4. MÉTODOS GENERALES Y SU PRINCIPIO
Los principales métodos de reducción de la actividad de agua (Aw) en alimentos incluyen:
Secado Solar
Deshidratación (Secado por Aire Caliente)
Concentración
Concentración al Vacío
Liofilización (Criodesecación)
Crioconcentración (Concentración por Congelación)
Adición de Solutos
Refrigeración y congelación
1. Secado Solar:
Principio: Utiliza la energía radiante del sol para evaporar el agua del alimento. El calor solar proporciona la energía necesaria para la transición del agua líquida a vapor, que luego es removido por el movimiento del aire natural.
Ventajas:
Bajo costo energético (dependiente del sol).
Tecnología relativamente simple.
Desventajas:
Proceso lento y muy dependiente de las condiciones climáticas (intensidad solar, temperatura, humedad, viento, duración del día).
Difícil control de la temperatura, lo que puede llevar a sobrecalentamiento o secado insuficiente.
Riesgo de contaminación por polvo, insectos y microorganismos si no se implementan medidas de higiene adecuadas.
Puede causar pérdidas significativas de vitaminas sensibles a la luz y al calor, así como cambios de color y textura indeseables.
El secado puede ser desigual.
Equipos Utilizados:
Bandejas o esteras de secado (a menudo elevadas del suelo).
Invernaderos solares (para un control parcial del ambiente).
Cubiertas protectoras (mallas) para evitar la contaminación.
Alimentos en los que se utiliza:
Frutas (pasas de uva, orejones de durazno, higos secos).
Vegetales (tomates secos, pimientos secos).
Hierbas (orégano, laurel).
Pescado (en algunas regiones).
Granos (en ciertas preparaciones tradicionales).
2. Deshidratación (Secado por Aire Caliente):
Principio: Se aplica aire caliente a una temperatura controlada para evaporar el agua del alimento. La eficiencia del secado se optimiza controlando la temperatura del aire, la velocidad del aire y la humedad relativa del aire.
Ventajas:
Proceso más rápido y controlable que el secado solar.
Mejor control de la temperatura y la humedad, lo que resulta en una mayor calidad del producto.
Menor riesgo de contaminación en comparación con el secado solar.
Mayor capacidad de producción.
Desventajas:
Mayor costo energético que el secado solar.
Puede causar encogimiento, endurecimiento, pérdida de compuestos volátiles y degradación de nutrientes sensibles al calor (aunque en menor medida que el secado solar incontrolado).
Requiere inversión en equipos.
Equipos Utilizados:
Secadores de túnel.
Secadores de bandejas o gabinetes.
Secadores de cinta.
Secadores de lecho fluidizado (para partículas).
Alimentos en los que se utiliza:
Frutas (manzanas, bananas, mango).
Vegetales (zanahorias, cebollas, champiñones).
Carnes (charqui, cecina).
Hierbas y especias.
Leche en polvo (en etapas preliminares).
3. Concentración:
Principio: Se elimina una porción significativa del agua de un alimento líquido mediante la aplicación de calor, lo que aumenta la concentración de los sólidos disueltos (azúcares, sales, ácidos, etc.) y, por lo tanto, reduce la actividad de agua (Aw).
Ventajas:
Reduce el volumen y el peso para el almacenamiento y el transporte, disminuyendo los costos.
Aumenta la vida útil al disminuir la Aw.
Puede intensificar el sabor y el color.
Desventajas:
La aplicación de calor puede afectar el sabor, el color, el aroma y los nutrientes sensibles al calor.
Puede aumentar la viscosidad, dificultando el manejo.
A menudo requiere etapas posteriores de procesamiento (como pasteurización o adición de conservantes) para una conservación a largo plazo.
Equipos Utilizados:
Evaporadores de simple y múltiple efecto.
Evaporadores de película delgada.
Evaporadores de circulación forzada.
Alimentos en los que se utiliza:
Jugos de frutas (concentrados para reconstituir).
Jarabes (de azúcar, de glucosa).
Extractos (de malta, de tomate).
Leche condensada azucarada.
Puré de tomate concentrado.
4. Concentración al Vacío:
Principio: Similar a la concentración, pero el proceso se realiza bajo presión reducida (vacío). Esto disminuye el punto de ebullición del agua, permitiendo la evaporación a temperaturas significativamente más bajas.
Ventajas:
Minimiza la degradación térmica de compuestos sensibles al calor (vitaminas, aromas, pigmentos).
Mejor retención del sabor y el color en comparación con la concentración a presión atmosférica.
Desventajas:
Mayor costo del equipo y requiere un sistema de vacío.
Puede haber pérdidas de compuestos volátiles si el vacío no se controla adecuadamente.
El proceso puede ser más lento que la concentración a altas temperaturas.
Equipos Utilizados:
Evaporadores al vacío (de simple y múltiple efecto con sistemas de vacío).
Evaporadores rotatorios al vacío.
Concentradores de película delgada al vacío.
Alimentos en los que se utiliza:
Jugos de frutas y verduras sensibles al calor (naranja, tomate, frutos rojos).
Extractos (de malta, de café, de hierbas).
Jarabes especiales con ingredientes sensibles al calor.
5. Liofilización (Criodesecación):
Principio: El alimento se congela rápidamente y luego se somete a un vacío intenso. El agua congelada (hielo) se sublima, pasando directamente del estado sólido al gaseoso, sin pasar por la fase líquida.
Ventajas:
Excelente retención del sabor, aroma, color, forma y valor nutricional.
El producto final es muy poroso y se rehidrata fácilmente.
Baja actividad de agua (Aw), lo que resulta en una larga vida útil sin necesidad de refrigeración.
Mínima contracción del producto.
Desventajas:
Proceso costoso y lento.
Requiere equipos sofisticados y un alto consumo energético.
El producto final puede ser frágil.
Equipos Utilizados:
Congeladores rápidos.
Cámaras de vacío con sistemas de control de temperatura y presión.
Sistemas de generación y control de vacío.
Sistemas de calentamiento controlado (para facilitar la sublimación).
Alimentos en los que se utiliza:
Café instantáneo.
Hierbas y especias de alta calidad.
Sopas instantáneas.
Frutas y vegetales deshidratados de alta calidad (para snacks o reconstitución).
Algunos productos cárnicos y mariscos (para aplicaciones especiales).
Cultivos iniciadores para fermentación.
6. Crioconcentración (Concentración por Congelación):
Principio: Se congela parcialmente el alimento líquido, formando cristales de hielo puro. Luego, estos cristales de hielo se separan mecánicamente de la solución líquida concentrada.
Ventajas:
Opera a bajas temperaturas, minimizando la pérdida de compuestos sensibles al calor y el desarrollo de sabores no deseados.
Buena retención del sabor y el aroma originales.
Desventajas:
Proceso relativamente lento.
La concentración alcanzable puede ser limitada por la formación de hielo y el aumento de la viscosidad del concentrado.
La separación eficiente de los cristales de hielo es crucial y puede ser compleja.
No es adecuado para alimentos con alto contenido de sólidos suspendidos.
Equipos Utilizados:
Cristalizadores (tanques con agitación y control de temperatura).
Sistemas de separación de hielo (centrifugadoras, prensas, filtros especiales).
Alimentos en los que se utiliza:
Jugos de frutas sensibles al calor (cítricos, manzana, uva).
Vino (para producir "Eiswein" o vino de hielo). * Cerveza (para producir "Eisbock" o cerveza de hielo).
7. Adición de Solutos:
Principio: Se incorporan sustancias solubles (solutos) a la fase acuosa del alimento, lo que disminuye la disponibilidad de agua libre y, por lo tanto, reduce la actividad de agua (Aw) debido a la disminución del potencial hídrico.
Ventajas:
Método relativamente sencillo y, en muchos casos, económico.
Puede contribuir al sabor (dulce, salado) y la textura del alimento.
Puede actuar como conservante adicional (azúcar, sal).
Desventajas:
Altera significativamente las propiedades sensoriales del alimento.
La efectividad depende de la concentración del soluto y su capacidad para unirse a las moléculas de agua.
En altas concentraciones, puede tener implicaciones para la salud (ej., alto contenido de azúcar o sal).
Equipos Utilizados:
Mezcladores (para incorporar los solutos de manera uniforme).
Tanques de disolución (para preparar soluciones de solutos).
Equipos de cocción o evaporación (para concentrar la solución con el soluto).
Alimentos en los que se utiliza:
Mermeladas, jaleas, confituras (alta concentración de azúcar).
Frutas confitadas (inmersión en soluciones de azúcar concentradas).
Leche condensada azucarada (alta concentración de azúcar).
Carnes curadas (adición de sal).
Pescado salado (adición de sal).
Encurtidos en salmuera (alta concentración de sal).
Productos de panadería y confitería (adición de azúcares y humectantes como glicerol o sorbitol).
PURÉ DE PAPAS DESHIDRATADO
LECHE EN POLVO
CAFE SOLUBLE
SECADO Y ALMACENAMIENTO DE GRANOS