ES2265556T3 - Congelacion de vegetales. - Google Patents
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Abstract
Un procedimiento para la producción de un vegetal congelado o parte del mismo, en el que dicho procedimiento comprende las etapas de: (i) someter un vegetal o parte del mismo a un tratamiento de consistencia seleccionado entre: a) inmersión del vegetal o parte del mismo en una solución de una sal de calcio, b) calentamiento del vegetal o parte del mismo hasta una temperatura en el intervalo de 50 a 70ºC, y c) una combinación de a) y b); (ii) sub-enfriamiento hasta una temperatura del núcleo inferior a o igual a -5ºC; (iii) reducción de la temperatura a menos de o igual a - 18ºC.
Description
Congelación de vegetales.
La invención se refiere a un procedimiento para
la congelación de vegetales y los vegetales congelados
proporcionados por el mismo. De forma más particular, la invención
se refiere a un procedimiento de congelación que proporciona
vegetales congelados de excelente calidad cuando se descongelan para
consumo.
Ha habido varios intentos en la técnica para
mejorar la calidad de vegetales que se han almacenado congelados
por medio del procedimiento de congelación aplicado.
Además se han realizado intentos para mejorar la
calidad mediante la variación del procedimiento aplicado antes de
la congelación. En particular, se sabe que la adición de calcio y/o
el uso de calentamiento a baja temperatura (es decir, a una
temperatura en el intervalo de 50 a 70ºC) antes de la congelación
aumenta la retención de consistencia durante la subsiguiente
cocción de vegetales congelados (véase, por ejemplo, C.C. Seow y
col., ASEAN Food Journal, 1991, 6(3), 104 a 108; documentos
US 5.607.712 A; US 3.136.642 A; JP 2002209545 A; GB 1.083.817 A; JP
08140570 A; y JP 2000253812 A).
La patente de Estados Unidos 3.736.154 describe
un procedimiento de congelación ultralento que describe el
mantenimiento de membranas de células intactas en el producto por
medio de un régimen de congelación con una velocidad de
enfriamiento de aproximadamente 0,1 a 0,3ºC por hora. Se describe
que este procedimiento consigue la deshidratación de la célula
interna cuando el agua dentro de la célula se mueve fuera de la
membrana celular cuando se congela sin la destrucción de la membrana
celular.
Desafortunadamente, este procedimiento no es un
enfoque viable para la preparación comercial de vegetales
congelados. No sólo este procedimiento no tolera una etapa de
escaldamiento que es necesaria como una etapa de desactivación
microbiológica y enzimática en procesamiento de vegetales moderno,
sino que también este procedimiento llevar varios días hasta
completarse.
El documento US 6096361 describe un
procedimiento similar de conservación en el que el alimento se
enfría relativamente rápido desde temperatura ambiente hasta cerca
del punto de congelación y luego se enfría lentamente a una
velocidad de enfriamiento gradual de 0,01 a 0,5ºC/hora hasta por
debajo del punto de congelación. Este procedimiento de
conservación no por congelación puede continuarse luego con un
tratamiento de congelación rápido para conseguir un alimento en el
que las células exteriores del alimento están congeladas y la célula
interior se conserva en un estado no congelado. Se describe que el
agua libre se mueve desde el fluido intracelular hasta el fluido
extracelular, dando lugar a la dilución simultánea del fluido
extracelular y concentración del fluido intracelular, lo que
facilita que el fluido extracelular se congele e, inversamente,
dificulta que el fluido intracelular se congele.
Se describe un procedimiento de congelación
alternativo de la técnica anterior para mejorar la calidad del
vegetal congelado en la patente europea 0554468 B1 en la que se
cuecen y congelan patatas. Se describe la congelación como un
procedimiento de 2 etapas en el que, en una etapa inicial, el núcleo
de las patatas se mantiene en la fase de cristalización del agua
durante un periodo de 15 a 60 minutos. En una segunda etapa continúa
la congelación a baja temperatura hasta una temperatura de
almacenamiento de -20ºC.
Nuestra solicitud de patente europea nº 02251681
describe un procedimiento para la producción de un vegetal congelado
o parte del mismo, en el que dicho procedimiento comprende las
etapas:
(i) tratamiento con calor de un vegetal o parte
del mismo;
(ii) sub-enfriamiento hasta una
temperatura de núcleo máxima inferior a o igual a -5ºC;
(iii) reducción de la temperatura del núcleo
inferior a o igual a -18ºC;
El procedimiento da lugar a un vegetal o parte
del mismo congelado que comprende un contenido de hielo en núcleo,
en el que al menos el 40% de dicho contenido de hielo en núcleo está
localizado dentro de una pluralidad de estructuras celulares, en
las que el perímetro de cada estructura celular está definido por
una pared celular. El procedimiento de congelación puede eliminar
prácticamente la formación de hielo fuera de la pared celular del
tejido vegetal y proporcionar así una textura, apariencia y por
tanto calidad de producto que no era posible previamente en
vegetales congelados.
Sub-enfriamiento se refiere a la
reducción de la temperatura del vegetal o parte del mismo hasta una
temperatura por debajo del punto de congelación (es decir, la
temperatura a la que es posible la congelación) sin que tenga lugar
la formación de cristales de hielo.
El núcleo se refiere a la parte del vegetal o
parte del mismo que se encuentra al menos a 5 mm desde la superficie
de contacto con aire externo. Preferiblemente el núcleo se refiere
a la parte del vegetal o parte del mismo que se encuentra a al
menos 10 mm desde la superficie de contacto con aire externo, lo más
preferiblemente a al menos 15 mm desde la misma.
Hielo extra-celular es una
expresión usada para definir hielo formado fuera de los confines de
estructuras celulares, en los que el perímetro de cada estructura
celular está definido por una pared celular. Por tanto se deduce
que hielo intra-celular se refiere a hielo formado
dentro de los confines de dichas estructuras celulares, es decir,
dentro de los confines de una pared celular.
El contenido en hielo del núcleo y la proporción
del mismo que es intra-celular o
extra-celular en su formación está determinado por
el siguiente procedimiento que usa microscopía electrónica de
barrido a baja temperatura.
Muestras vegetales selladas en bolsas de
politeno y que se han almacenado a -80ºC se mantuvieron en frío
durante análisis mediante transferencia de las mismas al
laboratorio de microscopía electrónica de barrido en una caja
aislada que contiene dióxido de carbono. Se cortaron
sub-muestras de 5 mm x 5 mm x 10 mm de los vegetales
elegidos usando una hoja de escalpelo pre-enfriada
con nitrógeno líquido en donde se llevó a cabo el corte sobre una
placa de aluminio situada sobre un lecho de dióxido de carbono
sólido para mantener la temperatura de la muestra.
Estas sub-muestras se montaron
sobre una depresión cónica de 7 mm en un adaptador del microscopía
electrónica de barrido de aluminio de 10 mm de diámetro usando
compuestos Tissue-Tek (disponibles en Sakura y que
comprende < 11% de poli(alcohol vinílico), < 5% de
carbowax y al menos 85% de ingredientes no reactivos) en el momento
de la congelación y se sumerge inmediatamente en un gel de
nitrógeno. El adaptador y la sub-muestra se
montaron sobre un soporte y se transfiere a una cámara de
preparación a baja temperatura CP2000 de Oxford Instruments
bombeada con una estación de vacío Edwards 306 (666,61 x 10^{-7}
Pa) mediante una cámara de aire. Se dejó calentar la muestra hasta
-95ºC y luego se fracturó usando la punta de una hoja de escalpelo.
Después de atacar el hielo durante 5 minutos se enfrió la muestra
hasta -110ºC y se recubrió con oro/paladio (6 mA, 6 x 10^{-1}
mbar (0,06 kPa) de argón, 20 segundos). Se dejó recuperar el vacío
hasta 666,61 x 10^{-7} Pa y se transfirió la muestra a una fase
fría Cressington Instruments en una microscopía electrónica de
barrido de emisión de campo a baja temperatura JEOL 6301F usando un
dispositivo de transferencia por cámara de aire.
Se examinaron muestras a -150ºC y se identificó
el hielo como depresiones atacadas en la topografía de la
superficie de fractura. Se grabaron imágenes del hielo intra y
extracelular digitalmente a x 100 y estas imágenes se cuantificaron
luego usando un sistema de análisis de imagen KS 400 de Zeiss
(Imaging Associates). El contenido en hielo intracelular y
extracelular para el núcleo se refiere a un % del hielo total
observado en una imagen que está localizado dentro y fuera de las
paredes celulares respectivamente.
La etapa de tratamiento con calor descrita en la
solicitud de patente europea número 02251681 se dice que es
suficiente para destruir las membranas celulares dentro del material
vegetal y haciéndolo así proporciona una concentración de soluto
uniforme a lo largo de los tejidos ya que la difusión libre
equilibra los niveles de soluto. Este es un precursor necesario
para las subsiguientes etapas de enfriamiento en el procedimiento
ya que cualquier variación en la concentración de soluto dará lugar
a variación relativa en la temperatura a la que tendrá lugar la
congelación y con ello se reduce la capacidad para conseguir
sub-enfriamiento efectivo.
Se establece que el tratamiento con calor de
vegetales puede llevar a cabo también un número de otras funciones
proporcionando la pasteurización del material vegetal y la
desactivación de enzimas que aceleran el deterioro vegetal tal como
lipoxigenasas.
Preferiblemente el tratamiento con calor se
emprende mediante escaldamiento ya que esto da lugar a la
destrucción de membranas celulares y a la inactivación de algunos o
todos los enzimas endógenos presentes.
Se ha encontrado ahora que si la etapa de
tratamiento con calor es reemplazada por el tratamiento de
consistencia hay una mejora significativa en la textura cocinada de
los vegetales en comparación con los vegetales sometidos a
procedimientos de congelación comerciales convencionales.
De acuerdo con lo anterior, se proporciona un
procedimiento para la producción de un vegetal o parte del mismo
congelado, en el que dicho procedimiento comprende las etapas:
(i) someter un vegetal o parte del mismo a un
tratamiento de consistencia seleccionado entre:
- a)
- inmersión del vegetal o parte del mismo en una solución de una sal de calcio.
- b)
- calentamiento del vegetal o parte del mismo hasta una temperatura en el intervalo de 50 a 70ºC, y
- c)
- una combinación de a) y b);
(ii) sub-enfriamiento hasta una
temperatura del núcleo inferior a o igual a -5ºC
(iii) reducción de la temperatura a menos de o a
-18ºC.
El procedimiento de la presente invención
proporciona vegetales congelados de gran calidad para el consumidor,
y más en particular proporciona vegetales congelados que, cuando se
descongelan, dan lugar a una textura y apariencia de producto que
recuerda muy estrechamente a la de los vegetales frescos.
La adición de calcio a vegetales es conocida por
limitar el reblandecimiento que los vegetales sufren tras el
subsiguiente calentamiento a mayor temperatura, tal como enlatado o
cocción. Sin embargo, los beneficios de calidad de la adición de
calcio antes de la congelación convencional se encuentran un poco
limitados. De forma sorprendente la combinación de adición de
calcio y el régimen de congelación controlado de acuerdo con la
invención proporciona una mejora significativa.
La pectina es un componente clave de las paredes
celulares de vegetales y frutas y existe en la forma de una red de
gel. La pectina en las láminas intermedias entre las paredes
celulares primarias de células adyacentes actúa esencialmente como
un adhesivo entre las células, mientras la matriz de pectina dentro
de la pared celular primaria misma se cree que controla la
porosidad. Enzimas presentes dentro del tejido pueden actuar sobre
la pectina provocando que cambie en su estructura y propiedades. Por
ejemplo, la pectinmetilesterasa puede
des-esterificar la pectina. La presencia o adición
de calcio puede conducir entonces a que se formen reticulaciones
entre las moléculas de pectina, que pueden fortalecer la red de
pectina. Este cambio en la estructura y propiedades del gel de
pectina puede producir diferentes propiedades de tejido, por
ejemplo, puede reducir el reblandecimiento del tejido tras
calentamiento, mediante la limitación de la pérdida en la adhesión
celular.
Sales de calcio adecuadas incluyen sulfato de
calcio, cloruro de calcio, citrato de calcio, fosfato de monocalcio
y mezclas de los mismos. Las sales se usan en solución acuosa por lo
general a una concentración de 0,1 a 10% de calcio, por ejemplo, 1%
de calcio. Los vegetales o porciones de vegetales están inmersos en
la solución, por lo general durante un periodo de 2 a 30 minutos,
por ejemplo, aproximadamente 15 minutos.
Se sabe que el tratamiento de consistencia a
baja temperatura que comprende el calentamiento hasta una
temperatura en el intervalo de 50 a 70ºC aumenta la retención de
consistencia en vegetales en subsiguientes tratamientos a alta
temperatura tales como cocción. Se sabe que la actividad de la
pectinmetilesterasa se ve aumentada por tal fase de calentamiento y
mediación de consistencia debido a que la desmetilación de la
pectina parece explicar parte de la mayor retención de consistencia
observada. Los beneficios de calidad de la consistencia a baja
temperatura y de la congelación convencional son limitados. Sin
embargo, la combinación de consistencia a baja temperatura y el
régimen de congelación controlado de acuerdo con la invención
proporcionan una mejora significativa. Los vegetales son calentados
hasta una temperatura en el intervalo de 50 a 70ºC durante un
periodo de 5 a 30 minutos, por lo general de aproximadamente 15
minutos.
Los vegetales se pueden someter a ambos
tratamiento de consistencia con calcio y a baja temperatura en
cualquier orden y simultáneamente, por ejemplo, mediante inmersión
en solución de calcio en condiciones ambientales seguido de
inmersión en solución de calcio a 65ºC y de forma opcional inmersión
de nuevo en solución de calcio a temperatura ambiente.
El régimen de congelación controlado comprende
sub-enfriamiento a una temperatura del núcleo máxima
inferior a o igual a -5ºC y reducción de la temperatura del núcleo a
menos de o igual a -18ºC.
Sub-enfriar "el núcleo" del
vegetal o parte del mismo hasta una temperatura máxima inferior a o
igual a -5ºC asegura que se ha eliminado suficiente calor del
material para permitir la formación de hielo rápida y uniforme en
la etapa de congelación (iii) y con ello proporcionar una reducción
significativa en la formación de hielo extracelular.
Preferiblemente el vegetal o parte del mismo es
sub-enfriado hasta una temperatura de -5 a -15ºC,
lo más preferiblemente de -7 a -12ºC. Se ha mostrado que la mera
reducción del núcleo de -1 a -2ºC sin subenfriamiento adicional no
es suficiente para el comienzo rápido de la congelación necesario
para la reducción deseada en hielo extracelular y consiguiente
beneficio del producto.
Con el fin de sub-enfriar de
forma efectiva, sin iniciar la formación de cristal del hielo, la
diferencia de temperatura entre el centro del núcleo y la
superficie del vegetal o parte del mismo se debe mantener en un
mínimo.
Se ha mostrado que las diferencias de
temperatura entre el núcleo y la superficie en el momento del
comienzo de la formación de hielo puede variar de forma muy
significativa con enfoques convencionales para la congelación. Con
la congelación por aire forzado convencional, cuando la superficie
del material vegetal alcanza 0ºC y la formación de hielo comienza,
el núcleo está mucho más caliente y el comienzo de la formación de
hielo en esta región comienza mucho más tarde.
Por sentido común se acepta que cuanto más
rápido cae la temperatura durante la congelación, más rápidamente
tiene lugar la congelación y más favorables son las propiedades que
el vegetal alcanza. La preparación comercial de vegetales
congelados ha buscado por tanto aumentar las velocidades de
enfriamiento del equipo de congelación comercial. Va contra la
intuición y por tanto sorprendente encontrar ahora que cuando la
velocidad de enfriamiento se ralentiza para conseguir un nivel
definido de sub-enfriamiento dentro del núcleo del
vegetal se puede inducir el inicio de la congelación en un producto
casi instantáneamente.
De acuerdo con la presente invención se
proporciona un procedimiento en el que la velocidad de enfriamiento
se ralentiza suficientemente para conseguir sólo una pequeña
diferencia de temperatura entre el núcleo y la superficie y con lo
que se induce sub-enfriamiento en el núcleo del
material vegetal hasta una temperatura máxima inferior a o igual a
-5ºC. La formación de hielo con reducción de temperatura adicional
puede tener lugar entonces en todo el material vegetal a
aproximadamente el mismo tiempo. Esto se ha encontrado que da lugar
a una mayor proporción de formación de cristal de hielo dentro de
las estructuras celulares definidas por las paredes celulares, es
decir, hielo intracelular y propiedades del vegetal más favorables
cuando se consume.
La diferencia de temperatura entre núcleo y
superficie, y también dentro del núcleo mismo depende de la
velocidad de enfriamiento del material vegetal. La velocidad de
enfriamiento depende a su vez del tamaño del material vegetal que
se va a congelar y del área superficial que éste muestra. Se cree
que está dentro de la capacitación del especialista en la técnica
decidir sobre una velocidad de enfriamiento apropiada para conseguir
el sub-enfriamiento hasta la temperatura del núcleo
máxima inferior a o igual a -5ºC para un vegetal de un tamaño y área
superficial determinados.
El análisis sensorial ha confirmado que tanto la
apariencia como la textura de los vegetales preparados de acuerdo
con la presente invención muestran mejoras frente a los
procedimientos de congelación convencionales conocidos en la
técnica y los resultados obtenidos recuerdan estrechamente aquellos
de vegetales no congelados frescos. En particular la consistencia
de los vegetales de acuerdo con la invención es significativamente
mejor frente a vegetales congelados conocidos en la técnica.
Para asegurar el
sub-enfriamiento efectivo se prefiere que la
velocidad de enfriamiento usada para el procedimiento de la
invención mantenga temperaturas máximas y mínimas entre la
superficie y el núcleo dentro de 6ºC entre una y otra,
preferiblemente inferior a o igual a 3ºC, lo más preferiblemente
inferior a 1,5ºC entre una y otra, por ejemplo, se insertan dos
sondas de temperatura en el vegetal, por ejemplo, una patata que se
está enfriando de acuerdo con la invención, la primera a 10 mm desde
la superficie de un tubérculo de patata y la segunda en el centro
del tubérculo; cuando la primera sonda detecta una temperatura de
0ºC la segunda debería leer menos de o igual a +6ºC,
preferiblemente menos de o igual a +3ºC, lo más preferiblemente
menos de +1,5ºC.
Preferiblemente el material vegetal se enfriará
en un congelador por aire forzado en el que el valor de ajuste del
congelador se reduce de forma progresiva de acuerdo con el siguiente
régimen:
- 55 a 65 minutos a 0ºC
- 25 a 35 minutos a -5ºC
- 10 a 20 minutos a -10ºC
- 10 a 20 minutos a -12,5ºC
- +70 minutos a -30ºC
Lo más preferiblemente el material vegetal se
congelará en un congelador por aire forzado en el que el valor de
ajuste del congelador se reduce de acuerdo con el siguiente
régimen:
- 60 a 70 minutos a -12ºC, flujo de aire aguas abajo aproximadamente 1 m/s
- 25 a 35 minutos a -30ºC, flujo de aire aguas abajo aproximadamente 4,5 m/s
La temperatura a la que tiene lugar el comienzo
de la congelación en la etapa (iii) dependerá de la naturaleza del
vegetal que se ve sometido a este procedimiento de congelación de la
velocidad a la que continúa el enfriamiento por debajo de -5ºC así
como también de la presencia o ausencia de agentes nucleantes. El
comienzo de la congelación puede tener lugar en cualquier punto
cuando la temperatura dentro del núcleo esté en un máximo inferior a
-5ºC. De forma típica el comienzo de la congelación tendrá lugar
cuando la temperatura dentro del núcleo esté a una temperatura
máxima de -7ºC a -12ºC.
En una realización del procedimiento al menos el
40% de la formación de hielo dentro del núcleo de dicho vegetal o
parte del mismo en la etapa (iii) tiene lugar dentro de una
pluralidad de estructuras celulares, en las que el perímetro de
cada estructura celular está definido por una pared celular.
Preferiblemente al menos el 60% de dicha formación de hielo tiene
lugar dentro de dicha pluralidad de estructuras celulares, más
preferiblemente el 80%. Lo más preferiblemente el 90% de la
formación de hielo en el núcleo de dicho vegetal o parte del mismo
tiene lugar dentro de dicha pluralidad de estructuras celulares.
En un vegetal preparado de acuerdo con la
presente invención se prefiere que al menos el 60% de dicha
formación de hielo tenga lugar dentro de dicha pluralidad de
estructuras celulares, más preferiblemente el 80%. En una
realización más preferida el 90% de la formación de hielo en el
núcleo de dicho vegetal o parte del mismo tiene lugar dentro de
dicha pluralidad de estructuras celulares de modo que estos
vegetales recuerden muy estrechamente la apariencia y textura de
vegetales frescos.
Se ha demostrado el efecto de la formación de
hielo extra-celular sobre la estructura celular del
material vegetal, en el que la cavitación en vegetales
descongelados provocada por crecimiento de hielo
extra-celular se ha evaluado de forma
cuantitativa.
Se han llevado a cabo medidas para demostrar las
diferencias en la interrupción de las estructuras celulares en
vegetales descongelados entre congelación convencional y congelación
mediante un procedimiento de la invención.
Procedimiento de fijación: las piezas de tejido
fueron recibidas ya descongeladas. Estas se transfirieron a alcohol
formol-acético (FAA) de fijación a temperatura
ambiente y se deja que se fijen durante no menos de 72 horas.
Embebimiento & seccionamiento: después de la
fijación, se deshidrataron las piezas de tejido y se embebieron en
cera de parafina. Estas se seccionaron luego hasta un espesor
nominal de 5 \mum, y se montaron sobre portaobjetos de vidrio.
Se cortaron secciones a partir de las piezas de
tejido que se habían sometido a los diferentes tratamientos de
congelación. Se seleccionaron tres imágenes de cada sección, dos de
lados opuestos de la sección de tejido (evitando tejidos muy
próximos al extremo de la sección) y una imagen cerca de la mitad.
Se tuvo cuidado para asegurar que no había solapamiento entre los
campos.
Para el aumento de imagen se convirtieron las
imágenes en primer lugar a formato B/W (18 bits) y se aumentó en
gran medida el contraste de imagen mediante realización de un
desplazamiento campo abajo de 100 píxeles de valor de la imagen
entera, seguido de re-variación hasta su intervalo
dinámico completo (intervalo de valor de píxel de 0 a 255). Esto
deja las paredes celulares en un gris muy oscuro y el resto de la
imagen un gris muy claro.
Se identificaron las cavidades de hielo a ojo a
partir de su morfología. Usando el seleccionador de intervalo
"varita mágica", fijado a una tolerancia de \pm 15, con el
control de contigüidad conectado, se seleccionaron las cavidades de
forma manual y se rellenaron con blanco (valor de píxel = 255). El
resto de la imagen se volvió negra (valor de píxel = 0).
Se realizaron medidas en un analizador de imagen
Kontron KS300. Se recontaron el número total de píxeles en las
cavidades de hielo (medido como un área rellena - es decir,
tratamiento de cualquier pequeña inclusión dentro de las cavidades
como si no estuvieran ahí), se sumaron conjuntamente y se expresaron
como un porcentaje de los píxeles en la imagen entera.
Para los fines de la presente invención se
pueden seleccionar un vegetal o parte del mismo del grupo que
comprende patata, colinabo, nabo, calabaza, cebolla, brócoli,
tomate, calabacín, berenjena, castaña de agua, pimiento, seta,
guisantes, zanahoria, espinaca, guisantes azucarados, judías verdes
y habas verdes. Lo más preferiblemente dicho vegetal o parte del
mismo es tomate.
Se pueden usar fácilmente vegetales o partes de
los mismos de acuerdo con la presente invención en una variedad de
productos alimenticios congelados para catering comercial o
domésticos. En particular son idealmente adecuados vegetales de la
presente invención para comidas ya preparadas congeladas donde su
textura superior mejora de forma considerable la calidad del
producto. Por lo tanto, un aspecto más de la invención se refiere al
uso de un vegetal o parte del mismo como se describió anteriormente
en una comida congelada.
Las figuras 1 a 3 representan diagramas de
fuerza (N) frente a desplazamiento (mm) obtenidos a partir de
ensayos mecánicos de compresión realizados sobre muestras de los
ejemplos 1 a 3 respectivamente y
Las figuras 4 a 7 representan imágenes de
microscopía electrónica de barrido a baja temperatura realizados
sobre muestras del ejemplo 3.
Las figuras 8 y 9 representan diagramas de
fuerza (N) frente a desplazamiento (mm) obtenidos a partir de
ensayos mecánicos de compresión realizados sobre muestras de los
ejemplos 4 y 5 respectivamente.
La invención se ilustrará mediante los
siguientes ejemplos en los que se usaron las siguientes
técnicas:
El procedimiento de congelación usó una cámara
de ensayo ambiental Montford. Esta pieza de aparato programable es
capaz de producir gradientes de temperatura controlados muy
finamente de forma reproducible. El programa usado da lugar a un
gradiente lineal desde +10º hasta -30ºC durante 16 horas. Se
transfirieron los vegetales a la cámara y luego se congelaron
usando el programa de gradiente de 16 horas.
Los diagramas mecánicos muestran ensayos
mecánicos de compresión típicos sobre piezas de tomate cortadas del
pericarpio exterior de varias frutas. Las piezas fueron congeladas
en crudo o bien se calentaron y/o sumergieron inicialmente en
solución de calcio como se describe en la invención, antes de ser
congeladas mediante el procedimiento de la invención o mediante
congelación por aire forzado convencional. Después de la congelación
se descongelaron las piezas mediante inmersión en agua ambiente.
Para cada régimen se ensayaron diez piezas y se seleccionó un
diagrama fuerza-desplazamiento típico para
representar cada régimen.
Para los fines de los ensayos mecánicos se
cortaron cilindros de 1 cm de diámetro de tejido del pericarpio del
tomate usando un perforador. Estas piezas se procesaron como se
describió previamente. El cilindro de tejido se comprimió luego con
una placa plana hasta aproximadamente una deformación del 70 a 80% a
una velocidad de cabezal de 2400 mm/min usando un sistema de ensayo
servo-hidráulico serie HC10 de Dartec.
Se llevó a cabo la cocción de las porciones de
tomate (tomates enteros cortados en 4 a 6 porciones mientras están
aún congelados). Las porciones se cocinaron mediante fritura en
aceite hasta que alcanzaron una temperatura de al menos 70ºC.
\vskip1.000000\baselineskip
Se llevaron a cabo los siguientes ensayos:
Se sumergieron piezas de tomate en solución de
cloruro de calcio al 1% durante 15 minutos seguido de congelación
mediante enfriamiento controlado (EC). Se cocieron luego piezas de
tomate congeladas. Piezas intactas aparentemente con piel aún
adherida, liberaron mínimo fluido y una textura consistente en boca
y al tenedor.
Se congelaron piezas de tomate crudo mediante
enfriamiento controlado. Se cocieron piezas de tomate congeladas.
Las piezas de tomate cocidas eran muy blandas, húmedas, pierden
bastante fluido y la piel llega a desprenderse de la pulpa.
Se congelaron piezas de tomate crudo en un
congelador por aire forzado convencional regulado a -30ºC durante
todo el proceso de congelación.
Se cocieron las piezas de tomate congeladas. Las
piezas de tomate cocidas eran similares a las del ensayo b)
(crudo/EC).
Se sumergieron piezas de tomate crudo en
solución de cloruro de calcio al 1% durante 15 minutos seguido de
congelación en un congelador por aire forzado convencional regulado
a -30ºC en todo el proceso de congela-
ción.
ción.
Se cocieron piezas de tomate congeladas. Las
piezas de tomate cocidas estaban menos intactas que las del ensayo
a) y se deshicieron con un tenedor.
Se realizaron ensayos mecánicos de compresión
sobre muestras descongeladas de los ensayos a) (Ca/EC), b)
(crudo/EC) y d) (Ca/congelación por aire forzado). Se indican los
resultados en la figura 1.
Se apreciará en la figura 1 que la resistencia
(máxima fuerza antes de que se deshaga) es mayor para las muestras
descongeladas tratadas de acuerdo con la invención (Ca/EC) que las
muestras tratadas mediante crudo/EC o Ca/congelación por aire
forzado. El gradiente inicial (rigidez) y área bajo la curva antes
de deshacerse (energía para deshacerse) son también mayores. Estos
parámetros mecánicos son conocidos por relacionarse con la textura
percibida en boca (consistencia) del tejido.
\newpage
Se realizaron los siguientes ensayos:
Se sumergieron piezas de tomate en agua a 65ºC
durante 15 minutos seguido de congelación mediante enfriamiento
controlado. Se cocieron las piezas de tomate congeladas.
Ensayo b) como en el ejemplo 1.
Ensayo c) como en el ejemplo 1.
Se sumergieron piezas de tomate en agua a 65ºC
durante 15 minutos seguido de congelación en un congelador por aire
forzado convencional regulado a -30ºC durante todo el proceso de
congelación.
Se cocieron las piezas de tomate congeladas. Los
resultados de los ensayos a) a d) se resumen en la siguiente
tabla.
\vskip1.000000\baselineskip
| Ensayo | Resultado tras cocción |
| c) Crudo/congelación por aire forzado | Muy mullido/difícil de cortar; pericarpio forma pasta |
| d) 65C/congelación por aire reforzado | Menos mullido, pero blando, aguado |
| b) Crudo/EC | Más consistente, más estructura en tomate; más fácil de cortar |
| a) 65C/EC | Más consistente al corte |
\vskip1.000000\baselineskip
Se realizaron ensayos mecánicos de compresión
sobre muestras descongeladas de ensayos a), b) y c). Se indican los
resultados en la figura 2.
Se observará a partir de la figura 2 que la
resistencia de las muestras tratadas de acuerdo con la invención
(65C/EC) es superior a las otras muestras.
\vskip1.000000\baselineskip
Se realizaron los siguientes ensayos:
Se sumergieron piezas de tomate en solución de
cloruro de calcio al 1% a temperatura ambiente durante 5 minutos,
seguido de inmersión en solución de cloruro de calcio al 1% a 65ºC
durante 5 minutos seguido de inmersión en solución de cloruro de
calcio al 1% a temperatura ambiente durante 5 minutos.
Después de esto se congelaron las piezas de
tomate mediante enfriamiento controlado.
Los ensayos b), y c) se repitieron como en el
ejemplo 2. El ensayo d) fue el mismo que el ensayo a) anterior,
excepto en que se usó congelación por aire forzado en lugar de
enfriamiento controlado.
Se realizaron ensayos mecánicos de compresión
sobre muestras descongeladas del ensayo a) y se compararon con
muestras descongeladas de b) no tratadas/enfriadas de forma
controlada (crudo/EC), c) no tratadas/congeladas de forma
convencional (cruda/congelación por aire forzado) y d) consistencia
con calcio/congeladas de forma convencional (Ca/congelación por aire
forzado). Se indican los resultados en la figura 3.
Se observará a partir de la figura 3 que la
resistencia de las muestras tratadas de acuerdo con la invención
(Ca65C/EC) es superior a la de las otras muestras. El gradiente
inicial (rigidez) y área bajo la curva antes de deshacerse (energía
hasta deshacerse) son también superiores.
Se mantuvieron en frío muestras de tomate
congeladas en bolsas de politeno selladas que se habían conservado a
-80ºC mediante transferencia de las mismas al laboratorio de
microscopía electrónica de barrido en una caja aislada que contenía
dióxido de carbono.
Se cortaron sub-muestras de
aproximadamente 5 mm x 5 mm x 10 mm 10 mm desde el extremo exterior
de cada muestra usando una hoja de escalpelo
pre-enfriada con nitrógeno líquido. Se llevó a cabo
el corte sobre una placa de aluminio colocada sobre un lecho de
dióxido de carbono sólido para mantener la temperatura de la
muestra. Se montaron las sub-muestras sobre una
depresión cónica de 7 mm en un adaptador de microscopio electrónica
de barrido de aluminio de 10 mm de diámetro usando el compuesto
TissueTek en el punto de congelación e inmediatamente se sumerge
en el gel de nitrógeno. El adaptador + muestra se montó sobre un
soporte y se transfirió a una cámara de preparación a baja
temperatura Oxford Instruments CP2000 bombeada con una estación de
vacío Edwards 306 (666,61 x 10^{-7} Pa) mediante una cámara de
aire. Se dejó calentar la muestra hasta -95ºC y se fracturó usando
la punta de una hoja de escalpelo. Después de atacar el hielo
durante 5 minutos se enfrió la muestra hasta -110ºC y se recubrió
con oro/paladio (6 mA, 6 x 10^{-1} mbar (0,06 kPa) de argón, 20
segundos). Se dejó recuperar el vacío hasta 666,61 x 10^{-7} Pa y
se transfirió la muestra a una fase fría de Cressington Instruments
en una microscopía electrónica de barrido de emisión de campo a baja
temperatura JEOL 6301F usando un dispositivo de transferencia por
cámara de aire.
Se examinaron las muestras a -150ºC y se
identificó el hielo como depresiones atacadas en la topografía de
la superficie de fractura. Se grabaron digitalmente imágenes
representativas del hielo intra y extracelular a x 100 y estas
imágenes se cuantificaron luego usando un sistema de análisis de
imagen KS 400 de Zeiss (Imaging Associates).
Las figuras 4 a 7 son imágenes de LTSEM para
muestras de tomate sometidas a Ca65C/EC, crudo/EC, crudo/congelación
por aire forzado y crudo/congelación por aire forzado
respectivamente.
La figura 4 muestra cristales de hielo dentro de
las células y estructura de tejido intacta. El tejido es consistente
cuando se descongela.
La figura 5 muestra cristales de hielo de gran
tamaño, algunos en células con algunas células intactas y tejidos
dañados.
La figura 6 muestra cristales de hielo de gran
tamaño con estructura de tejido muy dañada. El tejido es blando y
aguado cuando se descongela.
La figura 7 también muestra cristales de hielo
de gran tamaño y tejido muy dañado.
\vskip1.000000\baselineskip
Se trataron patatas recién cosechadas enteras
(variedad Charlotte) y se analizaron como sigue:
Se sometieron tubérculos enteros (intervalo de
tamaño de 30 a 40 g) a un tratamiento de consistencia mediante
inmersión en agua calentada a 65ºC durante 10 minutos y luego se
dejaron enfriar al aire durante 10 minutos a temperatura ambiente.
Se escaldearon luego las patatas mediante inmersión durante 12
minutos en agua hirviendo. Se escaldaron también otras patatas del
mismo lote que no se habían sometido a tratamiento de consistencia a
65ºC en agua hirviendo durante 12 minutos.
Las patatas con consistencia y sin consistencia
se congelaron luego bien de forma convencional en congelador por
aire forzado o mediante enfriamiento controlado. Después de la
congelación los tubérculos se descongelaron por inmersión en agua a
temperatura ambiente. Se cortaron muestras de cada régimen de
procesamiento de la región de la parénquima de diferentes
tubérculos, se cortaron piezas en cubos de 1 cm usando una hoja de
escalpelo. Se comprimieron las piezas con una placa plana hasta
deformación del 70 a 80% a una velocidad del cabezal de 2400 mm/min
usando un sistema de ensayo servo-hidráulico serie
HC10 de Dartec. Para cada procedimiento se ensayaron seis piezas de
diferentes tubérculos. Se muestra en la figura 8 un diagrama de
fuerza frente a desplazamiento
típico.
típico.
Se puede apreciar a partir de la figura 8 que la
rigidez (gradiente inicial), resistencia (fuerza máxima requerida
antes de deshacerse) y área bajo la curva antes de deshacerse son
todos ellos mayores para las piezas de patata que se han sometido a
un tratamiento de consistencia y luego congelado mediante el
procedimiento de enfriamiento controlado. Se acepta que estos
parámetros mecánicos se relacionan con la percepción de textura de
trozos de alimentos en boca y muestran claramente una mayor
retención de los atributos típicos de los vegetales de gran
calidad.
Se añadieron patatas enteras congeladas
producidas mediante cada uno de los cuatro regímenes descritos en
el ejemplo 4 a una cacerola de agua hirviendo durante 17 minutos
hasta que se juzgó que está completamente cocido. Se sirvió luego
cada una de las muestras en un orden aleatorio para la prueba de
gusto y se valoró respecto a una serie de atributos de apariencia y
textura.
Las patatas que se habían congelado mediante
enfriamiento controlado estaban más intactas, no mostraron
escisiones en la piel y eran más consistentes al corte y sabor que
los tubérculos que se habían congelado de forma convencional con o
sin un tratamiento de consistencia. Sin embargo, las patatas que se
habían sometido a un tratamiento de consistencia antes de ser
congeladas mediante el procedimiento de enfriamiento controlado
mostraron una mejora incluso mayor en textura con una textura
consistente, cerosa, muy próxima a la de una patata fresca, no
congelada de gran calidad.
\vskip1.000000\baselineskip
Se cortaron raíces de zanahoria en piezas de
aproximadamente 50 g y se trataron como sigue:
Se sometieron piezas de zanahoria a un
tratamiento de consistencia mediante inmersión durante 20 minutos en
agua calentada a 65ºC y luego se dejaron enfriar al aire durante 10
minutos a temperatura ambiente. Las piezas de zanahoria se
escaldaron luego mediante inmersión durante 8 minutos en agua
hirviendo. Otras piezas de zanahoria del mismo lote que no se
habían sometido a tratamiento de consistencia a 65ºC fueron también
escaldadas en agua hirviendo durante 8 minutos.
Se congelaron luego zanahorias con tratamiento
de consistencia y sin tratamiento de consistencia, bien de forma
convencional en congelador por aire forzado, o mediante enfriamiento
controlado. Después de congelar las piezas estas se descongelaron
mediante inmersión en agua a temperatura ambiente. Se cortaron las
muestras de cada régimen de procesamiento en cubos de 1 cm de la
región de la resina de diferentes piezas de la raíz usando una hoja
de escalpelo. Se comprimieron las piezas con una placa plana hasta
deformación de 70 a 80% a una velocidad del cabezal de 2400 mm/min
usando un sistema de ensayo servo-hidráulico serie
HC10 de Dartec. Se ensayaron para cada procedimiento seis piezas de
diferentes raíces. Se muestra en la figura 9 un diagrama de fuerza
frente a desplazamiento
típico.
típico.
Se puede apreciar a partir de la figura 9 que la
resistencia (fuerza máxima requerida antes de deshacerse) y el área
bajo la curva antes de deshacerse son todos mayores para las piezas
de zanahoria que se han sometido a un tratamiento de consistencia y
luego congelado mediante enfriamiento controlado. Se acepta que
estos parámetros mecánicos se relacionan con la percepción de
textura de trozos de alimentos en boca y muestran claramente una
mayor retención de los atributos típicos de vegetales de gran
calidad.
\vskip1.000000\baselineskip
Valoración sensorial de piezas de tomate
congeladas.
Este ejemplo compara la valoración sensorial de
comidas preparadas a partir de piezas de tomate congeladas que se
congelaron mediante congelación por aire forzado convencional o por
enfriamiento controlado con y sin un tratamiento de consistencia con
calor.
Se añadieron piezas de tomate salado congeladas
a una comida congelada que se fríe revolviendo durante 13
minutos.
La apariencia de la comida se evaluó mediante un
conjunto de 16 asesores sensoriales experimentados. Se presentó la
comida sobre platos chinos blancos. Cada muestra contenía 8 piezas
de tomate entre arroz. El peso total de la comida era de 200 g.
Se evaluaron los siguientes atributos como
sigue:
La cantidad de piezas de gran tamaño, enteras de
tomate que parecían estar presentes en toda la muestra completa
sobre el plato.
Si las piezas de tomate parecían ser estables
por sí mismas o colapsan.
El grado en el que las piezas de tomate
individuales en la muestra están intactas o rotas.
Lo siguiente contiene las valoraciones medias
ajustadas para cada una de las cuatro muestras en términos de
apariencia del tomate. (Valores seguidos de la misma letra no son
significativamente diferentes (p = 0,05)).
| Atributo | Crudo | Trat. con calor | Crudo | Trat. con calor |
| Congelación por aire | Congelación por aire | EC | EC | |
| forzado | forzado | |||
| Impresión de piezas enteras | 2,99a | 3,22ab | 3,72b | 4,46c |
| Resistencia estructural | 2,51ab | 2,14a | 2,92b | 3,5c |
| Integridad de piezas | 2,49a | 2,68ab | 3,08bc | 3,5c |
Los datos muestran que la muestra tratada con
calor enfriada controlada dio la impresión de tener
significativamente más piezas de tomate enteras con más resistencia
estructural que cualquiera de las otras muestras.
Se determinó asimismo que las piezas de tomate
en la muestra tratada con calor enfriada controlada están
significativamente más intactas que cualquiera de las muestras
congeladas por aire forzado. Las piezas de tomate en la muestra
tratada con calor enfriada controlada se valoraron también más
intactas que la muestra no tratada con calor enfriada controlada
pero la diferencia no era significativa (p = 0,05).
Claims (16)
1. Un procedimiento para la producción de un
vegetal congelado o parte del mismo, en el que dicho procedimiento
comprende las etapas de:
(i) someter un vegetal o parte del mismo a un
tratamiento de consistencia seleccionado entre:
- a)
- inmersión del vegetal o parte del mismo en una solución de una sal de calcio,
- b)
- calentamiento del vegetal o parte del mismo hasta una temperatura en el intervalo de 50 a 70ºC, y
- c)
- una combinación de a) y b);
(ii) sub-enfriamiento hasta una
temperatura del núcleo inferior a o igual a -5ºC;
(iii) reducción de la temperatura a menos de o
igual a -18ºC.
2. Un procedimiento como se reivindica en la
reivindicación 1, en el que la sal de calcio se selecciona entre
cloruro de calcio, sulfato de calcio, citrato de calcio, monofosfato
de calcio y mezclas de los mismos.
3. Un procedimiento como se reivindica en la
reivindicación 1 o reivindicación 2, en el que la solución de la sal
de calcio comprende de 0,1 a 10% de calcio.
4. Un procedimiento como se reivindica en la
reivindicación 3, en el que la solución de la sal de calcio
comprende calcio al 1%.
5. Un procedimiento como se reivindica en
cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el vegetal
o parte del mismo se sumerge en la solución de la sal de calcio
durante un periodo de 2 a 30 minutos.
6. Un procedimiento como se reivindica en
cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el vegetal
o parte del mismo se calienta hasta una temperatura de 50 a 70ºC
durante un periodo de 2 a 30 minutos.
7. Un procedimiento como se reivindica en la
reivindicación 6, en el que la temperatura es de 65ºC.
8. Un procedimiento como se reivindica en
cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el
tratamiento de consistencia comprende la inmersión del vegetal o
parte del mismo en una solución de sal de calcio a temperatura
ambiente y la inmersión del vegetal o parte del mismo en una
solución acuosa a una temperatura de 50 a 70ºC (con o sin presencia
de sal de calcio) en cualquier orden.
9. Un procedimiento como se reivindica en la
reivindicación 8, en el que el tratamiento de consistencia comprende
las etapas de:
inmersión del vegetal o parte del mismo en una
solución de sal de calcio a temperatura ambiente durante un periodo
de 2 a 30 minutos; después de lo cual
se sumerge el vegetal o parte del mismo en una
solución de sal de calcio a una temperatura de 50 a 70ºC durante un
periodo de 2 a 30 minutos, y
de forma opcional, inmersión del vegetal como
parte del mismo en una solución de sal de calcio durante un periodo
de 2 a 30 minutos.
10. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera
de las reivindicaciones precedentes, en el que al menos el 40% de
la formación de hielo dentro del núcleo de dicho vegetal o parte del
mismo en la etapa (iii) tiene lugar dentro de una pluralidad de
estructuras celulares, en las que el perímetro de cada estructura
celular está definido por una pared celular.
11. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera
de las reivindicaciones precedentes, en el que dicho vegetal o
parte del mismo se selecciona del grupo que comprende patata, nabo
sueco, nabo, calabaza, cebolla, brócoli, tomate, calabacín,
berenjena, castaña de agua, pimiento, seta, guisantes, guisantes
azucarado, espinaca, judías verdes, zanahoria y habas verdes.
12. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera
de las reivindicaciones precedentes, en el que dicho vegetal o parte
del mismo es tomate.
13. Un procedimiento como se reivindica en una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que dicho vegetal
o parte del mismo es patata o zanahoria.
14. Un vegetal congelado que se puede obtener
mediante un procedimiento como se reivindica en cualquiera de las
reivindicaciones precedentes.
15. Una comida congelada que comprende un
vegetal o parte del mismo como se reivindica en la reivindicación
14.
16. Uso de un vegetal o parte del mismo como se
reivindica en la reivindicación 14 en una comida congelada.
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