PROYECTO CENIT FUTURAL 2007-2010 "Futuros alimentos: más seguros, más nutritivos, más convenientes, más inteligentes"
EMPRESA: Fundación Alícia, alimentación y ciencia ACTIVIDADES: 2, 3 y 4 TAREAS: Tarea 2.7; Tarea 3.4 ; Tarea 4.4 RESPONSABLES EJECUTIVOS: Pere Castells Esqué, Héloïse Vilaseca
1. OBJETIVOS La Fundación Alícia ha trabajado en tres tareas distintas del proyecto FUTURAL. Para la “Tarea 2.7: Pasteurización por altas presiones de preparaciones culinarias y alimentos sólidos, para asegurar su conservación sin alterar sus propiedades nutricionales o sensoriales”, los principales objetivos fueron los siguientes: -
-
Conseguir un procesado mínimo garantizando la seguridad alimentaria y la conservación de las propiedades nutricionales de alimentos sólidos y preparaciones culinarias saludables y de alto interés nutricional (especialmente frutas, verduras y pescado) mediante el uso de las altas presiones. Al mismo tiempo, facilitar el consumo de alimentos. Diseño de fórmulas y técnicas culinarias para optimizar el uso de las altas presiones en alimentos sólidos Estudio de los efectos de las altas presiones sobre los ingredientes (proteínas, almidones, grasas, etc.) de los alimentos sólidos y preparaciones culinarias Estudio de los efectos de algunos ingredientes culinarios y de los procesos anteriores a la presurización, sobre la eficacia de las altas presiones Estudio del efecto del procesado por altas presiones sobre la textura y sobre la aceptabilidad sensorial de alimentos y preparaciones culinarias.
Para la “Tarea 3.4: Procesado mínimo asistido por altas presiones de toda clase de alimentos líquidos, viscosos y pastosos, incluyendo verduras o frutas en su formulación (jugos, purés, cremas y sopas)”, los principales objetivos fueron:
-
-
Conseguir un procesado mínimo garantizando la seguridad alimentaria y la conservación de las propiedades nutricionales y sensoriales de alimentos líquidos, viscosos o pastosos (especialmente frutas y verduras) mediante el uso de las altas presiones. Al mismo tiempo, facilitar el consumo de alimentos. Desarrollo de nuevas texturas para mejorar la aceptabilidad de estos alimentos líquidos, viscosos o pastosos, procesados por altas presiones Diseño o modificación de fórmulas y técnicas culinarias para optimizar el uso de las altas presiones en alimentos líquidos, viscosos o pastosos Obtener alimentos líquidos, viscosos o pastosos saludables y apetitosos que favorezcan la ingesta a enfermos y personas de la tercera edad.
Para la “Tarea 4.4: Estudio del efecto de los procesos térmicos por generación interna de calor (microondas, radiofrecuencias y ultrasonidos) sobre el valor nutricional, textura y conservación de alimentos y preparaciones culinarias. Desarrollo de tecnologías de envasado compatibles con estos procesos”, los objetivos propuestos fueron los siguientes: -
-
-
Optimizar, mediante procesos físicos de generación interna de calor, el tratamiento térmico de alimentos y preparaciones culinarias, con un impacto minimizado sobre las propiedades sensoriales y nutricionales de los alimentos Estudio de la influencia de los procesos físicos de generación interna de calor sobre la textura, para mejorar la aceptabilidad de los alimentos Obtener modificaciones de alimentos que favorezcan la ingesta a enfermos y personas de la tercera edad Diseño, modificación, o nuevas aplicaciones de aparatos para elaborar alimentos mejorados por el uso de procesos físicos de generación interna de calor Diseño o modificación de fórmulas y técnicas culinarias para optimizar el uso de procesos físicos de generación interna de calor en alimentos
2. RESUMEN EJECUTIVO La Fundación Alícia ha trabajado en tres tareas distintas del proyecto FUTURAL. Las investigaciones correspondientes a la “Tarea 2.7: Pasteurización por altas presiones de preparaciones culinarias y alimentos sólidos, para asegurar su conservación sin alterar sus propiedades nutricionales o sensoriales”, se han dividido en cinco partes: “Altas presiones en pescados, frutas, verduras y otros”, donde se ha estudiado el efecto de la tecnología de altas presiones sobre los alimentos y algunos productos gelificantes; “Inactivación por altas presiones de Anisakis y otros en pescados, crustáceos, etc.” en que se ha estudiado el efecto de las altas presiones sobre ostras, y sobre pescado cocido al vacío; “Estudio de productos para regímenes alimentarios”, en donde se ha investigado elaboraciones culinarias para dietas específicas; “Altas presiones para obtener alimentos que permitan la ingesta”, en la que se ha estudiado la obtención de productos para disfágicos por altas presiones;“Investigación de los efectos de las altas presiones en ingredientes y elaboraciones”, donde se ha estudiado el desconchado de cangrejo de rio por altas presiones, la conservación de setas y la formación de geles por altas presiones. Las investigaciones correspondientes a la “Tarea 3.4: Procesado mínimo asistido por altas presiones de toda clase de alimentos líquidos, viscosos y pastosos, incluyendo verduras o frutas en su formulación (jugos, purés, cremas y sopas)”, se han dividido en cinco partes: “Procesado de líquidos, viscosos o pastosos”, donde se ha estudiado el efecto de las altas presiones sobre “sféricos”, encapsulados, espesantes y emulsionantes; “Estudio de concentrados de alimentos líquidos tratados con altas presiones”, en que se ha investigado en destilados y reducciones aplicando las altas presiones para su conservación; “Estudio de productos para regímenes alimentarios”, donde se ha investigado elaboraciones culinarias para dietas específicas; “Altas presiones para obtener alimentos que permitan la ingesta”, en la cual se ha estudiado la obtención de productos para disfágicos por altas presiones; “Investigación de los efectos de las altas presiones en ingredientes y elaboraciones”, donde se ha estudiado la preparación y conservación de un preparado para pan con tomate, de salsas y de zumos. Las investigaciones correspondientes a la “Tarea 4.4: Estudio del efecto de los procesos térmicos por generación interna de calor (microondas, radiofrecuencias y ultrasonidos) sobre el valor nutricional, textura y conservación de alimentos y preparaciones culinarias. Desarrollo de tecnologías de envasado compatibles con estos procesos”, se han dividido en seis partes: “Aplicaciones culinarias por generación de energía interna” donde se ha estudiado la obtención de preparaciones culinarias mediante microondas como por ejemplo geles, y por otro lado se ha investigado el uso de un microondas de nueva generación con control de temperatura; “Investigación en la obtención de texturas especiales”, en que se ha investigado en “sféricos”, exudados y espumas obtenidos mediante microondas; “Estudio de productos para regímenes alimentarios”,
donde se ha investigado elaboraciones culinarias para dietas específicas; “ Calor interno para obtener alimentos que permitan la ingesta”, en la cual se ha centrado en la obtención de purés y flanes sin huevo mediante microondas; “Investigación con Ultrasonidos”, donde se ha estudiado las posibles aplicaciones culinarias de los ultrasonidos; “Estudio del proceso de descongelación de los alimentos” donde se ha trabajado en la descongelación de merluza y langostinos mediantes distintos tipos de microondas.
3. RESULTADOS La participación de la Fundación Alícia en la “Tarea 2.7. Pasteurización por altas presiones de preparaciones culinarias y alimentos sólidos, para asegurar su conservación sin alterar sus propiedades nutricionales o sensoriales”, durante los 4 años del proyecto FUTURAL ha permitido la obtención de nuevos conocimientos en este ámbito. Se destacan los resultados siguientes: - Se han ampliado los conocimientos de la Fundación Alícia sobre el comportamiento e interacciones de los gelificantes focalizando el interés culinario en las gelificaciones en frío, por altas presiones, del alginato sódico, gellan rígido y pectina. Se ha definido el agua base de las soluciones a estudiar, las fórmulas a utilizar en los distintos estudios, a la vez que se ha estudiado el efecto de otros ingredientes en la gelificación por altas presiones, en concreto el efecto de la sal, del azúcar, del ácido cítrico y del aceite. Posteriormente, se ha estudiado el efecto de alimentos líquidos, en concreto zumo de limón, zumo de manzana, pulpa de mango, leche, nata, zumo de zanahoria, agua de tomate, whisky, vino, campari, agua de menta, salsa de soja y vinagre, en la gelificación en frío del alginato sódico por altas presiones. Los alimentos fibrosos y lácticos no permiten obtener geles bien formados. Con el limón y el campari, no se obtiene geles. Con los otros productos, se forman geles según las concentraciones, destacando como preferente las combinaciones de 2%/0.4% y 1%/0.4% de alginato sódico/”gluconolactato cálcico” (mezcla de dos sales de calcio, gluconato cálcico y lactato cálcico). - Respecto a la cocción al vacío se ha estudiado el efecto de esta técnica culinaria combinada con las altas presiones en la microbiota de la manzana y el salmón. Las condiciones de cocción al vacío, definidas para la obtención de una manzana cocida de gran valor sensorial, son suficientes para alargar a 6 meses la vida útil de la manzana cocida, por lo que no se precisa el procesado por altas presiones en este caso. Por otro lado, en el caso del salmón cocido a baja temperatura controlada se ha podido observar que a partir de 400MPa se reduce la microbiota del salmón cocido al vacío, en concreto colonias aerobias y enterobacterias, alargando la vida útil hasta mínimo cuatro días. No obstante, se debería seguir estudiando para intentar mejorar las características sensoriales de estos productos tratados por altas presiones ya que las altas presiones modifican levemente su textura. - En cuanto a productos para regímenes especiales, se han realizado cuatro estudios derivándose de cada uno de ellos un recetario: fenilcetonúricos, enfermos de cáncer, diabéticos y enfermos de hospitales con varios síntomas (disfagia, problemas de masticación etc.). Estos estudios nos permiten establecer los productos y las texturas adecuadas para cada uno de los trastornos estudiados. En concreto, en el estudio de platos para diabéticos, se formularon recetas con sustitutivos de azúcar y de grasas junto a ingredientes con efecto saciante.
- En la valorización del cangrejo de río se destaca el interés del efecto de las altas presiones en el pelado de los cangrejos de río manteniendo aceptables los atributos sensoriales del producto fresco. - Se ha estudiado el efecto de la presurización de ostras por altas presiones en la higienización. Este proceso permite conservar el frescor característico y facilita el desconchado. Se han determinado las presiones que minimizan los cambios sensoriales debido al proceso. En una segunda fase se ha realizado una valoración de la vida útil, basándose en las variaciones de las características físico-químicas y sensoriales. El líquido de conservación ha sido destacado como factor importante de degradación de las ostras presurizadas durante la conservación, por lo cual se ha dedicado un estudio sobre la evolución de la turbidez del líquido durante la conservación de las ostras. La vida útil ha sido estudiada en un último apartado. El efecto de las altas presiones permite la reducción de los microorganismos estudiados. El factor limitante de la conservación de las ostras presurizadas parece ser sensorial: al cabo de 11 días las ostras no son aceptables debido a una modificación negativa del olor y del color.
La participación de la Fundación Alícia en la “Tarea 3.4: Procesado mínimo asistido por altas presiones de toda clase de alimentos líquidos, viscosos y pastosos, incluyendo verduras o frutas en su formulación (jugos, purés, cremas y sopas)”, los 4 años del proyecto FUTURAL han permitido generar nuevos conocimientos entre los que se destacan: - Se ha descartado el procesado por altas presiones de los “sféricos” de aceituna al degradarse su estructura. En cuanto a la presurización de encapsulados de limón se ha demostrado la inactivación del crecimiento de levaduras durante al menos 3 meses en las condiciones estudiadas. Por otro lado, se ha estudiado el efecto de las altas presiones a lo largo del tiempo en la calidad microbiológica, físico-química y sensorial del caviar de melón (“sférico” de melón). En las condiciones de estudio pudimos alargar a 91 días la vida útil del caviar de melón presurizado vs los 6 días del caviar de melón no presurizado. - Aunque las altas presiones permiten higienizar el destilado de tierra, en concreto reducen su microbiota (colonias aerobias y mohos y levaduras), la microfiltración permite una reducción considerable e inmediata de la microbiota alcanzando hasta un año de vida útil. En este caso no sería necesario recurrir a la tecnología alternativa de altas presiones dado que la microfiltración es más sencilla y económica. Ante estos resultados se consideró oportuno verificar sensorialmente el efecto de la microfiltración en otros destilados. La microfiltración no modifica el sabor de los destilados por ello se estudió la posibilidad de adaptar la membrana microporosa al equipo de destilación (Rotaval), para conseguir un proceso integrado. - En cuanto a productos para regímenes especiales, se realizaron los mismos estudios citados para la tarea 2.7. - En el estudio de elaboración de un preparado para pan con tomate se definieron las
materias primas a utilizar, fórmula y condiciones de presurización. Paralelamente se profundizó en la técnica de liofilización para compararla con la tecnología de las altas presiones. Se trabajó con distintas salsas tradicionales sin observar una tendencia clara en cuanto a la conservación de los atributos sensoriales en las dos técnicas.
La participación de la Fundación Alícia en la “Tarea 4.4: Estudio del efecto de los procesos térmicos por generación interna de calor (microondas, radiofrecuencias y ultrasonidos) sobre el valor nutricional, textura y conservación de alimentos y preparaciones culinarias. Desarrollo de tecnologías de envasado compatibles con estos procesos”, los 4 años del proyecto FUTURAL han permitido generar nuevos conocimientos en este ámbito. Se destacan los resultados siguientes: - Se han estudiado elaboraciones tales como desuerado de yogur y calentamiento de espuma de chocolate. En cuanto al desuerado del yogur, no existen grandes diferencias respecto a la extracción del líquido a las distintas potencias, aunque se aprecia un mayor rendimiento en las muestras tratadas a 432 W. La capacidad de desuerado del yogur no se ve afectada por la adición de zumo de limón en la concentración estudiada. Se ha verificado que la espuma de chocolate es un producto muy delicado el cual no se puede calentar por microondas sin perjudicar su estructura. - Se ha desarrollado y patentado un microondas experimental que permite controlar las cocciones mediante una sonda infrarrojo y con el que se han preparado elaboraciones culinarias, definiendo las condiciones óptimas de uso. - Se ha comparado el funcionamiento del nuevo microondas con el microondas convencional en el comportamiento de los gelificantes, descongelación de pescado y marisco y obtención de exudados de frutas. En cuanto al comportamiento de los gelificantes. Se han identificado los gelificantes más adecuados para un procesado por microondas a la vez que se observaba que la hidratación/gelificación de los geles es más rápida con el método convencional, excepto para la metilcelulosa que alcanza mayor velocidad de calentamiento con el microondas a 243 W. Del mismo modo, se ha observado que el gel carragenato iota es más deformable que los geles de gelatina cola de pez y de agar-agar y que los métodos que más se acercan a la textura obtenida por el método convencional son al microondas a 243 W para el agar-agar y a 900 W para la gelatina cola de pez. No se observan diferencias de textura entre los distintos métodos utilizados para la gelificación del carragenato iota. Tampoco se observan diferencias de textura entre los distintos métodos de calentamiento del gel formado de agar-agar. Se compararon los distintos métodos de descongelación de merluza y langostinos en nevera, con el microondas convencional y con el microondas experimental de Alícia. Para reducir notablemente el tiempo de descongelación en nevera, los dos tipos de
microondas son muy eficientes. La pérdida de peso aumenta ligeramente con las descongelaciones con microondas. En concreto, en la descongelación de merluza el microondas experimental permite reducir más el tiempo de descongelación sin observar una pérdida de peso superior al microondas convencional y en la descongelación del langostino se consigue un menor tiempo de descongelación con el microondas convencional aunque por el contrario la pérdida de peso es mayor. En cuanto a la obtención de exudados de fruta se estudió el caso de exudado de kiwi y exudado de fresa. En la obtención de exudado de kiwi por microondas convencional se observó que el azúcar facilita la exudación aportando mayor dulzor llegando a ser demasiado empalagoso, a diferencia del ácido que no incrementa el porcentaje de exudado y aporta sabor ácido al producto. Los mejores resultados sensoriales y de exudación se obtuvieron con un 5% de azúcar y con la mezcla de ácido y azúcar. En el caso del exudado de fresas se observó también que el azúcar facilita la exudación aportando mayor dulzor llegando a poder ser demasiado empalagoso, a diferencia del ácido que no incrementa el porcentaje de exudado y aporta sabor ácido al producto. Los mejores resultados sensoriales y de exudación se obtienen con la mezcla de ácido y azúcar. También se estudió la obtención de exudado de fresa y kiwi por microondas experimental de Alícia. Se observaron resultados similares a los obtenidos anteriormente con el microondas convencional: el azúcar puede llegar a ser empalagoso, pero permite aportar dulzor y facilitar el exudado. La temperatura está directamente relacionada con la cantidad de exudado. La combinación de azúcar y ácido permite equilibrar el sabor y mejorar el rendimiento del exudado de fresa pero no del de kiwi en el que se obtienen buenos resultados tanto con azúcar como con limón. - En cuanto a productos para regímenes especiales, se realizaron los mismos estudios citados para la tarea 2.7. Se ha investigado en la obtención de flanes sin huevo por microondas destacando que las velocidades de calentamiento de los flanes son mayores en el método convencional respecto al microondas experimental. Con la gelatina cola de pez no se observan diferencias, al contrario que con el carragenato iota, con el que las diferencias existentes se deberían valorar para poder escoger la mejor técnica de elaboración. - El estudio de los ultrasonidos fue una primera aproximación para estudiar las posibilidades culinarias de los ultrasonidos. Los resultados obtenidos inicialmente no fueron muy positivos, ya que de las elaboraciones estudiadas no se obtuvo ninguna que no se pueda conseguir mediante otra técnica culinaria más sencilla.
4. CONCLUSIONES Durante los cuatro años del proyecto CENIT- FUTURAL, la Fundación Alícia ha trabajado en el ámbito de las nuevas tecnologías con el apoyo científico-técnico del IRTA. La mayor parte de las investigaciones han sido basadas en las aplicaciones de las altas presiones hidrostáticas y de las microondas. Podemos concluir: En la “Tarea 2.7. Pasteurización por altas presiones de preparaciones culinarias y alimentos sólidos, para asegurar su conservación sin alterar sus propiedades nutricionales o sensoriales”, el procesado por altas presiones hidrostáticas: -
-
-
-
representa una alternativa a tratamientos convencionales de higienización dado que respeta en mayor medida los atributos sensoriales de ostras, cangrejo de río y procesados de frutas y verduras entre otros productos, sin afectar la seguridad alimentaria de estos productos. facilita el manejo, pelado de productos tales como el cangrejo de río, fomentando su consumo. A su vez, permite la obtención de productos convenientes. modifica la textura de determinados productos, concretamente gelifica soluciones de alginato sódico, gellan rígido y pectina. Estas modificaciones de textura son interesantes en la definición y elaboración de productos para grupos con determinados trastornos tales como enfermos de cáncer y disfágicos. consigue un procesado mínimo garantizando la seguridad alimentaria y la conservación de las propiedades nutricionales de alimentos sólidos y preparaciones culinarias saludables y de alto interés nutricional (especialmente frutas, verduras y pescado) mediante el uso de las altas presiones. Al mismo tiempo, facilita el consumo de alimentos.
Respeto a la “Tarea 3.4: Procesado mínimo asistido por altas presiones de toda clase de alimentos líquidos, viscosos y pastosos, incluyendo verduras o frutas en su formulación (jugos, purés, cremas y sopas)”, la presurización: -
-
-
no es apta para “sféricos” de aceituna, producto de estructura muy débil levemente afectada por la presurización. En cambio, sí que lo es para encapsulados y “sféricos” como el caviar de melón. representa una alternativa a tratamientos convencionales de higienización dado que respeta en mayor medida los atributos sensoriales de “sféricos” y de preparados de tomate. modifica la textura de determinados productos, concretamente gelifica soluciones de alginato sódico, gellan rígido y pectina. Estas modificaciones de textura son interesantes en la definición y elaboración de productos para grupos con determinados trastornos alimenticios tales como enfermos de cáncer y disfágicos.
-
permite un procesado mínimo garantizando la seguridad alimentaria y la conservación de las propiedades nutricionales de alimentos sólidos y preparaciones culinarias saludables y de alto interés nutricional (especialmente frutas, verduras y pescado) mediante el uso de las altas presiones. Al mismo tiempo, facilita el consumo de alimentos.
En cuanto a la “Tarea 4.4: Estudio del efecto de los procesos térmicos por generación interna de calor (microondas, radiofrecuencias y ultrasonidos) sobre el valor nutricional, textura y conservación de alimentos y preparaciones culinarias. Desarrollo de tecnologías de envasado compatibles con estos procesos”, ha permitido: -
-
-
estudiar la elaboración mediante microondas de desuerado de yogur y el calentamiento de una espuma de chocolate. Éste último sin resultados interesantes, a diferencia del desuerado de yogur en que se definen los parámetros para obtener el mayor rendimiento del yogur en la obtención del desuerado. desarrollar y patentar un microondas con control de temperatura, logrando así el control de las cocciones. comparar el funcionamiento de un microondas convencional vs el nuevo microondas desarrollado y patentado por la Fundación Alícia. En concreto el calentamiento de productos gelificados, la descongelación de pescado y marisco y la obtención de exudado de frutas. La hidratación y gelificación de geles es más rápida con el microondas convencional. El nuevo microondas controla mejor el proceso de descongelación permitiendo según el producto reducir el tiempo de descongelación y las pérdidas de peso por descongelación. En cuanto al exudado de frutas el microondas convencional calienta de forma más agresiva por lo que el tiempo necesario de proceso en general es más bajo. El microondas experimental es más fácil de utilizar y más cómodo y nos permite tener un mayor control de la temperatura durante el proceso y del producto final evitando sobrecalentamientos. desarrollar una receta de flan sin huevo mediante microondas apta para intolerantes al huevo, enfermos de cáncer, y disfágicos. tener una primera aproximación de las posibilidades de los ultrasonidos en cocina, valorándolos de poco interés culinario en las condiciones estudiadas
5. PONENCIAS/ PUBLICACIONES Presentación del Rotaval y del Spheral. 6-09-07, Barcelona 5-10-07, Vilanova i la Geltru 29-10-07, Sede de Alícia, Món St Benet ECCO14, Congreso contra el cáncer. 23-11-07, Barcelona Reunió Oncologia Althaia-Manresa 8-02-08, Sede de Alícia, Món St Benet Evolución de la cocina al vacío. 11-06-08, París 30-06-08, Zaragoza 3-09-08, Mallorca 1/2-12-08, Valencia 24-11-08, San Sebastián 5/6-11-09, Sede de Alícia Alícia mirando al FUTURAL. 10-04-08, Madrid Presentación del futuro estudio para diabéticos. 11-10-08, Barcelona Presentación recetarios para PKU. 11-10-08, Sede de Alícia, Món St Benet Visita instalaciones IRTA-CENTA por televisión TV3 02-04-09, Monells Forum Técnio 28-10-09, Barcelona Presentación del zumo de zanahoria presurizado Jornada sobre l´envasat i la transformació dels products de la mar 24-04-09, Monells Aplicaciones sociales de la investigaciones tecnológicas de Alícia 5-11-09, Palermo Presentación resultados FUTURAL Ponencia sobre Rotaval Flemish Primitives, Brujas 8 de febrero 2010 Presurización de bivalvos-con el Chef Joan Roca BCN Vanguardia, Alimentaria 2010 23 de marzo 2010 Presentación resultados FUTURAL- IRTA/Alícia Jornada de inmersión estratégica del clúster catalán de elaboraciones de productos gourmet, Girona 14 de enero 2011 Presurización de bivalvos- con el Chef Joan Roca Madrid Fusión 2011 27 de enero 2011 Presentación resultados estudio caviar de melón IRTA/Alícia Euro-mediterranean Symposium for Fruit & Vegetable Processing, Avignon 18 – 21 de abril 2011