Mejora de la gelificación de frutas y verduras por ultrasonidos
Espesar salsas, zumos, mermeladas y otros alimentos mediante gelificación es un proceso habitual en la producción de alimentos líquidos. La extracción por ultrasonidos de pectinas y azúcares intracelulares naturales de frutas y verduras es un método muy eficaz para promover la gelificación de productos alimenticios sin añadir azúcares refinados. De este modo, la ultrasonicación no sólo aumenta la eficiencia económica al reducir los costes de producción (ya que no es necesario añadir azúcar ni aditivos espesantes), sino que también ayuda a producir alimentos más sanos y con menos calorías.
Gelificación y espesamiento de productos alimenticios
La preparación de geles a partir de frutas ricas en pectinas es un proceso ampliamente establecido para la elaboración de diversos productos alimenticios, como salsas, purés, ketchup, zumos, batidos, mermeladas y confituras. El espesamiento y la gelificación de estos alimentos requiere a menudo la adición de azúcar en cantidades elevadas para alcanzar el grado de gelificación deseado. La necesidad de azúcares refinados es sobre todo necesaria, ya que las pectinas y el azúcar natural de las frutas y verduras quedan atrapados en la matriz celular de las células vegetales, donde permanecen en su mayor parte sin utilizar.
El ultrasonicador UIP4000hdT es un potente procesador de alimentos de 4 kW para la producción industrial de alimentos, como la extracción de pectina y aromas, así como la homogeneización.
La solución: Extracción ultrasónica de pectinas y azúcares naturales
La ultrasonicación es una tecnología bien establecida y ampliamente utilizada para extraer moléculas bioactivas de plantas como frutas y verduras. Por lo tanto, la sonicación es una técnica muy apreciada en el procesado de alimentos, como la producción de zumos, batidos, bebidas, salsas, purés, ketchups, frutas para untar, confituras y mermeladas, donde las ondas ultrasónicas ayudan a liberar compuestos aromatizantes, pectinas y azúcares (por ejemplo, fructosa) de la matriz celular del material vegetal. Esto significa que los ultrasonidos no sólo favorecen la gelificación, sino que también hacen que los productos alimenticios sean más sabrosos y dulces sin necesidad de añadir aromas, azúcares y otros aditivos. Con la creciente demanda de alimentos naturales y poco procesados, el procesado de alimentos por ultrasonidos es la tecnología ideal para crear alimentos sanos y de sabor intenso. Se ha descubierto que el tratamiento ultrasónico de la pectina de los alimentos es una estrategia de preparación muy eficaz, fiable, que ahorra energía y es respetuosa con el medio ambiente, especialmente en el caso de la pectina de bajo contenido en metoxilo.
La pectina es un ingrediente muy apreciado en los productos alimenticios saludables y con bajo contenido en azúcar por sus propiedades gelificantes. Aplicando la irradiación ultrasónica a líquidos a base de frutas y verduras, se puede evitar o reducir significativamente la adición de azúcar refinado, ya que la funcionalidad de la pectina presenta las propiedades de gelificación deseadas y contribuye a unas propiedades reológicas favorables del producto alimenticio.
Otras ventajas del procesado de alimentos por ultrasonidos son la inactivación de enzimas como la pectina metilesterasa, así como la homogeneización (textura más suave) y la pasteurización (mayor estabilidad microbiana).
- Proceso leve
- Sin aditivos de azúcar o con menos aditivos
- Tratamiento rápido
- Sin aditivos o con menos aditivos
- Productos alimentarios sanos
- Tratamiento puramente mecánico
- Económicamente ventajoso / rentable
- Manejo sencillo y seguro
- Instalación sencilla o reequipamiento
- ampliación completamente lineal
- Capacidad de procesamiento de cualquier volumen
La extracción por ultrasonidos de pectinas, aromas y azúcares 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 en gran medida la formación de gel en productos hortofrutícolas que contienen pectina. Sin embargo, un exceso de ultrasonidos, es decir, un tratamiento con ultrasonidos de demasiada intensidad o durante un periodo demasiado largo, puede destruir la estructura molecular de la pectina, disminuyendo así la calidad de la gelificación. Hielscher Ultrasonics suministra ultrasonidos de última generación que permiten un ajuste, control y seguimiento exactos del proceso de extracción de la pectina. Los ajustes de fácil acceso, la opción de preajustar y guardar los parámetros de tratamiento, así como el control remoto a través de cualquier navegador de Internet, garantizan que su producto se sonicará en condiciones óptimas. Además, los datos de todos los ciclos de ultrasonidos 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 (BPF).
Hielscher Ultrasonics’ Los procesadores ultrasónicos industriales pueden proporcionar amplitudes muy elevadas. Amplitudes de hasta 200µm pueden funcionar fácilmente de forma continua en funcionamiento 24/7. Para amplitudes aún mayores, hay disponibles sonotrodos ultrasónicos personalizados.
En la siguiente tabla encontrará algunas indicaciones sobre la capacidad de procesamiento aproximada de nuestros sonicadores:
| Volumen del lote | Tasa de flujo | Dispositivos 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 | Grupo de UIP16000 |
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Procesador ultrasónico en línea para el tratamiento de productos alimentarios, por ejemplo, para extraer pectinas, aromas y azúcares de frutas.
Literatura / Referencias
- Owais Yousuf; Anupama Singh; N. C. Shahi; Anil Kumar; A. K. Verma (2018): Ultrasound Assisted Extraction of Pectin from Orange Peel. Bulletin of Environment, Pharmacology and Life Sciences Vol. 7 [12], November 2018. 48-54.
- Lena Rebecca Larsen; Julia Buerschaper; Andreas Schieber; Fabian Weber (2019):
Interactions of Anthocyanins with Pectin and Pectin Fragments in Model Solutions. J Agric Food Chem 2019 Aug 21; 67(33). pp. 9344-9353. - Wang, Wenjun; Wu, Xingzhu; Chantapakul, Thunthacha; Wang, Danli; Zhang, Song; Ma Xiaobin; Ding, Tian; Ye, Xingqian; Liu, Donghong (2017): Acoustic cavitation assisted extraction of pectin from waste grapefruit peels: A green two-stage approach and its general mechanism. Food Research Journal Vol.102, December 2017. 101-110.
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- Wen-Yi Qiu, Wu-Dan Cai, Meng Wang, Jing-Kun Yan (2019): Effect of ultrasonic intensity on the conformational changes in citrus pectin under ultrasonic processing. Food Chemistry, Volume 297, 2019.
Información interesante
Pectinas en los productos alimenticios
La pectina es un polisacárido presente en la pared celular de la mayoría de verduras y frutas. Las pectinas son conocidas por sus notables propiedades gelificantes y espesantes, que hacen de ellas un aditivo muy 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 presentan una gran cantidad de pectina no es especialmente difícil. La adición de azúcar favorece la gelificación de la pectina con pectina de bajo metoxilo (LM). Sin embargo, el uso de pectina de bajo metoxilo (LM) requiere normalmente altas cantidades de azúcar añadido (aprox. 50 % en peso). Por lo tanto, las pectinas de bajo metoxilo (LM) en combinación con cantidades muy elevadas de azúcares añadidos sólo son relevantes para postres, mermeladas y confituras.
Por ejemplo, las enzimas poligalacturonasas, la pectina liasa y la pectina metil esterasa (PME) forman parte del grupo de las enzimas pectinolíticas o pectinasas, que hidrolizan los enlaces glicosídicos de las sustancias pécticas. La ultrasonicación se utiliza para inactivar enzimas como las pectinasas con el fin de obtener productos alimentarios más estables. Más información sobre la inactivación enzimática por ultrasonidos.
Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrasónicos de alto rendimiento de laboratorio a tamaño industrial.