Osmodeshidratación y ultrasonido como técnicas de conservación

La deshidratación osmótica u osmodeshidratación (OD) es una tecnología alternativa para prolongar la vida útil de alimentos perecederos, el cual consiste en sumergir los alimentos en soluciones hipertónicas (denominadas soluciones osmóticas) de alcohol, sales y/o azúcares (Karathanos et al., 1995). Con ello se establece una doble transferencia de materia: agua desde el producto hacia la solución junto con sustancias naturales (azúcares, vitaminas, pigmentos) y, en sentido opuesto, solutos de la solución hacia el producto tratado. En consecuencia, el producto pierde agua, gana sólidos solubles y reduce su volumen (Zapata et al., 2002).

La OD se realiza a temperaturas moderadas, generalmente entre 20-50 ºC, en la que se puede remover en torno al 60% de agua del alimento, conservando sus características nutritivas como vitaminas y compuestos termolábiles (Karathanos et al., 1995). Además, evita el pardeamiento enzimático, gracias a la disminución del contenido de agua para la movilidad molecular (Suca y Suca, 2010); por otro lado, el ataque microbiano es menor por la disminución de la actividad de agua (aw). Entre los factores que influyen en la OD tenemos:

1. Temperatura de la solución osmótica. Mokhtarian et al. (2014) consideran que la temperatura es la variable de mayor influencia en la deshidratación osmótica. Un incremento en la temperatura en la solución osmótica producirá una mayor pérdida de agua y ganancia de sólidos. El incremento de la temperatura reduce la viscosidad de la solución osmótica y la resistencia externa a la transferencia de masa. Por tanto, la salida de agua desde el material vegetal se acelera (Phisut, 2012).

 

2. Concentración de la solución osmótica. Lenart (1992) considera que un aumento en la concentración de solutos en el medio osmótico resulta en un correspondiente incremento en la pérdida de agua, lo que promueve una mayor pérdida de peso. Los valores máximos de concentración para sacarosa llegan a 63-65 °Brix y para sal 26%, que son los valores de solubilidad en agua a condiciones ambientales.

 

3. Tipo de solución osmótica. Varios solutos, solos o combinados han sido usados en soluciones hipertónicas. Cloruro de sodio aplicado en carnes y verduras, azúcares (glucosa, fructuosa, sacarosa, lactosa) en frutas y otros como el glicerol con el objetivo de mejorar su textura (Barbosa y Vega, 2000). Cerna (2019) en el proceso de OD de nabo utilizando panela y miel de abeja asistido con ultrasonido (40 kHz) mejoró considerablemente la pérdida de agua y ganancia de sólidos por parte del nabo, llegando a perder hasta el 54.07 y 48.50% en las soluciones de panela y miel de abeja, respectivamente. En tanto que hubo una ganancia máxima de sólidos de 16.50 y 20.69%, respectivamente. Azúcares de bajo peso molecular como la fructosa, comparado con la sacarosa favorece su ingreso en la estructura microporosa de diversos productos.

 

4. Naturaleza del producto. La morfología, variedad y estado fisiológico de la fruta afecta al comportamiento osmótico y al estado final de los productos deshidratados osmóticamente (Lenart y Flink, 1984a). El movimiento del agua y de los solutos a través de los alimentos de origen vegetal está relacionado con la compacticidad (directamente relacionada con la densidad aparente de los alimentos y esta, a su vez, con la porosidad), la que a su vez depende del enmarañado biomolecular que presenta, el tipo de piel, la cantidad de espacios intercelulares, la presencia de gases en ellos y el contenido inicial de sólidos solubles e insolubles (Lenart y Flink, 1984b).

 

5. Presión de trabajo. La importancia de esta variable va ligada a la porosidad del producto a deshidratar. Esta variable hace referencia a los procesos que se desarrollan a presión atmosférica (DO), a vacío (VDO) y en los que se aplica un pulso de vacío (PVDO) (Barat, 1998). Se ha consignado que las condiciones de vacío favorecen la osmodeshidratación, lo que permite un aumento del coeficiente de difusividad. De Mello et al. (2019) evaluaron la OD de higos verdes en soluciones de sacarosa con un pulso de vacío de 74 mmHg. El incremento en la concentración de la solución de sacarosa de 40 a 60 °Brix promovió un aumento porcentual de pérdida de agua de 8.14 a 12.80% y una ganancia de sólidos de 0.89 a 1.42%.

 

6. Relación solución/producto. Diversos tratamientos de osmodeshidratación emplean diversas relaciones solución/producto. El propósito es tener una relación solución/producto que evite la dilución significativa del medio osmótico y subsecuente disminución de la fuerza impulsora durante el proceso, pero que desde luego no atente con la economía del tratamiento, ni que genere crecimiento microbiano especialmente cuando se trata de soluciones azucaradas diluidas. Algunos tratamientos que aúnan la OD con el utrasonido realizaron relaciones 10:1 en panela para cubos de cubos de chiclayo (Cucurbita ficifolia) (Rondo, 2019) y cubos de beterraga (Peña, 2019).

Nowacka et al. (2018) en la OD de arándanos con ultrasonido a 21 kHz en una solución de sacarosa al 61,5% p/p a 40 °C por 72 h, lograron eliminar el 58.6% de agua. Goula et al. (2017) reportan que la pérdida de agua en la DO con ultrasonido es mayor que otras técnicas como la agitación. La aplicación de ultrasonido en una frecuencia de 20 kHz, por 30 minutos en la DO de aguaymanto en solución de sacarosa a 55 °Brix y 55 °C con una relación fruta/jarabe de 1/3 por 10 h ocasiona una ganancia de sólidos del 2.05% y una pérdida de agua del 46.1% (Luchese et al., 2015).

Marceliano (2018) en la DO de aguaymanto con ultrasonido (40 kHz) en una solución osmótica de panela al 60% p/p y 60 °C, al cabo de 7 horas de proceso reporta una pérdida de agua del 46.62%, superior al 23.67% en el tratamiento testigo (sin ultrasonido) en las mismas condiciones de tiempo, temperatura y concentración de solución osmótica.

Barman y Badwaik (2017) al deshidratar osmóticamente cubos de carambola reportan que una frecuencia ultrasónica de 25 kHz durante 30 minutos en una solución combinada en iguales cantidades de soluciones de sacarosa y glicerol a 66 °Brix en una relación fruta/jarabe de 1/10 con una temperatura de 50 °C y 180 minutos, ocasionando una pérdida del 73,76% de agua y una ganancia de 9,79% de sólidos.

La tecnología de ultrasonido es una tecnología limpia, no contaminante que reduce el tiempo de tratamiento de otros procesos de conservación, como la osmodeshidratación que opera a temperaturas moderadas y que permite una mayor conservación de productos que mantienen sus propiedades nutritivas y sensoriales, especialmente, de frutas y hortalizas.