Propiedades Físicas de los Alimentos en Alta Presión

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Propiedades Físicas de los Alimentos en Alta Presión Bérengère Guignon – Laura Jiménez Bonales Departamento de Procesos Instituto de Ciencia y Tecnología de Alimentos y Nutrición (ICTAN CSIC) Madrid, España [email protected]; [email protected]; Resumen de la presentación La presentación trató de las propiedades volumétricas y térmicas de alimentos líquidos o semilíquidos en alta presión tales como salsas, purés, zumos o concentrados. La determinación de esas propiedades en alta presión surge de la necesidad de controlar mejor los procesos de alimentos a alta presión. Para ello, un recurso práctico es la modelización y simulación del proceso. Las ecuaciones empleadas en estos modelos dependen, en particular, de las propiedades de los alimentos. Esas propiedades suelen ser conocidas en función de la temperatura pero raramente en función de la presión. El agua, siendo el principal componente de muchos alimentos, se presenta como un punto de partida para esos cálculos a alta presión ya que sus propiedades son conocidas en un amplio rango de temperaturas y presiones. Sin embargo, no se sabe cómo la presencia de los demás componentes en el alimento influye sobre las mismas propiedades bajo presión. Gracias a una instalación de alta presión (capacidad para muestras de unos 20 mL, presión máxima de 700 MPa) provista con distintas sondas de medida, se pueden determinar la densidad o el volumen específico, la compresibilidad isoterma, el coeficiente de expansión térmica, la conductividad térmica y el calor específico. Para obtener el volumen específico y deducir los coeficientes de compresibilidad isoterma y de expansión térmica, se emplea un piezómetro de volumen variable. Para la conductividad térmica, se aplica el método del hilo caliente. Esas técnicas son adaptadas de metodologías establecidas a presión atmosférica. Los resultados muestran que el volumen específico, la compresibilidad isoterma y la conductividad térmica dependen de la composición del alimento. Así, por ejemplo, el comportamiento de un zumo de naranja con la presión es similar al del agua, conservando por ejemplo una anomalía como la existencia de un mínimo en la compresibilidad con la temperatura. Pero, a mayor contenido en solutos, en un concentrado a 40 ºBrix, el comportamiento se acerca ya al de un sólido. Para la conductividad térmica, también se observan diferencias con respeto al agua conforme la cantidad de agua sea menor en el producto. Considerando que la conductividad térmica aumenta linealmente con la presión, la pendiente es menor en el caso de la miel o del aceite de colza que en el caso del agua. Dada la escasez de datos sobre propiedades físicas de alimentos en alta presión, se requiere profundizar en el estudio del efecto de la composición sobre el comportamiento de estas propiedades con la presión y la temperatura. Una vez estimadas las variaciones entre agua y alimento según la composición, habrá que evaluar su repercusión en la predicción del perfil de temperaturas y de la inactivación de los microorganismos que se le asocia. Esto es importante para asegurar que la aproximación de las propiedades de los alimentos por las del agua o de reglas de mezcla es aceptable y por lo tanto las predicciones de los modelos fiables. Por otro lado, estas medidas, al reflejar los efectos de la presión sobre la estructura del alimento, nos permiten detectar y abordar el análisis de fenómenos que ocurren a microescala. La información deducida de estas medidas in situ puede ayudar a entender la interacción entre los distintos componentes de los alimentos y la influencia de la presión sobre las características del alimento. Por todo ello, conocer las propiedades físicas de los alimentos bajo presión contribuye a mejorar el procesado de alimentos a alta presión.

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Propiedades Físicas de los Alimentos en Alta Presión   Bérengère Guignon – Laura Jiménez Bonales Departamento de Procesos Instituto de Ciencia y Tecnología de Alimentos y Nutrición (ICTAN ‐ CSIC) Madrid, España [email protected][email protected]

   

Resumen de la presentación   La presentación  trató de  las propiedades volumétricas y  térmicas de alimentos  líquidos o semi‐líquidos  en  alta presión  tales  como  salsas, purés,  zumos o  concentrados.  La determinación de esas  propiedades  en  alta  presión  surge  de  la  necesidad  de  controlar mejor  los  procesos  de alimentos  a  alta  presión.  Para  ello,  un  recurso  práctico  es  la  modelización  y  simulación  del proceso.  Las  ecuaciones  empleadas  en  estos  modelos  dependen,  en  particular,  de  las propiedades  de  los  alimentos.  Esas  propiedades  suelen  ser  conocidas  en  función  de  la temperatura pero raramente en función de la presión. El agua, siendo el principal componente de muchos alimentos, se presenta como un punto de partida para esos cálculos a alta presión ya que sus propiedades son conocidas en un amplio rango de temperaturas y presiones. Sin embargo, no se  sabe cómo  la presencia de  los demás componentes en el alimento  influye  sobre  las mismas propiedades bajo presión. Gracias a una  instalación de alta presión (capacidad para muestras de unos 20 mL, presión máxima de 700 MPa) provista  con distintas  sondas de medida,  se pueden determinar  la  densidad o  el  volumen  específico,  la  compresibilidad  isoterma,  el  coeficiente  de expansión  térmica,  la  conductividad  térmica  y  el  calor  específico.  Para  obtener  el  volumen específico  y  deducir  los  coeficientes  de  compresibilidad  isoterma  y  de  expansión  térmica,  se emplea un piezómetro de volumen variable. Para  la conductividad  térmica, se aplica el método del hilo caliente. Esas técnicas son adaptadas de metodologías establecidas a presión atmosférica. Los  resultados  muestran  que  el  volumen  específico,  la  compresibilidad  isoterma  y  la conductividad  térmica  dependen  de  la  composición  del  alimento.  Así,  por  ejemplo,  el comportamiento de un zumo de naranja con  la presión es similar al del agua, conservando por ejemplo una anomalía como la existencia de un mínimo en la compresibilidad con la temperatura. Pero, a mayor contenido en solutos, en un concentrado a 40 ºBrix, el comportamiento se acerca ya al de un sólido. Para la conductividad térmica, también se observan diferencias con respeto al agua conforme la cantidad de agua sea menor en el producto. Considerando que la conductividad térmica aumenta  linealmente con  la presión,  la pendiente es menor en el caso de  la miel o del aceite de colza que en el caso del agua. Dada  la escasez de datos sobre propiedades  físicas de alimentos  en  alta  presión,  se  requiere  profundizar  en  el  estudio  del  efecto  de  la  composición sobre  el  comportamiento  de  estas  propiedades  con  la  presión  y  la  temperatura.  Una  vez estimadas  las  variaciones  entre  agua  y  alimento  según  la  composición,  habrá  que  evaluar  su repercusión  en  la  predicción  del  perfil  de  temperaturas  y  de  la  inactivación  de  los microorganismos que se  le asocia. Esto es  importante para asegurar que  la aproximación de  las propiedades de los alimentos por las del agua o de reglas de mezcla es aceptable y por lo tanto las predicciones de  los modelos  fiables. Por otro  lado,  estas medidas,  al  reflejar  los  efectos de  la presión  sobre  la  estructura  del  alimento,  nos  permiten  detectar  y  abordar  el  análisis  de fenómenos que ocurren a microescala. La  información deducida de estas medidas  in situ puede ayudar a entender la interacción entre los distintos componentes de los alimentos y la influencia de la presión sobre las características del alimento. Por todo ello, conocer las propiedades físicas de los alimentos bajo presión contribuye a mejorar el procesado de alimentos a alta presión. 

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