Mejora de la gelificación de frutas y verduras mediante ultrasonidos
El espesamiento de salsas, zumos, mermeladas y otros alimentos mediante gelificación es un proceso habitual en la producción de alimentos líquidos. La extracción ultrasónica de pectinas y azúcares naturales intracelulares de frutas y verduras es un método muy eficiente para favorecer la gelificación de productos alimentarios sin añadir azúcares refinados. De este modo, la ultrasonicación no solo aumenta la eficiencia económica al reducir los costes de producción (ya que no se necesitan azúcar ni aditivos espesantes), sino que también ayuda a producir alimentos más saludables y con menos calorías.
Gelificación y espesamiento de productos alimentarios
La preparación de geles a partir de frutas ricas en pectinas es un proceso ampliamente establecido para producir diversos productos alimentarios, como salsas, purés, kétchup, zumos, batidos, confituras y mermeladas. El espesamiento y la gelificación de estos alimentos suelen requerir la adición de grandes cantidades de azúcar para alcanzar el grado de gelificación deseado. La necesidad de añadir azúcares refinados se debe principalmente a que las pectinas y el azúcar natural de frutas y verduras quedan atrapados en la matriz celular de las células vegetales, donde permanecen en gran medida sin aprovechar.
El ultrasonicador UIP4000hdT es un potente procesador de alimentos de 4 kW para la producción industrial de alimentos, con aplicaciones como la extracción de pectina y compuestos aromáticos, así como la homogeneización.
La solución: extracción ultrasónica de pectinas y azúcares naturales
La ultrasonicación es una tecnología consolidada y ampliamente utilizada para extraer moléculas bioactivas de material vegetal, como frutas y verduras. Por ello, la sonicación es una técnica apreciada en el procesamiento de alimentos, como la producción de zumos, batidos, bebidas, salsas, purés, kétchup, untables de fruta, mermeladas y confituras, en los que las ondas ultrasónicas ayudan a liberar compuestos aromáticos, pectinas y azúcares (p. ej., fructosa) de la matriz celular del material vegetal. Esto significa que los ultrasonidos no solo favorecen la gelificación, sino que también hacen que los productos alimentarios sean más sabrosos y dulces sin añadir aromas, azúcares ni otros aditivos. Ante la creciente demanda de alimentos naturales y poco procesados, el procesamiento ultrasónico de alimentos es la tecnología ideal para elaborar alimentos saludables y de sabor intenso. Se ha comprobado que el tratamiento ultrasónico de la pectina en alimentos es una estrategia de preparación muy eficiente, fiable, de bajo consumo energético y respetuosa con el medio ambiente, especialmente para la pectina de bajo grado de metoxilación.
La pectina es un ingrediente muy valorado en productos alimentarios saludables y con bajo contenido de azúcar debido a sus propiedades gelificantes. Al aplicar irradiación ultrasónica a líquidos a base de frutas y verduras, se puede evitar o reducir considerablemente la adición de azúcar refinado, ya que la funcionalidad de la pectina proporciona las propiedades de gelificación deseadas y contribuye a unas propiedades reológicas favorables del producto alimentario.
Otras ventajas del procesamiento ultrasónico de alimentos incluyen la inactivación de enzimas como la pectina metilesterasa, así como la homogeneización (textura más suave) y la pasteurización (mayor estabilidad microbiológica).
- Proceso suave
- Sin azúcar añadido o con una menor cantidad
- Tratamiento rápido
- Sin aditivos o con menos aditivos
- Productos alimentarios saludables
- Tratamiento puramente mecánico
- Económicamente ventajoso / rentable
- Manejo fácil y seguro
- Instalación o adaptación de equipos existentes sencilla
- Escalado completamente lineal
- Capacidad para procesar cualquier volumen
La extracción ultrasónica de pectina, compuestos aromáticos y azúcar de la matriz celular vegetal se ha aplicado con éxito a cítricos, naranjas, limones, mangos, maracuyás, manzanas, peras, melocotones, tomates y muchas otras frutas y verduras.
Cómo evitar la destrucción de la estructura molecular de la pectina
La ultrasonicación puede favorecer considerablemente la formación de geles en productos de frutas y verduras que contienen pectina. Sin embargo, una sonicación excesiva, es decir, un tratamiento ultrasónico con una intensidad demasiado elevada o durante un periodo demasiado largo, puede destruir la estructura molecular de la pectina y reducir así la calidad de la gelificación. Hielscher Ultrasonics suministra ultrasonicadores de última generación que permiten ajustar con precisión las condiciones de funcionamiento y controlar y supervisar el proceso de extracción de pectina. Los ajustes de fácil acceso, la posibilidad de predefinir y guardar los parámetros de tratamiento y el control remoto mediante cualquier navegador de Internet garantizan que su producto se someta a sonicación en condiciones óptimas. Además, los datos de todas las operaciones ultrasónicas se registran automáticamente en una tarjeta SD integrada, de modo que cada tratamiento puede supervisarse y revisarse para garantizar la calidad y cumplir las Buenas Prácticas de Fabricación (GMP).
Los sonicadores industriales de Hielscher pueden proporcionar amplitudes muy elevadas. Pueden funcionar fácilmente de forma continua con amplitudes de hasta 200 µm en régimen de funcionamiento 24/7. Para amplitudes aún mayores, se ofrecen sonotrodos ultrasónicos personalizados.
La siguiente tabla ofrece una indicación de la capacidad aproximada de procesamiento de nuestros ultrasonicadores:
| Volumen del lote | Caudal | Equipos recomendados |
|---|---|---|
| 1 a 500 mL | 10 a 200 mL/min | UP100H |
| 10 a 2000 mL | 20 a 400 mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 a 20 L | 0,2 a 4 L/min | UIP2000hdT |
| 10 a 100 L | 2 a 10 L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 a 100 L/min | UIP16000 |
| n.a. | mayor | conjunto de UIP16000 |
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Extractor ultrasónico UIP4000hdT con configuración de flujo continuo para la extracción de pectina.
Bibliografía / Referencias
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Información de interés
Pectinas en productos alimentarios
La pectina es un polisacárido presente en la pared celular de la mayoría de las verduras y frutas. Las pectinas son conocidas por sus notables propiedades gelificantes y espesantes, que las convierten en un aditivo ampliamente utilizado en la industria alimentaria. Además, las pectinas son conocidas por sus propiedades beneficiosas para la salud.
La producción de geles con frutas o verduras que contienen una cantidad elevada de pectina no resulta especialmente difícil. La adición de azúcar favorece la gelificación de la pectina de bajo grado de metoxilación (LM). Sin embargo, el uso de pectina de bajo grado de metoxilación (LM) normalmente requiere grandes cantidades de azúcar añadido (aprox. 50 wt%). Por lo tanto, las pectinas de bajo grado de metoxilación (LM) combinadas con cantidades muy elevadas de azúcares añadidos solo son relevantes para postres, mermeladas y confituras.
Por ejemplo, las enzimas poligalacturonasas, pectina liasa y pectina metilesterasa (PME) forman parte del grupo de enzimas pectinolíticas o pectinasas, que hidrolizan los enlaces glucosídicos de las sustancias pécticas. La ultrasonicación se utiliza para inactivar enzimas como las pectinasas con el fin de obtener productos alimentarios más estables. ¡Obtenga más información sobre la inactivación ultrasónica de enzimas!
Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrasónicos de alto rendimiento, desde equipos de laboratorio hasta equipos de escala industrial.