Fritura de alimentos mejorada mediante ultrasonidos

Los alimentos fritos, como las patatas fritas en bastones, las patatas chips y otros alimentos fritos por inmersión, pueden beneficiarse de la sonicación antes o durante la fritura. Descubra cómo los ultrasonidos permiten obtener alimentos fritos más saludables, con menos aceite y menos acrilamida. Al mismo tiempo, se acorta el tiempo de fritura y se mejoran la textura crujiente y el color.

Fritura asistida por ultrasonidos para obtener patatas fritas en bastones y patatas chips más saludables y de mejor calidad

La fritura de patatas en bastones y patatas chips asistida por ultrasonidos ofrece varias ventajas, principalmente relacionadas con la mejora de la calidad, la optimización de los valores nutricionales y la eficiencia del procesamiento. Una ventaja importante es la reducción de la absorción de aceite y del tiempo de fritura, manteniendo o incluso mejorando la calidad del producto. Así, la fritura ultrasónica produce patatas fritas en bastones con un exterior más crujiente y un interior más tierno, lo que da lugar a una textura más apetecible.

La cavitación ultrasónica mejora la fritura

El tratamiento con ultrasonidos influye en la transferencia de calor, la formación de burbujas y la reducción de la humedad (eliminación de agua) durante la fritura.
El mecanismo que explica la mejora de los resultados de fritura mediante ultrasonidos en las patatas fritas en bastones y las patatas chips reside en el fenómeno de cavitación acústica generado por las ondas ultrasónicas. Cuando las ondas ultrasónicas atraviesan el aceite de fritura, crean diminutas burbujas de vacío conocidas como cavitación. Estas burbujas colapsan violentamente cerca de la superficie del alimento, generando localmente calor y presión intensos. Esta acción favorece una rápida transferencia de calor al alimento, promueve una cocción uniforme y reduce el tiempo de fritura.

Además, las ondas ultrasónicas pueden potenciar los procesos de transferencia de masa, como la penetración del aceite y la eliminación de humedad, mejorando la calidad del producto. En la producción de patatas fritas en bastones y patatas chips, el rápido movimiento de las burbujas de cavitación crea corrientes de microconvección en el medio de fritura. Esto ayuda a eliminar rápidamente la humedad y favorece una distribución uniforme del calor y del aceite de fritura alrededor del alimento.

La cavitación ultrasónica también altera la estructura superficial de la patata, creando microcanales y poros. Esto aumenta la superficie disponible, lo que mejora los resultados de fritura y, por tanto, proporciona una textura más crujiente al producto final. La alteración de las matrices celulares facilita una mejor penetración del aceite, lo que reduce la absorción de aceite por el alimento y resulta beneficioso para los consumidores que cuidan su salud.

Gracias al aumento de la velocidad de difusión y de eliminación de agua inducido por los ultrasonidos, el contenido final de humedad puede alcanzarse más rápidamente.
La sonicación favorece la formación de burbujas, de modo que su aplicación durante la fritura genera mayores volúmenes de burbujas hasta el final del proceso. El número de burbujas, su tamaño y la eliminación de agua asociada durante la fritura se ven favorecidos en un proceso de fritura asistido por ultrasonidos. La eliminación de agua de las patatas se intensifica mediante el aumento de la difusión y de la transferencia de calor y masa.

La fritura ultrasónica reduce el contenido de aceite

Una menor adsorción de aceite durante la fritura permite obtener patatas fritas en bastones y patatas chips más saludables.
 
¿Cómo reducen los ultrasonidos la absorción de aceite durante la fritura de patatas?
Al sumergir las rodajas de patata en aceite caliente, se forman diminutas burbujas a su alrededor debido a la rápida expansión del agua dentro de las células de la patata. Estas burbujas terminan estallando y forman pequeños poros en la estructura de la patata. Cuando se introducen ondas ultrasónicas en el aceite de fritura, se generan burbujas microscópicas de cavitación. Estas burbujas colapsan con una fuerza enorme cerca de la superficie de la patata, provocando la denominada formación de microchorros.
Estos microchorros generados por ultrasonidos eliminan el exceso de almidón, de modo que se absorbe menos aceite. Además, la intensa agitación provocada por las ondas ultrasónicas favorece un mejor contacto entre la superficie de la patata y el aceite caliente, intensificando la transferencia de calor. Esto significa que las patatas se fríen más rápidamente, permanecen menos tiempo en el aceite y, por tanto, absorben menos aceite en total.

La fritura ultrasónica reduce el contenido de acrilamida

La acrilamida es un compuesto clasificado como potencialmente cancerígeno. Por ello, los niveles de acrilamida en los alimentos están regulados y deben reducirse. La acrilamida aparece cuando los alimentos se procesan a temperaturas superiores a 120 °C, y sus moléculas se forman mediante la denominada reacción de Maillard, en la que se transforman el aminoácido asparagina y los azúcares reductores. Las patatas fritas, tanto en bastones como en chips, son una de las principales fuentes de acrilamida. Para producir alimentos más saludables, la aplicación de ultrasonidos de baja frecuencia y alta intensidad (en el intervalo de aprox. 20-26 kHz) en agua durante unos minutos constituye un pretratamiento beneficioso antes de la fritura para reducir el contenido de acrilamida de las patatas fritas.
La sonicación provoca la extracción y, por tanto, la eliminación de azúcares reductores y asparagina de las células de la patata. Los azúcares reductores y la asparagina extraídos mediante ultrasonidos pasan de la patata al agua circundante durante el lavado. Dado que los azúcares reductores y la asparagina son los precursores de la reacción de Maillard y de la formación de acrilamida, un pretratamiento ultrasónico antes de la fritura reduce eficazmente la formación de acrilamida y 5-hidroximetilfurfural.
En consecuencia, el pretratamiento ultrasónico disminuye el contenido de azúcares reductores, lo que da lugar a una menor formación de acrilamida y 5-hidroximetilfurfural.

Bruno et al. (2024) lograron reducir la formación de acrilamida hasta un 67,1% mediante un breve tratamiento ultrasónico de 2 minutos con el sonicador UIP2000hdT de Hielscher, seguido de un lavado con agua caliente.

Antunes-Rohling et al. (2018) demostraron un aumento de la extracción de azúcares y, por tanto, una reducción del 44% en los niveles de acrilamida al sonicar bastones de patata durante 30 min en un baño de agua antes de la fritura (171◦C, 10 min).

Eliminación de almidón por lavado y escaldado mediante ultrasonidos

Las patatas ricas en almidón se convierten en patatas fritas en bastones blandas y desmenuzables al freírlas u hornearlas. Por eso, los almidones se eliminan de la superficie de las patatas mediante el lavado. La ultrasonicación mejora la eliminación de almidones no solo de la superficie, sino también de las capas más profundas de la patata. La sonicación crea poros, de modo que la erosión superficial de los gránulos de almidón se combina con la extracción de almidón del interior de la patata.
Así, la eliminación de almidón por lavado asistido por ultrasonidos permite controlar mejor el proceso de pardeamiento y obtener patatas fritas de manera uniforme. Esta eliminación de almidón mejorada mediante ultrasonidos produce patatas fritas más crujientes y doradas.

Efectos de los ultrasonidos sobre la reacción de Maillard

La reacción de Maillard, que se produce entre los azúcares reductores y las fuentes de proteínas, así como la absorción de aceite durante la fritura, influyen en el color final de los productos fritos.
Mejora del color en los productos fritos: en las patatas fritas tratadas mediante deshidratación osmótica asistida por ultrasonidos (UAOD), los valores de a* fueron significativamente inferiores (p ≤ 0,05) a los de las muestras fritas sin tratar. Según los valores de ΔE* y a*, la UAOD proporcionó un mejor color cuando se aplicó antes de la fritura. El pretratamiento de los alimentos con ultrasonidos antes de la fritura reduce la actividad enzimática y permite obtener cambios de color favorables durante la fritura.

Deshidratación osmótica mediante ultrasonidos

La deshidratación osmótica asistida por ultrasonidos (UAOD) tiene la ventaja de mejorar el color de las patatas fritas en bastones. Además, acortó el tiempo de pretratamiento de deshidratación osmótica en aproximadamente un 67 %. La sonicación aumenta la eficiencia y la velocidad de la deshidratación osmótica. Asimismo, la deshidratación osmótica mediante ultrasonidos mejoró la calidad de las patatas fritas al reducir el contenido de aceite y humedad en comparación con las muestras sin tratar.

Secado por aire de patatas fritas en bastones asistido por ultrasonidos

El secado por aire es un método alternativo para eliminar la humedad de las patatas con el fin de reducir el contenido inicial de agua y, de este modo, minimizar la absorción de aceite y mejorar las propiedades de los alimentos fritos. El secado por aire convectivo asistido por ultrasonidos, utilizado como pretratamiento antes de la fritura de patatas chips, mejora las propiedades y la absorción de aceite de las patatas chips finales, ya que los ultrasonidos intensifican la eliminación de agua.

Sonicadores para mejorar la fritura

La aplicación de ultrasonidos en el procesamiento de alimentos permite obtener mayores rendimientos de producto, menores tiempos de procesamiento, menores costes de mantenimiento y mejores características de calidad, más saludables. La sonicación puede aplicarse como pretratamiento antes de la fritura o directamente durante el proceso de fritura.
Hielscher Ultrasonics ofrece sonicadores de alto rendimiento para su integración en freidoras y cubas de lavado de patatas de todos los tamaños. Los sonotrodos y las sondas ultrasónicas pueden instalarse tanto en sistemas por lotes como sobre cintas transportadoras.
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Diseño, fabricación y asesoramiento – Calidad fabricada en Alemania

Los ultrasonicadores de Hielscher son conocidos por sus máximos estándares de calidad y diseño. Su robustez y facilidad de manejo permiten integrar nuestros ultrasonicadores sin dificultades en instalaciones industriales. Los ultrasonicadores de Hielscher trabajan con facilidad en condiciones difíciles y entornos exigentes.

Hielscher Ultrasonics es una empresa certificada según normas ISO y pone especial énfasis en los ultrasonicadores de alto rendimiento con tecnología de vanguardia y facilidad de uso. Por supuesto, los ultrasonicadores de Hielscher cumplen la normativa CE y los requisitos de UL, CSA y RoHs.