeración.
Campo eléctrico pulsado
La tecnología basada en el campo eléctrico pulsado (PEF, en sus siglas inglesas) es también un tratamiento en el que no se produce un calentamiento de los alimentos y busca inactivar grandes cantidades de microorganismos. Esto implica una reducción de la actividad biológica en el producto con el consiguiente incremento en la vida comercial del producto.
El PEF se basa en colocar el producto entre un set de electrodos que envuelven una cámara de tratamiento. Cuando se introduce el alimento en esa cámara, se le suministran pulsos eléctricos de elevado voltaje, lo que produce una rotura en la pared y la membrana de las células microbianas. No obstante, sólo se pueden tratar en la actualidad alimentos líquidos. Este sistema no se encuentra con facilidad en la industria, debido quizás a lo relativamente reciente de su aplicabilidad. Por el momento aún está en fase experimental.
Generalmente, las bacterias Gram positivas son más resistentes, lo que inicialmente siempre se ha considerado como algo negativo, y especialmente las esporas de bacterias, que se muestran habitualmente como altamente resistentes. Estos datos no son especialmente buenos, sobre todo si tenemos en cuenta que son tratamientos que han salido al mercado con el interés de sustituir el calor, sin provocar modificaciones en los alimentos.
No obstante, es posible aplicarlo a alimentos que no requieran tratamientos especialmente intensos y en los que la microbiota Gram positiva sea la dominante, como por ejemplo la mayoría de los alimentos fermentados, como quesos, yogures, embutidos y productos cárnicos.
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Las nuevas tecnologías en la conservación de alimentos
Los avances científicos están permitiendo encontrar diferentes procesos no térmicos que consiguen, sin elevación de las temperaturas de los alimentos, la eliminación de gérmenes patógenos para mejorar la conservación. Las nuevas tecnologías en la conservación de alimentos van desde la aplicación de altas presiones, irradiación, ultrasonidos o la aplicación de campos electromagnéticos, entre otros.
Así, la mayor demanda de alimentos crudos o poco procesados, ha impulsado el uso de estos métodos, que además no alteran el color, sabor y textura. Pero otra ventaja añadida es que, al no someter los alimentos a bruscos cambios de temperatura, se consiguen mantener sus nutrientes al máximo, alargando la vida útil.
Entre estas nuevas técnicas, podemos citar la aplicación de campos eléctricos de alta intensidad, que generan cambios en las membranas celulares de los microorganismos patógenos, destruyéndolos. Esta sofisticada técnica es ideal, como alternativa a la pasteurización, en líquidos como la leche, huevo líquido, zumos de frutas, sopas y cremas y extractos de carne.
Los ultrasonidos son otra alternativa que genera microburbujas dentro del medio al que se aplica, que al destruirse generan gran cantidad de energía que destruye los agentes patógenos. Se utiliza sobre todo en la descontaminación de vegetales crudos, limpieza de equipos para el procesado de alimentos y, combinado con sistemas de presión, en la esterilización de mermeladas, huevo líquido y para prolongar la vida útil de cualquier líquido.
Otra novedosa técnica es la aplicación de pulsos de luz blanca de alta intensidad, que generan cambios en el ADN celular, destruyendo así los gérmenes patógenos en la superficie de alimentos. Genera algo de calor en la superficie, pero no lo suficiente para penetrar dentro del alimento, que se conserva intacto. Muy útil para carnes y pescado envasado, gambas, pollo y salchichas, por ejemplo.
Estas nuevas tecnologías en la conservación de alimentos nos permiten adquirir materias primas de gran calidad, sin alteraciones en sus cualidades organolépticas, con gran respeto del producto. Y desde el punto de vista del distribuidor y fabricante, permiten ofrecer productos frescos de calidad, alargando mucho la vida útil de dicho producto, y mejorando por tanto la rentabilidad.
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Nuevas tecnologías para alimentos procesados
El crecimiento en la demanda de alimentos mínimamente procesados por parte del consumidor, ha impulsado el desarrollo de nuevos métodos de conservación. Conozca en este artículo algunos de los procesos no térmicos más novedosos.
Distintos procesos que no elevan la temperatura consiguen eliminar los patógenos de los productos sin que se vean alteradas sus cualidades organolépticas.
El crecimiento en la demanda de alimentos mínimamente procesados por parte del consumidor, ha impulsado entre muchas otras cosas, el desarrollo de nuevos métodos de conservación. Los procesos no térmicos, como la alta presión hidrostática, los ultrasonidos, campos magnéticos, campos oscilantes o destellos de luz blanca son algunos ejemplos de ello. Estos mecanismos pueden utilizarse para procesar el alimento sin que se vea afectada su calidad y, por tanto, manteniendo sus características organolépticas intactas. Aunque la eficacia de estos métodos se conoce desde hace tiempo, no ha sido hasta ahora cuando se han producido los mayores avances tecnológicos que han hecho posible su comercialización.
La aparición de productos mínimamente procesados está asociada a cambios en los hábitos de consumo: el cliente demanda comida de fácil preparación, mínimo tiempo de elaboración y máxima seguridad. Bajo estas premisas, la industria alimentaria ha desarrollado nuevas tecnologías que permiten el desarrollo de alimentos que, además de ser seguros, conservan sus cualidades nutricionales y organolépticas. Mediante estos mecanismos de conservación y transformación se obtiene un alimento que, generalmente, puede consumirse crudo o después de haber sido sometido a un tratamiento térmico suave. Se trata de alimentos con una elevada calidad, tanto nutritiva como sensorial, y a la vez con un mínimo procesado que garantiza unas propiedades organolépticas excelentes. Además, permite alargar su vida útil y satisfacer los gustos del consumidor.
Avances tecnológicos
Los mayores avances de estas nuevas tecnologías se han conseguido con el desarrollo de sistemas físicos que comprometen la viabilidad de los microorganismos, es decir, los elimina sin necesidad de que se produzca un aumento de la temperatura del alimento, y es que el hecho de someter los alimentos a altas temperaturas favorece la pérdida de valor nutricional y organoléptico. Estos métodos, llamados no térmicos, no afectan o lo hacen de forma muy leve, a las características nutritivas y sensoriales de los alimentos.
Los más destacados son los que utilizan las altas presiones, los ultrasonidos, la irradiación, los pulsos de campos eléctricos de alta intensidad, los campos magnéticos oscilantes y la luz blanca de alta intensidad. Para una mayor eficacia se utilizan procesos combinados en los que se aplican simultáneamente varios procedimientos. Esta simbiosis permite potenciar el efecto de cada uno de ellos y reducir el impacto adverso que puede ocasionar en los alimentos tratados.
Campos eléctricos de alta intensidad
Los campos eléctricos de alta intensidad que se utilizan se sitúan entre 20 y 60 kV/cm, y se aplica al alimento en forma de pulsos cortos que se ajustan teniendo en cuenta los distintos factores del alimento y de la microbiota contaminante. El efecto sobre los microorganismos se basa en la alteración o destrucción de su membrana celular dejándolos inactivos. Cuando se aplica una intensidad de campo eléctrico, se origina una diferencia de potencial entre ambos lados de la membrana del microorganismo y, cuando esta diferencia de potencial alcanza un valor crítico determinado, que varía en función del tipo de microorganismo, se origina la pérdida de su integridad, el incremento de la permeabilidad y finalmente la destrucción de la membrana del patógeno.
Esta técnica constituye una de las mejores alternativas a los métodos convencionales de pasteurización, su uso está limitado a productos capaces de conducir la electricidad y exentos de microorganismos esporulados, es decir, que produzcan esporas, como el Clostridium y el Bacillus. Los alimentos más idóneos para este tratamiento son la leche, los zumos de frutas, las sopas, los extractos de carne o el huevo líquido.
Ultrasonidos
Los ultrasonidos pueden definirse como ondas acústicas inaudibles de una frecuencia superior a 20 kHz. Pueden usarse para la conservación de los alimentos, acción para la que son más eficaces las ondas ultrasónicas de baja frecuencia (18-100 kHz) y alta intensidad (10-1000 W/cm2). El efecto conservador de los ultrasonidos está asociado a los fenómenos de cavitación gaseosa, que explica la formación de microburbujas en un medio líquido. La cavitación se produce en las regiones de un líquido en el que se producen ciclos de expansión y compresión de forma alterna.
Durante los ciclos de expansión los ultrasonidos provocan el crecimiento de las burbujas existentes en el medio o la formación de otras nuevas y, cuando éstas alcanzan un volumen al que no pueden absorber más energía, implosionan violentamente para volver al tamaño original. Esta acción supone la liberación de toda la energía acumulada, ocasionando incrementos de temperatura instantáneos que no suponen una elevación sustancial de la temperatura del líquido tratado. Sin embargo, la energía liberada sí afecta la estructura de las células situadas en el entorno.
Se ha demostrado que las formas esporuladas son tremendamente resistentes a la acción de los ultrasonidos (se requieren horas para su inactivación), mucho más que las formas vegetativas. Así, el efecto de los ultrasonidos sobre los patógenos en los alimentos es limitado y depende de múltiples factores. Por ello, la inactivación microbiana se produce como consecuencia de una mezcla, simultánea o alterna, con otras técnicas de conservación. Por ejemplo, la aplicación de ultrasonidos y tratamientos térmicos suaves (temperaturas inferiores a 100º C) conocida como termoultrasonicación o la combinación con incrementos de presión (inferior a 600 MPa) que se denomina manosonicación. O el uso de ambas a la vez, la manotermosonicación.
Sus usos en la industria alimentaria, particularmente la manosonicación y la manotermosonicación se encuentran en la esterilización de mermeladas, huevo líquido y, en general, para prolongar la vida útil de alimentos líquidos. Los ultrasonidos de forma aislada son eficaces en la descontaminación de vegetales crudos y de huevos enteros sumergidos en medios líquidos. A parte de la conservación, los ultrasonidos se han utilizado para el ablandamiento de carnes, en sistemas de emulsificación y homogenización así como en la limpieza de distintos equipos para el procesado de alimentos.
Pulsos de luz blanca
La aplicación de pulsos de luz blanca de alta intensidad es un tratamiento limitado a la superficie de los productos, es decir, puede utilizarse para la eliminación de microorganismos alterantes presentes en líquidos transparentes y alimentos envasados en materiales transparentes. El espectro de luz que se utiliza incluye longitudes de onda desde el ultravioleta hasta el infrarrojo. La intensidad de los pulsos varía entre 0,01 y 50 J/cm2 (aproximadamente unas 20.000 veces superior a la radiación solar sobre la tierra).
Este tratamiento provoca cambios fotoquímicos, es decir, modifica el ADN en las membranas celulares de los patógenos y fototérmicos, que producen un incremento de la temperatura momentáneo en la superficie tratada pero que, por la corta duración del pulso, no afecta a la temperatura global del producto. Los alimentos tratados mediante esta técnica pueden ser los filetes y porciones de carne, pescado, gambas, pollo o salchichas.
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Conclusión
La tecnología de los alimentos es la ciencia que se encarga de estudiar y garantizar la calidad microbiológica, física y química de los productos alimenticios en todas las partes del proceso de elaboración así como durante la fase de cocción. Se encarga del desarrollo de nuevos productos a ravés de la aplicación de novedosas tecnologías y la utilización de materias primas tradicionales y no tradicionales, dependiendo de las características del país y su población. Se trata de una ciencia diferente de la Nutriología. Hoy en día es un área de investigación en nutrición espacial.
