WO2018141997A1 - Método de secado de vegetales - Google Patents

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WO2018141997A1
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vegetable
mbar
temperature
stage
carried out
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PCT/ES2017/070052
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Saioa ALVAREZ SABATEL
Raquel RODRÍGUEZ FERNÁNDEZ
Izaskun PÉREZ SIMÓN
Iñigo MARTÍNEZ DE MARAÑÓN IBABE
Original Assignee
Blue Bear Snacks, S.L.
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    • H05B2206/04—Heating using microwaves
    • H05B2206/046—Microwave drying of wood, ink, food, ceramic, sintering of ceramic, clothes, hair

Definitions

  • the present invention belongs to the field of food dehydration and snack production. In particular, it refers to a method of drying vegetables by microwave and vacuum to produce a dry product with particular sensory characteristics. It also refers to said vegetable and its use in the food industry.
  • One way to extend the shelf life of fresh foods is to dry them.
  • a large number of methods for drying vegetables can be found in the state of the art.
  • dehydrated vegetables can be considered snack or snack products.
  • Royal Decree 126/1989 approving the Technical-Sanitary Regulations for the preparation and marketing of chips and snack products establishes that in order to belong to the category of snack or snack products, the moisture content of the products does not will exceed the maximum value of 5% (wet base). In the case of fried potato snacks, the upper humidity limit is set at 3%.
  • the dried vegetables obtained by conventional methods for example by means of forced air dryers at moderate temperatures (between 40 ° C and 60 ° C), have moisture contents higher than 5%, so they do not belong to the category of snack products and they also have rubbery textures. If they are dried at higher temperatures they can reach humidity around 3-5% but they acquire retracted and compact structures.
  • US 4,341, 803 discloses a method for producing dried fruit slices (chips) in which the slices of starting fruit are treated with a sugar solution (infused) to adjust their concentration of water soluble sugar to 6 -25% and be they are dried by lyophilization to reduce their humidity to a predetermined level (between 15 and 60%). Subsequently, they are microwave dried under vacuum to a second predetermined level of humidity (between 10 and 40%). Finally, they are dried under vacuum to a moisture content below 5%.
  • a sugar solution infused
  • a characteristic that makes snacks especially attractive is their crispy character.
  • this characteristic is not always obtainable by the processes described in the state of the art.
  • the authors of the present invention have developed a simple and quick vegetable drying method that results in healthy snacks, which have improved texture-level characteristics, such as their crispy character, and in which method it is not necessary to add Additional ingredients to the starting vegetable, such as sugars, or frying the product.
  • the present invention relates in a first aspect to a method for drying a vegetable comprising the following steps:
  • step b) apply to the vegetable obtained in step a) microwave energy at a microwave power density greater than or equal to 1 W / g, at an absolute pressure less than or equal to 312 mbar, until the vegetable reaches a temperature between 65 ° C and 85 ° C; c) apply to the vegetable obtained in step b) microwave energy under conditions of absolute pressure less than or equal to 312 mbar, until the vegetable reaches a temperature between 70 ° C and 100 ° C; Y
  • step d) cooling the vegetable obtained in step c) under vacuum, without microwave application, at an absolute pressure less than or equal to 123 mbar to a temperature less than or equal to 50 ° C,
  • a second aspect of the present invention relates to a vegetable obtainable by the method according to the first aspect of the present invention.
  • a third aspect of the present invention relates to a vegetable characterized in that it has a humidity of less than 3% and is crispy.
  • a fourth aspect of the present invention relates to the use of a vegetable according to the second or third aspect of the invention for direct consumption or as an ingredient in the agri-food industry.
  • Figure 1 Photograph of the starting product of the method of the present invention (partially dehydrated apple slice, marked with an arrow) and the final product after carrying out the method of the invention (marked with two arrows).
  • Figure 2 Photograph of dried and expanded apple segments following steps a) -d) of the method of the invention in which in stage c) a maximum temperature of 90 ° C is reached in the product (panel A), 70 ° C (panel B) and 65 ° C (panel C, not according to the invention).
  • stage c) a maximum temperature of 90 ° C is reached in the product (panel A), 70 ° C (panel B) and 65 ° C (panel C, not according to the invention.
  • a maximum temperature of 90 ° C is reached in the product (panel A), 70 ° C (panel B) and 65 ° C (panel C, not according to the invention.
  • Figure 3 Photograph of dried apple wedges following a method with steps a), c) and d) of the method of the invention but where step b) has been carried out at a microwave power density of 0.4 W / g.
  • Figure 4 Photograph with magnifying glass at 60 magnifications of a cross section of a dried apple wedge following the method of the invention (panel A) and two commercial products CM1 (panel B) and CM2 (panel C). In the three images a porous structure can be seen but in panel A the shape of the pores remains spherical while in panels B and C a more irregular and crushed shape is observed, which affects the final texture of the product.
  • the term "vegetable” refers to fruits and vegetables.
  • the vegetable is a fruit or a vegetable, preferably the vegetable is a fruit.
  • the fruit is the fruit, infrutescence or fleshy part of the floral organs that have reached the appropriate level of maturity and are suitable for human consumption.
  • the fruit is selected from the group consisting of apple, tangerine, pear, banana, orange, cherry, pineapple, mango, strawberry, apricot, peach, fig, etc., preferably the fruit is apple, tangerine, strawberry or pineapple and more preferably apple.
  • Vegetables are those edible plants that are grown in the garden.
  • the vegetable is selected from the group consisting of carrot, onion, tomato, pepper, potato, eggplant, squash, broccoli, cauliflower, asparagus, beet, etc., preferably the vegetable is pepper or tomato.
  • moisture is given on a wet basis unless otherwise indicated.
  • Wet moisture refers to: grams of water / 100 grams of total weight (sum of grams of water and grams of dry solid).
  • Dry moisture refers to: grams of water / 100 grams of dry solid.
  • Partially dehydrated vegetable refers to a vegetable that has undergone a drying process and has a humidity of less than 15% (wet base), preferably has a humidity of between 7% and 14% and more preferably has a humidity of between 8 -12%
  • the starting vegetable is a partially dehydrated vegetable, that is, it is a vegetable that has a humidity of less than 15%, preferably between 7-14% and more preferably between 8-12%.
  • Dehydrated vegetable refers to a vegetable that has a humidity of less than 3% (wet base), preferably a humidity of 0.8% to 2.5% and more preferably a humidity of 1.2% to 1.8%.
  • the final product obtained by the method according to the first aspect of the invention and the vegetable according to the second and third aspects of the invention are a dehydrated vegetable according to the present invention.
  • the crunch character is generally associated with a curve of many small fracture peaks as the blade or stem travels through the food. While a fragile product may have the same number of peaks, in a crisp product the drop from peak to valley is significantly greater and the linear distance increases accordingly.
  • the linear (dimensionless) distance is the total length of an imaginary line that joins all points of the cut or penetration curve along a given analysis thickness. Thus, the crispy character is greater when the linear distance is greater.
  • the present invention relates in a first aspect to a method (method of the invention) for drying a vegetable comprising the following steps: a) apply microwave energy to a starting plant under conditions of absolute pressure between 123 mbar and atmospheric pressure, until said plant reaches a temperature between 50 ° C and 70 ° C, where the starting material has a lower humidity 15% (wet base);
  • step b) apply to the vegetable obtained in step a) microwave energy at a microwave power density greater than or equal to 1 W / g, at an absolute pressure less than or equal to 312 mbar, until the vegetable reaches a temperature between 65 ° C and 85 ° C; c) apply to the vegetable obtained in step b) microwave energy under conditions of absolute pressure less than or equal to 312 mbar, until the vegetable reaches a temperature between 70 ° C and 100 ° C; Y
  • step d) cooling the vegetable obtained in step c) under vacuum, without microwave application, at an absolute pressure less than or equal to 123 mbar to a temperature less than or equal to 50 ° C,
  • the method of the present invention comprises four stages that can be summarized as a first stage of microwave preheating, preferably under vacuum (stage a, also referred to as a preheating stage), a second stage of drying and expansion (or puffing) by vacuum microwaves (stage b, also referred to as the drying and expansion stage), a third stage of hardening also by vacuum microwaves (stage c, also referred to as the hardening stage) and a fourth stage of vacuum cooling and stabilization without application microwave (stage d, also referred to as the cooling and stabilization stage).
  • stage a also referred to as a preheating stage
  • stage b also referred to as the drying and expansion stage
  • stage c also referred to as the hardening stage
  • stage d also referred to as the cooling and stabilization stage
  • texturing refers to the fact that with the method of the present invention a particular and improved texture is achieved against the starting vegetable, characterized, among others, by the crunchy character of the final product, which is, as explained below. , more crunchy than the starting vegetable. In addition, it is more crunchy than other dry vegetables already known and obtained by drying and expansion methods different from that of the present invention.
  • the starting vegetable to be dried, expanded and textured is a partially dehydrated vegetable, which as indicated above has a humidity of less than 15%.
  • the humidity of said vegetables up to a humidity of less than 3%, thus in a particular embodiment the humidity of the final product is less than 3% and thus products that can be classified as snacks are obtained, in particular according to Royal Decree 126/1989.
  • the method of the present invention can therefore be considered a method for preparing snacks.
  • the final humidity of the vegetable is between 0.8% and 2.5%, preferably 1.2% to 1.8%.
  • the final humidity of the product of the present invention is such that in addition to allowing the classification of the final product as an aperitif, it provides stability, both microbiologically and physico-chemical, which results in a long-lasting product without the need for refrigeration, for example at least 6 months under suitable packaging conditions.
  • a pre-conditioning step of the starting material is not necessary before subjecting it to the microwaves of stage a). It is only required to have a humidity of less than 15%, preferably between 7-14% and more preferably between 8-12%.
  • step a) is carried out directly on a vegetable with a humidity of less than 15%, which may be a product purchased on the market.
  • step a) that is, the first microwave application can be carried out directly on a vegetable with a humidity of less than 15% that has not been subjected to any stage other than drying of the fresh vegetable, for example, that has not been subjected to deblooming or infused or to treatments with solutions of sugar, potassium carbonate and / or meoleate.
  • step a) is carried out directly on a vegetable with a humidity of less than 15% that has only been subjected before stage a) to the drying of the fresh vegetable, for example, sun drying, drying by forced air, vacuum drying, superheated steam drying.
  • natural dehydrated vegetable products are obtained.
  • the snack obtained by the method of the invention can also be classified as organic or organic.
  • an additional drying stage after the microwave application for example with forced air or with infrared, to further reduce the Product moisture and to harden the structure and obtain a crunchy texture.
  • no further drying stage is carried out after stage c) and / od).
  • no additional stage after stage c) and / or od) of forced air drying and / or radiant drying is carried out.
  • the method of the present invention consists of steps a), b), c) and d), as defined in any of the embodiments of the first aspect of the invention.
  • stage a) (preheating stage), the combination of pressure and temperature conditions should be such that evaporation does not occur.
  • step a) is carried out so that no evaporation occurs.
  • the vegetable goes from room temperature to 50 ° C-70 ° C quickly because there is microwave energy supply without evaporation of water (the vegetable is heated by microwaves and does not cool when there is no evaporation) .
  • step a) is carried out at an absolute pressure of between 312 mbar and 800 mbar, more preferably between 350 mbar and 500 mbar.
  • step a) the vegetable reaches a temperature of 55-65 ° C.
  • microwave energy in a preferred embodiment according to any one of the previous embodiments of the method of the first aspect of the invention, is carried out at a microwave power density of between 1 W / g and 3 W / g, more preferably between 1.8 W / g and 2.5 W / g.
  • step a) microwave energy is applied to the starting vegetable at a microwave power density of between 1.8 W / g and 2.5 W / g, a an absolute pressure of 350 mbar and 500 mbar, until the vegetable reaches a temperature of 55-65 ° C, thus achieving effective heating without evaporation.
  • the product would be heated by microwaves but cooled at the same time by evaporation, which would slow down the heating.
  • stage b) the preheated vegetable in stage a), with a temperature between 50-70 ° C, preferably 55-65 ° C, is subjected to a combination of pressure and power density such that evaporation rapidly occurs of water. In this way an abrupt evaporation of water is achieved.
  • thermodynamic properties of the vapor / water phase for example, a higher coefficient of thermal expansion and thermal diffusivity of water, less latent heat of vaporization, greater internal energy of water and saturated steam
  • step b) is key to obtaining a correct level of expansion.
  • the product obtained following a method such as that of the invention but where step b) has been carried out at 0.4 W / g does not expand to the level achieved with the conditions of the method of the present invention (compare with expansion level of Figure 2, panel A or B).
  • step b) is carried out so that water evaporation occurs.
  • step b) is carried out at a microwave power density of 1 W / g to 3 W / g, preferably 1.8 W / ga 2.5 W / g.
  • step b) is carried out at an absolute pressure of between 10 mbar and 200 mbar, preferably between 10 mbar and 100 mbar.
  • the vegetable reaches a temperature between 70 ° C and 80 ° C.
  • microwave energy is applied at a microwave power density of between 1.8 W / g and 2.5 W / g, at an absolute pressure between 10 mbar and 100 mbar, until the vegetable reaches a temperature of 70-80 ° C.
  • step c certain transitions (eg caramelization, hydrolysis) of the main molecules that make up the plant material (for example, simple sugars, pectins, fibers, proteins) that contribute to the final crunchiness and make the structure occur of the dehydrated-expanded final product becomes more rigid after cooling, making it more resistant to retraction after step d).
  • the particular crispy character that characterizes the vegetable of the present invention depends especially on the maximum temperature reached by the vegetable in step c) of the process, which is the stage at which the product reaches the maximum temperature of the entire process. In fact, by carrying out step c) at temperatures below 70 ° C, for example at 65 ° C, this surprising crunch is not achieved (see Table 2).
  • the vegetables of the present invention are more crispy than dried vegetables obtained by different expansion processes, available in the market, and are more crispy at the highest maximum temperature reached. They are also more crispy than partially dehydrated starting vegetables (data not shown, contrasted by a panel of trained tasters).
  • step c) is carried out at a microwave power density of 0.55 W / g at 2.3 W / g, preferably 0.8 W / g at 1.8 W / g.
  • step c) is carried out at an absolute pressure of between 10 mbar and 200 mbar, preferably between 10 mbar and 100 mbar.
  • the vegetable reaches a temperature between 80 ° C and 95 ° C.
  • microwave energy is applied at a microwave power density of between 0.8 W / g to 1.8 W / g, at an absolute pressure of between 10 mbar and 100 mbar, until the vegetable reaches a temperature of 80-95 ° C, thus achieving an improved texture, in particular as regards the crunchy character of the vegetable.
  • step d) in a particular embodiment of the method according to the first aspect of the invention, according to any one of the above embodiments, step d) is carried out at an absolute pressure of between 10 mbar and 70 mbar. In another particular embodiment of the method of the invention, according to any one of the above embodiments, step d) is carried out until the temperature of the vegetable is less than or equal to 45 ° C, preferably, for reasons of efficiency, until The temperature is from 40 ° C to 50 ° C. As indicated above, with step d) the structure of the dehydrated vegetable is hardened and stabilized. Surprisingly, the structure is stable enough to withstand, without withdrawal, atmospheric pressure, once the microwave is opened, at temperatures as high as 50 ° C. That is, the product keeps the structure expanded without the need to cool it to temperatures below 50 ° C, which represents an important energy advantage.
  • stage d) the vegetable obtained in stage c) is cooled to an absolute pressure of between 10 mbar and 70 mbar to a temperature of 40-50 ° C
  • steps a) and b) are carried out at a microwave power density of 1 W / g to 3 W / g, preferably 1 , 8 W / g or 2.5 W / g, and step c) is carried out at a microwave power density of between 0.55 W / g and 2.3 W / g, preferably 0.8 W / ga 1, 8 W / g; step a) is carried out at a pressure of between 315 mbar and 800 mbar, preferably 350-500 mbar, and stages b) and c) are carried out at an absolute pressure of between 10 mbar and 100 mbar and the stage d) at 10-70 mbar; and the vegetable reaches in stage a) a temperature between 55 and 65 ° C, in stage b) a temperature between 70 and 80 ° C, in stage c) a temperature between 80-95 ° C and in step d) is cooled
  • the temperature reached by the product in stages a), b) and c) gradually increases, that is, it is lower in stage a) than in b) and lower in stage b) than in c ). This way you get, in a minor process time, further expansion and a stable expanded structure (which maintains the external and internal structure (pores) and does not suffer from retraction), and therefore the product characteristics of the desired texture and expanded appearance.
  • step a) of the method of the invention leads the vegetable, efficiently and avoiding the evaporation of water therefrom, at suitable temperature and pressure conditions to propitiate an abrupt evaporation of the water in stage b), so that an expansive effect is obtained greater than if the evaporation of water occurs at lower temperatures.
  • stage c) it is possible to complete the appropriate molecular transformations (eg caramelization, hydrolysis) to obtain, after stabilization and cooling (after stage d), the characteristic crispy texture of the final product.
  • stage d) it is possible to stabilize the new expanded and transformed structure, thus preventing its collapse after the final restoration of atmospheric pressure.
  • the combination of the conditions of temperature, pressure and microwave power density at which the different stages of the method of the present invention are carried out as well as the hydric state of the vegetable in said stages allow to achieve an expanded dehydrated product, which recovers practically the volume of the fresh vegetable.
  • they improve the texture of the partially dehydrated vegetable starting, in particular as regards the crunchy character, and even with respect to other existing drying methods.
  • These sensory characteristics, among others the crunchy character and expanded appearance, as interesting as novel in non-fried vegetables, make the dehydrated, expanded and textured vegetables of the present invention have very different applications from those of dried vegetables obtained by other procedures. , as, for example, the elaboration of products with crunchy character in the agri-food industry, for example for pastry and pastry.
  • the method of the present invention is a method that can be carried out from different types of partially dehydrated vegetables, provided they have a humidity of less than 15% (on a wet basis), and it is carried out in a quick and simple way, without the need for previous infusion operations or adding ingredients to achieve the crunchy character, nor for subsequent drying operations by means of other sources of heat or in separate equipment, which need a intermediate handling, thus increasing the risk of retraction of the product structure.
  • the present invention provides a rapid dehydration method, where the vegetables are subjected to temperatures above or equal to 70 ° C for a short time.
  • Example 1 in the process of the present invention for a batch of about 500 grams of partially dehydrated apple, the sum of time of all stages is less than 30 minutes, and the time that the product is at the maximum temperature is short, about 3 minutes. This is an important advantage at the economic level and at the level of product quality as the product is subjected to high temperatures for a short period of time.
  • a second aspect of the present invention relates to a vegetable obtainable by the method according to any one of the embodiments of the first aspect of the present invention described in the preceding paragraphs.
  • Said vegetable is a dehydrated vegetable, which is characterized by a humidity of less than 3%.
  • the product obtainable by the method of the invention is crispy.
  • Said product is more crunchy than the partially dehydrated vegetable starting (data not shown) and is more crunchy than the same vegetable dried by other procedures (see linear distance data comparing CM1 and CM2 in Table 2 of Example 1).
  • a third aspect of the present invention relates to a vegetable, in particular a dehydrated vegetable, characterized in that it has a humidity of less than 3% (wet base) and is crispy.
  • the dehydrated vegetable according to the second and third aspect of the invention is also characterized by having an expanded structure.
  • This expanded structure is highly alveolated inside and outwardly gives the vegetable a bulky appearance, reminiscent of the fresh vegetable in shape and volume. Due to the volume acquired, the internal porosity and the low level of humidity, the dehydrated vegetable has an apparent density and water activity significantly lower than those of the partially dehydrated vegetable starting (see Example 1). Furthermore, said expanded structure is of such rigidity that, in combination with the interior porosity, it gives the dehydrated vegetable its extraordinary crunchy character.
  • chewing the vegetables according to the present invention does not differentiate the skin from the meat, the whole product has the same texture. This is important because there are processes that result in a skin with an unpleasant plastic texture for the consumer and therefore require prior peeling of the vegetable before subjecting the fruit to drying, which makes the process difficult and involves the loss of nutrients present in the skin.
  • the skin does not have a texture different from the meat of the vegetable being pleasant to the palate, thus it is not required to peel the vegetable before drying.
  • the vegetable has a humidity of 0.8% -2.5%, more preferably 1.2% -1, 8%
  • the authors of the invention have developed plant products that comply with RD 126/1989 and can therefore be classified as snack products.
  • a fourth aspect of the invention relates to a food product comprising a vegetable according to any one of the embodiments of the second or third aspect of the present invention. It also refers to the use of a vegetable according to the second or third aspect of the invention for direct consumption, for example as an aperitif, or as an ingredient in the agri-food industry. Thus, for example, it can be used as an ingredient for the preparation of a food product, food supplements, dietary supplements, etc.
  • apple segments with pre-dried skin, with a thickness of 10 mm and a humidity of 11% (wet base).
  • a sample of apple wedges 500 grams was placed in an oscillating drum made of microwave-transparent plastic, perforated to facilitate the exit of water vapor and the cooling of the product.
  • the drum was placed inside the microwave reactor and the absolute pressure was lowered to 400 mbar.
  • a microwave power density of 2 W / g was applied until the product temperature of 65 ° C (step a) was reached, which occurred in 3 minutes.
  • step a the apple segments were heated below the evaporation temperature in equilibrium with the applied pressure, so that the product structure was able to be expanded in the next phase of the process.
  • the humidity, bulk density, water activity and texture of the final product were characterized as indicated below.
  • the moisture content of apple segments was determined by gravimetry at 70 ° C in vacuum, method based on the AOAC Official Method 934.06 - Moisture in Dried Fruits.
  • the humidity is presented on a wet basis (g of water / 1 OOg of total weight).
  • Density was measured in volumometer IVOL-2 (SBS Labscience) and is presented on a dry basis (kg of dry extract / liter).
  • Water activity was measured in AquaLab (series 3, Decagon Devices, Inc., Pullman, WA, USA) at room temperature.
  • a TA HD-Plus (Stable Micro Systems) texturometer was used, with a 4 mm diameter cylindrical probe.
  • the analysis of the crispy / crispy character of the snack was carried out using Exponent 6.1.9.0 software (Stable Microsystems) through the determination of the linear distance of the multiple curves, which is a dimensionless parameter. Products that have superior linear distances have a superior crunchiness. This technique cannot be applied to the starting vegetable due to its gummy behavior.
  • CM1 and CM2 Two commercial products were also characterized, referred to as CM1 and CM2. According to the manufacturer's information, the CM1 product is produced by applying microwaves under vacuum and temperatures below 40 ° C and the CM2 product is produced by expansion technology that applies steam under pressure, without using microwaves. Both processes of the aforementioned commercial products have a final stage of conventional forced air drying.
  • results of humidity and apparent density are the average of 2 samples of 10 g (between 4-6 segments / sample) for each processing condition, and those of linear distance and water activity, the average of 10 and 5 segments, respectively .
  • Table 2 shows in brackets the 95% confidence interval of significance.
  • the humidity of partially dehydrated apple segments, used as a starting material for products A and B, object of the present invention was 11, 12 ⁇ 0.07% (wet base), the apparent density of 0.673 ⁇ 0.068 kg of dry extract / liter and water activity of 0.433 ⁇ 0.011.
  • the apparent density of products A and B was 0.332 ⁇ 0.045 and 0.354 ⁇ 0.019, respectively.
  • the water activity of products A and B was 0.318 ⁇ 0.011 and 0.334 ⁇ 0.016, respectively.
  • Dehydrated apples according to the present invention have a final humidity of less than 2.5%, while commercial products have a humidity of more than 3%.
  • the texture in the mouth it is important to note that when chewing the products according to the present invention the skin is not differentiated from the apple meat, the whole product has the same texture. This is important because there are processes that result in a skin with an unpleasant plastic texture for the consumer and therefore require prior peeling of the fruit before subjecting the fruit to drying, which makes the process difficult and causes the loss of the nutrients present on the skin.
  • Another difference between the texture of the products of the present invention and those commercial or obtained by methods in which they do not exceed 65 ° C is the result of the pore morphology of the internal structure of the product.
  • the pores have a rounded shape and are more uniform in size and in their distribution throughout the mass of the product, while commercial products CM1 ( panel B) and CM2 (panel C) have more irregular and crushed shapes.
  • the shape, size and distribution of pores obtained in the product according to the invention contributes to the differentiating crunch of the dehydrated vegetable.

Abstract

La presente invención pertenece al campo de la deshidratación de alimentos y producción de aperitivos. En concreto, se refiere a un método de secado de vegetales por microondas para producir un producto seco mejorado. Se refiere también a dichos vegetales secos y a su uso en la industria agroalimentaria.

Description

MÉTODO DE SECADO DE VEGETALES
DESCRIPCIÓN Campo de la invención
La presente invención pertenece al campo de la deshidratación de alimentos y producción de aperitivos. En concreto, se refiere a un método de secado de vegetales mediante microondas y vacío para producir un producto seco con unas características sensoriales particulares. Se refiere también a dicho vegetal y a su uso en la industria alimentaria.
Antecedentes de la invención
Los vegetales frescos, en particular las frutas y hortalizas, normalmente tienen un nivel de humedad en el rango del 75% al 95% en peso (base húmeda). Una manera de alargar la vida útil de los alimentos frescos es el secado de los mismos. En el estado de la técnica pueden encontrarse un gran número de métodos para el secado de vegetales. Dependiendo de la humedad del producto final, los vegetales deshidratados pueden considerarse productos de aperitivo o snacks. El Real Decreto 126/1989 por el que se aprueba la Reglamentación Técnico-Sanitaria para la elaboración y comercialización de patatas fritas y productos de aperitivo, establece que para pertenecer a la categoría de productos de aperitivo o snack el contenido en humedad de los productos no superará el valor máximo del 5% (base húmeda). En el caso de aperitivos de patatas fritas el límite superior de humedad se establece en 3%.
Los vegetales secos obtenidos por métodos convencionales, por ejemplo mediante secadores de aire forzado a temperaturas moderadas (entre 40°C y 60°C), tienen contenidos de humedad superior a 5%, por lo que no pertenecen a la categoría de productos de aperitivo y además tienen texturas gomosas. Si se secan a temperaturas superiores pueden llegar a alcanzar humedades entorno a 3-5% pero adquieren estructuras retraídas y compactas.
Son conocidos distintos métodos para producir snacks de frutas secas. Así, el documento US 4,341 ,803 divulga un método para producir rodajas (chips) de fruta seca en el que las rodajas de fruta de partida se tratan con una solución de azúcar (infusionado) para ajusfar su concentración de azúcar soluble en agua a 6-25% y se secan por liofilización para reducir su humedad a un nivel predeterminado (entre 15 y 60%). Posteriormente se secan por microondas a vacío hasta un segundo nivel predeterminado de humedad (entre 10 y 40%). Por último, se secan a vacío hasta un contenido de humedad por debajo de 5%. Según reconocen los inventores de US 4,341 ,803, los chips de fruta deshidratada obtenidos de este modo, tienen una dureza moderada y una textura agradable para su consumo directo como snack. Sin embargo para obtener dichas características es imprescindible la adición de azúcares durante la etapa de infusionado, lo que resulta en un snack con un perfil nutricional menos saludable debido a los azúcares añadidos. En US 4,341 ,803 se hace hincapié en que todos y cada uno de los pasos antes mencionados son esenciales para producir el chip de fruta seca. De hecho, se muestra que si únicamente se lleva a cabo el secado por microondas a vacío, sin la liofilización previa, entonces el producto obtenido pierde sabor, tiene menor volumen y se quema. Del mismo modo, si la concentración de azúcar en la etapa de infusionado previa es menor del 6% en peso, incluso realizando correctamente las tres etapas de secado (liofilización, secado por microondas a vacío y secado a vacío), la fruta deshidratada resultante no tendrá la dureza adecuada para su consumo como snack.
Una característica que hace especialmente atractivos los aperitivos es su carácter crujiente. Sin embargo, esta característica no siempre es obtenible por los procesos descritos en el estado de la técnica. Así, existe la necesidad de desarrollar un método para secar vegetales hasta niveles de humedad que permitan catalogarlos como aperitivos y que además resulte en un producto con carácter crujiente. Sorprendentemente, los autores de la presente invención han desarrollado un método de secado de vegetales sencillo y rápido que resulta en aperitivos saludables, que tienen características mejoradas a nivel de textura, como es por ejemplo su carácter crujiente, y en cuyo método no es necesario añadir ingredientes adicionales al vegetal de partida, como por ejemplo azúcares, ni freír el producto.
Objeto de la invención
La presente invención se refiere en un primer aspecto a un método para secar un vegetal que comprende las siguientes etapas:
a) aplicar a un vegetal de partida energía de microondas en condiciones de presión absoluta de entre 123 mbar y presión atmosférica, hasta que dicho vegetal alcance una temperatura de entre 50°C y 70°C, donde el vegetal de partida tiene una humedad inferior al 15%;
b) aplicar al vegetal obtenido en la etapa a) energía de microondas a una densidad de potencia de microondas mayor o igual a 1 W/g, a una presión absoluta menor o igual a 312 mbar, hasta que el vegetal alcance una temperatura de entre 65°C y 85°C; c) aplicar al vegetal obtenido en la etapa b) energía de microondas en condiciones de presión absoluta menor o igual a 312 mbar, hasta que el vegetal alcance una temperatura de entre 70°C y 100°C; y
d) enfriar el vegetal obtenido en la etapa c) a vacío, sin aplicación de microondas, a una presión absoluta menor o igual a 123 mbar hasta una temperatura menor o igual a 50°C,
donde la temperatura alcanzada por el vegetal es mayor en la etapa b) que en la etapa a) y es mayor en la etapa c) que en la etapa b).
Un segundo aspecto de la presente invención se refiere a un vegetal obtenible por el método según el primer aspecto de la presente invención.
Un tercer aspecto de la presente invención se refiere a un vegetal caracterizado por que tiene una humedad inferior al 3% y es crujiente.
Un cuarto aspecto de la presente invención se refiere al uso de un vegetal de acuerdo con el segundo o tercer aspecto de la invención para su consumo directo o como ingrediente en la industria agroalimentaria.
Otros objetos, características, ventajas y aspectos de la presente solicitud serán evidentes para el experto en la materia a partir de la descripción y las reivindicaciones adjuntas. Breve descripción de las figuras
Figura 1 : Fotografía del producto de partida del método de la presente invención (gajo de manzana parcialmente deshidratada, marcada con una flecha) y del producto final después de llevar a cabo el método de la invención (marcado con dos flechas).
Figura 2: Fotografía de gajos de manzana secos y expandidos siguiendo las etapas a)-d) del método de la invención en el que en la etapa c) se alcanza en el producto una temperatura máxima de 90°C (panel A), 70°C (panel B) y 65°C (panel C, no de acuerdo a la invención). En las imágenes superiores se puede apreciar la apariencia de la piel, su tirantez, y en las imágenes inferiores, secciones transversales de gajo, se puede apreciar la morfología y nivel de expansión de la zona cercana a la piel y la rectitud de los bordes laterales, desde el vértice del gajo hasta la piel, indicativos del nivel de expansión del gajo.
Figura 3: Fotografía de gajos de manzana secados siguiendo un método con las etapas a), c) y d) del método de la invención pero donde la etapa b) se ha llevado a cabo a una densidad de potencia de microondas de 0,4 W/g.
Figura 4: Fotografía con lupa a 60 aumentos de una sección transversal de un gajo de manzana secado siguiendo el método de la invención (panel A) y de dos productos comerciales CM1 (panel B) y CM2 (panel C). En las tres imágenes se aprecia una estructura porosa pero en el panel A la forma de los poros se mantiene esférica mientras que en los paneles B y C se observa una forma más irregular y aplastada, lo que afecta a la textura final del producto.
Descripción detallada de la invención
Como se usa en la presente solicitud, las formas en singular "un/uno", "una" y "el/la" incluyen sus correspondientes plurales a menos que el contexto indique claramente lo contrario. A menos que se defina otra cosa, todos los términos técnicos y científicos usados en el presente documento tienen el significado que un experto en la técnica a la que esta invención pertenece entiende habitualmente. Con el fin de facilitar la comprensión y de aclarar el significado de determinados términos en el contexto de la presente invención se aportan las siguientes definiciones y realizaciones particulares y preferentes de las mismas, aplicables a todas las realizaciones de los distintos aspectos de la presente invención:
En el contexto de la presente invención el término vegetal se refiere a frutas y hortalizas. Así, en una realización particular el vegetal es una fruta o una hortaliza, preferentemente el vegetal es una fruta. La fruta es el fruto, infrutescencia o parte carnosa de los órganos florales que han alcanzado el grado de madurez adecuado y son aptas para el consumo humano. En una realización particular la fruta se selecciona del grupo formado por manzana, mandarina, pera, plátano, naranja, guinda, piña, mango, fresa, albaricoque, melocotón, higo, etc., preferentemente la fruta es manzana, mandarina, fresa o piña y más preferiblemente manzana. Las hortalizas son aquellas plantas comestibles que se cultivan en la huerta. En una realización particular la hortaliza se selecciona del grupo formado por zanahoria, cebolla, tomate, pimiento, patata, berenjena, calabaza, brócoli, coliflor, espárrago, remolacha, etc., preferentemente la hortaliza es pimiento o tomate.
En la presente invención la humedad se da en base húmeda a no ser que se indique lo contrario. La humedad en base húmeda se refiere a: gramos de agua / 100 gramos de peso total (suma de gramos de agua y gramos de sólido seco). La humedad en base seca se refiere a: gramos de agua / 100 gramos de sólido seco.
Vegetal parcialmente deshidratado se refiere a un vegetal que ha sido sometido a un proceso de secado y tiene una humedad inferior al 15% (base húmeda), preferiblemente tiene una humedad de entre 7% y 14% y más preferiblemente tiene una humedad de entre 8-12%. En la presente invención el vegetal de partida es un vegetal parcialmente deshidratado, es decir, es un vegetal que tiene una humedad inferior al 15%, preferiblemente entre 7-14% y más preferiblemente entre 8-12%. Vegetal deshidratado se refiere a un vegetal que tiene una humedad inferior al 3% (base húmeda), preferentemente una humedad del 0,8% al 2,5% y más preferiblemente una humedad del 1 ,2% al 1 ,8%. Así, el producto final obtenido por el método según el primer aspecto de la invención y el vegetal según el segundo y tercer aspecto de la invención son un vegetal deshidratado de acuerdo a la presente invención.
En los términos de la presente invención, se entiende por vegetal deshidratado crujiente o con carácter crujiente aquél que tiene una humedad como se ha definido en el párrafo anterior y una textura firme y quebradiza, que se fractura y disgrega de forma abrupta y completamente durante la mordida y la masticación y que emite un sonido característico, cruje, al ser fracturado. En el análisis de corte o penetración con texturómetro, el carácter crujiente se asocia generalmente con una curva de muchos picos de fractura pequeños a medida que la cuchilla o vástago se desplaza a través del alimento. Mientras que un producto frágil puede poseer el mismo número de picos, en un producto crujiente la caída de pico a valle es significativamente mayor y la distancia lineal aumenta en consecuencia. La distancia lineal (adimensional) es la longitud total de una línea imaginaria que une todos los puntos de la curva de corte o penetración a lo largo de un espesor de análisis determinado. Así, el carácter crujiente es mayor cuando mayor es la distancia lineal.
La presente invención se refiere en un primer aspecto a un método (método de la invención) para secar un vegetal que comprende las siguientes etapas: a) aplicar a un vegetal de partida energía de microondas en condiciones de presión absoluta de entre 123 mbar y presión atmosférica, hasta que dicho vegetal alcance una temperatura de entre 50°C y 70°C, donde el material de partida tiene una humedad inferior al 15% (base húmeda);
b) aplicar al vegetal obtenido en la etapa a) energía de microondas a una densidad de potencia de microondas mayor o igual a 1 W/g, a una presión absoluta menor o igual a 312 mbar, hasta que el vegetal alcance una temperatura de entre 65°C y 85°C; c) aplicar al vegetal obtenido en la etapa b) energía de microondas en condiciones de presión absoluta menor o igual a 312 mbar, hasta que el vegetal alcance una temperatura de entre 70°C y 100°C; y
d) enfriar el vegetal obtenido en la etapa c) a vacío, sin aplicación de microondas, a una presión absoluta menor o igual a 123 mbar hasta una temperatura menor o igual a 50°C,
donde la temperatura alcanzada por el vegetal es mayor en la etapa b) que en la etapa a) y es mayor en la etapa c) que en la etapa b).
Así, el método de la presente invención comprende cuatro etapas que pueden resumirse como una primera etapa de precalentamiento por microondas, preferentemente a vacío (etapa a, referida también como etapa de precalentamiento), una segunda etapa de secado y expansión (o puffing) por microondas a vacío (etapa b, referida también como etapa de secado y expansión), una tercera etapa de endurecimiento también por microondas a vacío (etapa c, referida también como etapa de endurecimiento) y una cuarta etapa de enfriamiento y estabilización a vacío sin aplicación de microondas (etapa d, referida también como etapa de enfriamiento y estabilización). Así, el método de la presente invención en conjunto es un método de secado, expansión y texturización de vegetales. El término texturización se refiere a que con el método de la presente invención se consigue una textura particular y mejorada frente al vegetal de partida, caracterizada, entre otros, por el carácter crujiente del producto final, que es, tal y como se explica más adelante, más crujiente que el vegetal de partida. Además, es más crujiente que otros vegetales secos ya conocidos y obtenidos por métodos de secado y expansión diferentes al de la presente invención.
En el presente método, el vegetal de partida a secar, expandir y texturizar, es un vegetal parcialmente deshidratado, que como se ha indicado anteriormente tiene una humedad inferior al 15%. Con el presente método se reduce la humedad de dichos vegetales hasta una humedad inferior al 3%, así en una realización particular la humedad del producto final es inferior al 3% y se obtienen así productos que se pueden clasificar como aperitivos, en particular de acuerdo al Real Decreto 126/1989. El método de la presente invención se puede considerar, por tanto, un método para la preparación de aperitivos. En una realización particular del método de la invención, según una cualquiera de las realizaciones anteriores, la humedad final del vegetal es de entre 0,8% y 2,5%, preferentemente 1 ,2% a 1 ,8%. Así, la humedad final del producto de la presente invención es tal que además de permitir la clasificación del producto final como aperitivo, proporciona una estabilidad, tanto a nivel microbiológico como físico-químico, que resulta en un producto de larga vida útil sin necesidad de refrigeración, por ejemplo al menos 6 meses en condiciones adecuadas de envasado.
A diferencia de otros métodos ya conocidos de secado de frutas, en el presente método no es necesaria una etapa de pre-acondicionado del material de partida (por ejemplo, infusionado, activación o inactivación de enzimas, deblooming, etc.) antes de someterlo a las microondas de la etapa a). Únicamente se requiere que tenga una humedad inferior al 15%, preferiblemente de entre 7-14 % y más preferiblemente de entre 8-12%. Así, en una realización particular del método según el primer aspecto de la invención, no se lleva a cabo ninguna etapa adicional previa a la etapa a) más que el secado para conseguir la humedad inferior al 15%. En otra realización particular, la etapa a) se lleva a cabo directamente sobre un vegetal con una humedad inferior al 15%, el cual puede ser un producto adquirido en el mercado. Así, la etapa a), es decir, la primera aplicación de microondas se puede llevar a cabo directamente sobre un vegetal con una humedad inferior al 15% que no haya sido sometido a ninguna etapa distinta al secado del vegetal fresco, por ejemplo, que no haya sido sometido a deblooming o a infusionado o a tratamientos con soluciones de azúcar, carbonato de potasio y/o meoleato. En una realización particular, la etapa a) se lleva a cabo directamente sobre un vegetal con una humedad inferior al 15% que únicamente ha sido sometido antes de la etapa a) al secado del vegetal fresco, por ejemplo, secado al sol, secado por aire forzado, secado a vacío, secado por vapor sobrecalentado. Así, se obtienen productos vegetales deshidratados naturales. Además, si el vegetal de partida es un vegetal clasificado como ecológico u orgánico, el aperitivo obtenido por el método de la invención también se puede clasificar como ecológico u orgánico. Asimismo, a diferencia de otros métodos descritos en el estado de la técnica, en el presente método no hace falta llevar a cabo una etapa de secado adicional posterior a la aplicación de microondas, por ejemplo con aire forzado o con infrarrojos, para reducir más la humedad del producto y para endurecer la estructura y obtener una textura crujiente. Así, en una realización particular del método según el primer aspecto de la invención, según una cualquiera de las realizaciones anteriores, no se lleva a cabo ninguna etapa adicional de secado posterior a la etapa c) y/o d). En particular, no se lleva a cabo ninguna etapa adicional posterior a la etapa c) y/o d) de secado por aire forzado y/o de secado radiante (por ejemplo infrarrojos).
Así, en otra realización particular, el método de la presente invención consiste en las etapas a), b), c) y d), tal y como se definen en cualquiera de las realizaciones del primer aspecto de la invención.
En cuanto a la etapa a) (etapa de precalentamiento), la combinación de las condiciones de presión y temperatura debe ser tal que no se dé evaporación. Así, en una realización particular según una cualquiera de las realizaciones anteriores la etapa a) se lleva a cabo de manera que no se da evaporación. Así, en la etapa a) el vegetal pasa de temperatura ambiente a 50°C-70°C rápidamente porque hay aporte de energía de microondas sin evaporación de agua (el vegetal se calienta por las microondas y no se enfría al no haber evaporación). En una realización preferente del método de la invención, según una cualquiera de las realizaciones anteriores, la etapa a) se lleva a cabo a una presión absoluta de entre 312 mbar y 800 mbar, más preferentemente de entre 350 mbar y 500 mbar. En otra realización preferente según una cualquiera de las realizaciones anteriores, en la etapa a) el vegetal alcanza una temperatura de 55-65°C. En cuanto a la energía de microondas, en una realización preferente según una cualquiera de las realizaciones anteriores del método del primer aspecto de la invención, la etapa a) se lleva a cabo a una densidad de potencia de microondas de entre 1 W/g y 3 W/g, más preferentemente de entre 1 ,8 W/g y 2,5 W/g.
En una realización preferida según una cualquiera de las realizaciones descritas anteriormente, en la etapa a) se aplica energía de microondas al vegetal de partida a una densidad de potencia de microondas de entre 1 ,8 W/g y 2,5 W/g, a una presión absoluta de 350 mbar y 500 mbar, hasta que el vegetal alcanza una temperatura de 55-65°C, consiguiéndose así un calentamiento eficaz sin evaporación. Llevar a cabo la etapa a) a menos milibares de los descritos en la presente invención, aunque se lleve a cabo a densidades de potencia de microondas similares, resultaría en la evaporación de agua prácticamente desde que el vegetal entra en el equipo de microondas (dependiendo del nivel de presión por debajo de 123 mbar la evaporación podría ocurrir estando el producto a temperatura ambiente o incluso a una temperatura menor). Así, el producto se estaría calentando por las microondas pero enfriándose al mismo tiempo por la evaporación, lo cual ralentizaría el calentamiento. Además, haría que al llevar a cabo la etapa b) la cantidad de agua contenida en el alimento fuese insuficiente para producir un efecto de expansión en toda la masa del producto, lo cual afectaría desfavorablemente al aspecto y textura del producto final.
En la etapa b) el vegetal precalentado en la etapa a), con una temperatura de entre 50-70°C, preferentemente 55-65°C, se somete a una combinación de presión y densidad de potencia tal que rápidamente se da la evaporación de agua. De esta manera se consigue una evaporación abrupta de agua. Esta rápida evaporación ocurrida en el rango de temperaturas en las que se encuentra el vegetal al final de la etapa a) posee un efecto expansivo mayor que si ocurriera a menor temperatura (por ejemplo en el rango de 20-40°C), debido a que a estas temperaturas más elevadas las propiedades termodinámicas de la fase vapor/agua (por ejemplo mayor coeficiente de expansión térmica y difusividad térmica del agua, menor calor latente de vaporización, mayor energía interna del agua y del vapor saturado) hacen que la cinética de salida de vapor del interior del vegetal sea mayor.
La densidad de potencia aplicada en la etapa b) es clave para obtener un correcto nivel de expansión. Como se puede ver en la Figura 3, el producto obtenido siguiendo un método como el de la invención pero donde la etapa b) se ha llevado a cabo a 0,4 W/g no se expande hasta el nivel logrado con las condiciones del método de la presente invención (comparar con nivel de expansión de la Figura 2, panel A o B). Así, teniendo en cuenta todo lo anterior, en una realización particular según una cualquiera de las realizaciones anteriores la etapa b) se lleva a cabo de manera que se dé evaporación del agua. En otra realización particular del método según una cualquiera de las realizaciones del primer aspecto de la invención, la etapa b) se lleva a cabo a una densidad de potencia de microondas de 1 W/g a 3 W/g, preferentemente de 1 ,8 W/g a 2,5 W/g. En otra realización particular, según una cualquiera de las realizaciones anteriores, la etapa b) se lleva a cabo a una presión absoluta de entre 10 mbar y 200 mbar, preferentemente entre 10 mbar y 100 mbar. En una realización preferente del método de la invención, según una cualquiera de las realizaciones anteriores, en la etapa b) el vegetal alcanza una temperatura de entre 70°C y 80°C. En una realización preferida en términos de evaporación de agua y expansión óptimas, en la etapa b) se aplica energía de microondas a una densidad de potencia de microondas de entre 1 ,8 W/g y 2,5 W/g, a una presión absoluta de entre 10 mbar y 100 mbar, hasta que el vegetal alcanza una temperatura de 70-80°C.
En la etapa c), se producen ciertas transiciones (ej. caramelizaciones, hidrólisis) de las principales moléculas que componen el material vegetal (por ejemplo, azúcares simples, pectinas, fibras, proteínas) que contribuyen al carácter crujiente final y a hacer que la estructura del producto final deshidratado-expandido sea más rígida tras su enfriamiento, haciéndolo más resistente al retraimiento tras la etapa d). El particular carácter crujiente que caracteriza al vegetal de la presente invención depende especialmente de la temperatura máxima que alcanza el vegetal en la etapa c) del proceso, que es la etapa en la que el producto alcanza la temperatura máxima de todo el proceso. De hecho, llevando a cabo la etapa c) a temperaturas inferiores a los 70°C, por ejemplo a 65°C, no se consigue este sorprendente carácter crujiente (ver Tabla 2). Como se ve en dicha Tabla 2, los vegetales de la presente invención son más crujientes que vegetales secos obtenidos por diferentes procesos de expansión, disponibles en el mercado, y son más crujientes a la mayor temperatura máxima alcanzada. Igualmente, son más crujientes que los vegetales de partida parcialmente deshidratados (datos no mostrados, contrastados por un panel de catadores entrenados).
Así, teniendo en cuenta lo anterior, en una realización particular del método según el primer aspecto de la invención, según una cualquiera de las realizaciones descritas en los párrafos anteriores, la etapa c) se lleva a cabo a una densidad de potencia de microondas de 0,55 W/g a 2,3 W/g, preferentemente de 0,8 W/g a 1 ,8 W/g. En otra realización particular, según una cualquiera de las realizaciones anteriores, la etapa c) se lleva a cabo a una presión absoluta de entre 10 mbar y 200 mbar, preferentemente entre 10 mbar y 100 mbar. En otra realización particular según una cualquiera de las realizaciones anteriores, el vegetal alcanza una temperatura de entre 80°C y 95°C.
En una realización preferida según una cualquiera de las realizaciones descritas anteriormente, en la etapa c) se aplica energía de microondas a una densidad de potencia de microondas de entre 0,8 W/g a 1 ,8 W/g, a una presión absoluta de entre 10 mbar y 100 mbar, hasta que el vegetal alcanza una temperatura de 80-95°C, consiguiéndose así una textura mejorada, en particular en cuanto al carácter crujiente del vegetal.
En cuanto a la etapa d), en una realización particular del método según el primer aspecto de la invención, según una cualquiera de las realizaciones anteriores, la etapa d) se lleva a cabo a una presión absoluta de entre 10 mbar y 70 mbar. En otra realización particular del método de la invención, según una cualquiera de las realizaciones anteriores, la etapa d) se lleva a cabo hasta que la temperatura del vegetal es menor o igual a 45°C, preferentemente, por cuestiones de eficiencia, hasta que la temperatura es de 40°C a 50°C. Como se ha indicado anteriormente, con la etapa d) se endurece y estabiliza la estructura del vegetal deshidratado. Sorprendentemente, la estructura es suficientemente estable como para soportar, sin retraimiento, la presión atmosférica, una vez abierto el microondas, a temperaturas tan altas como 50°C. Es decir, el producto mantiene la estructura expandida sin necesidad de enfriarlo a temperaturas inferiores a 50°C lo que supone una importante ventaja energética.
En una realización preferente según una cualquiera de las realizaciones descritas anteriormente, en términos de eficacia y estabilidad, en la etapa d) se enfría el vegetal obtenido en la etapa c) a una presión absoluta de entre 10 mbar y 70 mbar hasta una temperatura de 40-50°C.
En una realización preferente en cuanto a eficacia, expansión, textura y estabilidad del método de la invención, las etapas a) y b) se llevan a cabo a una densidad de potencia de microondas de 1 W/g a 3 W/g, preferentemente de 1 ,8 W/g a 2,5 W/g, y la etapa c) se lleva a cabo a una densidad de potencia de microondas de entre 0,55 W/g y 2,3 W/g, preferentemente de 0,8 W/g a 1 ,8 W/g; la etapa a) se lleva a cabo a un presión de entre 315 mbar y 800 mbar, preferentemente 350-500 mbar, y las etapas b) y c) se llevan a cabo a una presión absoluta de entre 10 mbar y 100 mbar y la etapa d) a entre 10-70 mbar; y el vegetal alcanza en la etapa a) una temperatura de entre 55 y 65°C, en la etapa b) una temperatura de entre 70 y 80°C, en la etapa c) una temperatura de entre 80-95°C y en la etapa d) se enfría hasta una temperatura de entre 40°C y 50°C.
Como se ha indicado anteriormente, la temperatura que alcanza el producto en las etapas a), b) y c) aumenta gradualmente, es decir es menor en la etapa a) que en la b) y menor en la etapa b) que en la c). De esta manera se consigue, en un menor tiempo de proceso, una mayor expansión y una estructura expandida estable (que mantiene la estructura externa e interna (poros) y no sufre retraimiento), y por lo tanto las características del producto de textura y aspecto expandido deseadas.
Así, resumidamente, la etapa a) del método de la invención lleva al vegetal, de forma eficiente y evitando la evaporación de agua del mismo, a unas condiciones de temperatura y presión adecuadas para propiciar una evaporación abrupta del agua en la etapa b), de manera que se obtenga un efecto expansivo mayor que si la evaporación de agua se diera a temperatura menores. Además, durante la etapa c) se consigue completar las transformaciones moleculares adecuadas (ej. caramelizaciones, hidrólisis) para obtener, tras la estabilización y enfriamiento (tras la etapa d), la textura crujiente característica del producto final. Con la etapa d) se consigue estabilizar la nueva estructura expandida y transformada, evitando de este modo su colapso tras el restablecimiento final de la presión atmosférica.
La combinación de las condiciones de temperatura, presión y densidad de potencia de microondas a las que se llevan a cabo las distintas etapas del método de la presente invención así como el estado hídrico del vegetal en dichas etapas permiten conseguir un producto deshidratado expandido, que recupera prácticamente el volumen del vegetal fresco. Además, mejoran la textura del vegetal parcialmente deshidratado de partida, en particular en cuanto al carácter crujiente, e incluso respecto a otros métodos de secado existentes. Estas características sensoriales, entre otras el carácter crujiente y aspecto expandido, tan interesantes como novedosas en vegetales sin fritura, hacen que los vegetales deshidratados, expandidos y texturizados, de la presente invención tengan aplicaciones muy distintas a las de los vegetales secos obtenidos por otros procedimientos, como, por ejemplo, la elaboración de productos con carácter crujiente en la industria agroalimentaria, por ejemplo para pastelería y repostería.
Por último, como ya se ha mencionado anteriormente, el método de la presente invención es un método que puede llevarse a cabo a partir de distintos tipos de vegetales parcialmente deshidratados, siempre y cuando tengan una humedad inferior al 15% (en base húmeda), y se lleva a cabo de una manera rápida y sencilla, sin necesidad de operaciones previas de infusionado o adición de ingredientes para conseguir el carácter crujiente, ni de operaciones posteriores de secado por medio de otras fuentes de calor o en equipamientos aparte, que necesiten una manipulación intermedia, aumentando así el riesgo de retraimiento de la estructura del producto. Así, la presente invención proporciona un método de deshidratación rápido, donde se somete a los vegetales a temperaturas superiores o iguales a 70°C durante poco tiempo. A modo de ejemplo, tal y como se muestra en el Ejemplo 1 , en el proceso de la presente invención para un lote de unos 500 gramos de manzana parcialmente deshidratada, la suma de tiempo de todas las etapas, es de menos de 30 minutos, y el tiempo que está el producto a la temperatura máxima es corto, de aproximadamente 3 minutos. Esto supone una importante ventaja a nivel económico y a nivel de calidad del producto pues el producto se somete a altas temperaturas durante un corto periodo de tiempo.
Un segundo aspecto de la presente invención se refiere a un vegetal obtenible por el método según una cualquiera de las realizaciones del primer aspecto de la presente invención descritas en los párrafos anteriores. Dicho vegetal es un vegetal deshidratado, que se caracteriza por tener una humedad inferior al 3%. Como se ha indicado en el primer aspecto de la presente invención, el producto obtenible por el método de la invención es crujiente. Dicho producto es más crujiente que el vegetal parcialmente deshidratado de partida (datos no mostrados) y es más crujiente que el mismo vegetal secado por otros procedimientos (ver datos de distancia lineal comparativos con CM1 y CM2 en la Tabla 2 del Ejemplo 1).
Por otro lado, un tercer aspecto de la presente invención se refiere a un vegetal, en particular un vegetal deshidratado, caracterizado por que tiene una humedad inferior al 3% (base húmeda) y es crujiente.
El vegetal deshidratado según el segundo y tercer aspecto de la invención se caracteriza también por tener una estructura expandida. Dicha estructura expandida es altamente alveolada en su interior y exteriormente confiere al vegetal un aspecto voluminoso, que recuerda en forma y volumen al del vegetal fresco. Debido al volumen adquirido, a la porosidad interna y al bajo nivel de humedad, el vegetal deshidratado tiene una densidad aparente y una actividad de agua significativamente menores que las del vegetal parcialmente deshidratado de partida (ver Ejemplo 1). Además, dicha estructura expandida es de tal rigidez que, en combinación con la porosidad interior, aporta al vegetal deshidratado su carácter crujiente extraordinario. Esta última característica convierte al producto de la invención, según el segundo y tercer aspecto, en un atractivo aperitivo para la población infantil, al parecerse a los aperitivos de patatas fritas, pero siendo más saludable al tener un muy bajo contenido en grasa, únicamente el procedente de la materia prima, debido a que no requiere ninguna fritura.
Además, en cuanto a la textura en boca, es importante destacar que al masticar los vegetales de acuerdo a la presente invención no se diferencia la piel de la carne, todo el producto tiene la misma textura. Esto es importante porque hay procesos que resultan en una piel con textura plástica desagradable para el consumidor y que por tanto requieren el pelado previo del vegetal antes de someter la fruta al secado, lo cual dificulta el proceso y supone la pérdida de los nutrientes presentes en la piel. En la presente invención la piel no tiene una textura distinta a la carne del vegetal siendo agradable al paladar, así no se requiere pelar el vegetal antes del secado.
En una realización preferente según una cualquiera de las realizaciones anteriores del vegetal de acuerdo al segundo y tercero aspecto de la invención, el vegetal tiene una humedad de 0,8%-2,5%, más preferentemente de 1 ,2%-1 ,8%. Así, los autores de la invención han desarrollado productos vegetales que cumplen la normativa RD 126/1989 y se pueden por tanto clasificar como productos de aperitivo.
Por último, un cuarto aspecto de la invención se refiere a un producto alimenticio que comprende un vegetal según una cualquiera de las realizaciones del segundo o tercer aspecto de la presente invención. Asimismo, se refiere al uso de un vegetal de acuerdo con el segundo o tercer aspecto de la invención para su consumo directo, por ejemplo como aperitivo, o como ingrediente en la industria agroalimentaria. Así, por ejemplo se puede utilizar como ingrediente para la elaboración de un producto alimentario, complementos alimenticios, complementos dietéticos, etc.
Ejemplos
A continuación se detallan unos ejemplos concretos de realización de la invención que sirven para ilustrar la invención sin limitar el alcance de la misma.
EJEMPLO 1 : Preparación de snacks de manzana
Se parte de gajos de manzana con piel pre-secos, con un espesor de 10 mm y una humedad de 11 % (base húmeda). Una muestra de gajos de manzana (500 gramos) se colocó en un bombo oscilante de plástico transparente a las microondas, perforado para facilitar la salida del vapor de agua y el enfriamiento del producto. El bombo se colocó dentro del reactor de microondas y se bajó la presión absoluta hasta 400 mbar. Se aplicó una densidad de potencia de microondas de 2 W/g hasta alcanzar la temperatura del producto de 65 °C (etapa a)), lo que ocurrió en 3 minutos. En estas condiciones de procesado los gajos de manzana se calentaron por debajo de la temperatura de evaporación en equilibrio con la presión aplicada, de forma que se consiguió que la estructura del producto fuese susceptible de ser expandida en la siguiente fase del proceso. Una vez que la temperatura alcanzó los 65 °C se bajó la presión absoluta hasta los 20 mbar y se mantuvo la densidad de potencia a 2 W/g hasta alcanzar 80°C (etapa b)), lo que ocurrió en 3 minutos. En la tercera fase del proceso se bajó la densidad de potencia de microondas a 1 ,4 W/g y se mantuvo hasta que el producto alcanzó 90°C (etapa c)), lo que ocurrió en 3 minutos. Finalmente se pasó a la fase de estabilización del producto donde éste se enfrió desde los 90°C hasta 45°C en condiciones de vacío (presión absoluta de 20 mbar) sin aplicación de energía microondas (etapa d)). Esta etapa duró 18 minutos. El resumen de las condiciones del proceso llevado a cabo se detallan en la Tabla 1 (Método A). El mismo proceso se llevó a cabo con variantes en algunas condiciones tal y como se muestra en la Tabla 1 (métodos B-C). Los productos finales de los métodos A, B y C se denominaron Producto A, B y C, respectivamente.
Tabla 1.- Resumen de las condiciones del proceso: densidad de potencia, presión absoluta y temperatura máxima del producto en las etapas a), b) y c) y presión absoluta y temperatura final del producto en la etapa d).
Figure imgf000016_0001
La humedad, densidad aparente, actividad de agua y textura del producto final se caracterizaron como se indica a continuación.
El contenido de humedad de los gajos de manzana fue determinado por gravimetría a 70°C en vacío, método basado en el AOAC Official Method 934.06 - Moisture in Dried Fruits. La humedad se presenta en base húmeda (g de agua/1 OOg de peso total). La densidad fue medida en voluminometro IVOL-2 (SBS Labscience) y se presenta en base seca (kg de extracto seco / litro). La actividad de agua fue medida en AquaLab (series 3, Decagon Devices, Inc., Pullman, WA, USA) a temperatura ambiente.
Para la determinación de las propiedades mecánicas de la estructura del snack de manzana se utilizó un texturómetro TA HD-Plus (Stable Micro Systems), con una sonda cilindrica de 4 mm de diámetro. El análisis del carácter crocante/crujiente del snack se realizó mediante software Exponent 6.1.9.0 (Stable Microsystems) a través de la determinación de la distancia lineal de las curvas multipicos, que es un parámetro adimensional. Los productos que presentan distancias lineales superiores poseen un carácter crujiente superior. Esta técnica no se puede aplicar al vegetal de partida debido a su comportamiento gomoso.
Se caracterizaron también dos productos comerciales, referidos como CM1 y CM2. Según la información del fabricante, el producto CM1 se produce aplicando microondas a vacío y temperaturas por debajo de 40°C y el producto CM2 se produce por tecnología de expansión que aplica vapor a presión, sin uso de microondas. Ambos procesos de los citados productos comerciales tienen una etapa final de secado convencional por aire forzado.
Tabla 2.- Características del producto final de los métodos A-C y de los productos comerciales.
Figure imgf000017_0001
Los resultados de humedad y densidad aparente son la media de 2 muestras de 10 g (entre 4-6 gajos/muestra) por cada condición de procesado, y los de distancia lineal y actividad de agua, la media de 10 y 5 gajos, respectivamente. En la Tabla 2 aparece entre paréntesis el intervalo de confianza al 95% de significación.
La humedad de los gajos de manzana parcialmente deshidratados, utilizados como material de partida de los productos A y B, objeto de la presente invención, fue de 11 ,12 ± 0,07% (base húmeda), la densidad aparente de 0,673 ± 0,068 kg de extracto seco / litro y la actividad de agua de 0,433 ± 0,011. La densidad aparente de los productos A y B fue de 0,332 ± 0,045 y 0,354 ± 0,019, respectivamente. La actividad de agua de los productos A y B fue de 0,318 ± 0,011 y 0,334 ± 0,016, respectivamente. Así, se observa que el vegetal deshidratado por la presente invención tiene una densidad aparente y una actividad de agua significativamente menores que las del vegetal parcialmente deshidratado del que proviene, debido al volumen adquirido, a su porosidad interna y a su bajo nivel de humedad respecto al vegetal parcialmente deshidratado de partida.
Como se puede observar en la Tabla 2, existen diferencias significativas en cuanto al carácter crujiente entre los productos comerciales y los productos producidos por el método de acuerdo a la presente invención (métodos A y B), siendo el carácter crujiente mayor cuando se alcanza la temperatura máxima de proceso más alta, 90°C (método A). También se observan diferencias significativas entre los productos obtenidos por el método de acuerdo a la presente invención donde el producto ha alcanzado una temperatura máxima de 90 ó 70°C (métodos A y B, respectivamente) y el producto elaborado con el mismo método pero sin alcanzar una temperatura superior a 65°C (método C), siendo el carácter crujiente de este último similar al de los productos comerciales. Así, con el método de la presente invención se consiguen texturas significativamente más crujientes que por otros métodos de expansión.
También existen diferencias significativas al 95% entre dichos productos a nivel de la humedad final del producto. Las manzanas deshidratadas según la presente invención tienen una humedad final inferior al 2,5%, mientras que los productos comerciales tienen una humedad superior al 3%.
Es importante destacar que el carácter crujiente de los productos comerciales no se diferencia del producto elaborado con el método sin alcanzar una temperatura superior a 65°C (método C), aun teniendo este último una humedad significativamente menor que los productos comerciales y equivalente a los métodos A y B. Por ello, en estos rangos de humedad, la diferencia en el carácter crujiente entre los productos de la presente invención (métodos A y B) y los productos comerciales podría atribuirse a la temperatura máxima alcanzada por el vegetal en el proceso (comparativa con CM1) o a dicha temperatura y a las condiciones de humedad relativa ambiente en las que se alcanza dicha temperatura (comparativa con CM2). Como se puede observar en la Figura 2 existen también diferencias a nivel de apariencia exterior, ya que los productos obtenidos por el método de la presente invención resultan en snacks de manzana con una piel tirante (panel A) o levemente arrugada (panel B) y con nivel de "llenado" o hinchamiento de la carne en la zona cercana a la piel que hace que el corte transversal de los gajos sea triangular o prácticamente triangular. Sin embargo, llevando a cabo el mismo método pero sin superar la temperatura máxima en el producto de 65°C (panel C), la piel está visiblemente más arrugada (lo que se percibe en boca por una sensación más correosa) y la sección transversal de los gajos hace una pequeña curva entre la carne y la piel, indicativo de un menor grado de expansión durante el proceso y/o de una menor estabilidad que deriva en un retraimiento de la estructura. Esto hace que los aperitivos de acuerdo a la invención sean más llamativos y apetecibles al consumidor. En cuanto a la textura en boca, es importante destacar que al masticar los productos de acuerdo a la presente invención no se diferencia la piel de la carne de la manzana, todo el producto tiene la misma textura. Esto es importante porque hay procesos que resultan en una piel con textura plástica desagradable para el consumidor y que por tanto requieren el pelado previo de la fruta antes de someter la fruta al secado, lo cual dificulta el proceso y supone la pérdida de los nutrientes presentes en la piel. Otra diferencia entre la textura de los productos de la presente invención y los comerciales u obtenidos por métodos en los que no se superan los 65°C es la resultante de la morfología de los poros de las estructura interna del producto. Como se puede ver en la Figura 4 en los productos de acuerdo con la presente invención (panel A) los poros tienen forma redondeada y son más uniformes en tamaño y en su distribución en toda la masa del producto, mientras que los productos comerciales CM1 (panel B) y CM2 (panel C) tienen formas más irregulares y aplastadas. La forma, tamaño y distribución de poros obtenida en el producto según la invención contribuye al carácter crujiente diferenciador del vegetal deshidratado.

Claims

REIVINDICACIONES
1. Método de secado de un vegetal caracterizado por que comprende las siguientes etapas:
a) aplicar a un vegetal de partida energía de microondas en condiciones de presión absoluta de entre 123 mbar y presión atmosférica, hasta que dicho vegetal alcance una temperatura de entre 50°C y 70°C, donde el vegetal de partida tiene una humedad inferior al 15%;
b) aplicar al vegetal obtenido en la etapa a) energía de microondas a una densidad de potencia de microondas mayor o igual a 1 W/g, a una presión absoluta menor o igual a 312 mbar, hasta que el vegetal alcance una temperatura de entre 65°C y 85°C; c) aplicar al vegetal obtenido en la etapa b) energía de microondas en condiciones de presión absoluta menor o igual a 312 mbar, hasta que el vegetal alcance una temperatura de entre 70°C y 100°C; y
d) enfriar el vegetal obtenido en la etapa c) a vacío, sin aplicación de microondas, a una presión absoluta menor o igual a 123 mbar hasta una temperatura menor o igual a 50°C,
donde la temperatura alcanzada por el vegetal es mayor en la etapa b) que en la etapa a) y es mayor en la etapa c) que en la etapa b).
2. Método según la reivindicación 1 , donde el material de partida tiene una humedad de entre 7 y 14%, preferiblemente de entre 8 y 12%.
3. Método según la reivindicación 1 ó 2, donde la etapa a) y/o b) se lleva a cabo a una densidad de potencia de microondas de entre 1 W/g y 3 W/g, preferiblemente de 1 ,8 W/g a 2, 5 W/g.
4. Método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la etapa c) se lleva a cabo a una densidad de potencia de microondas de entre 0,55 W/g y 2,3 W/g, preferentemente de 0,8 W/g y 1 ,8 W/g.
5. Método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la etapa a) se lleva a cabo a una presión absoluta de entre 312 mbar y 800 mbar, preferentemente de entre 350 mbar y 500 mbar.
6. Método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la etapa b) y/o c) se lleva a cabo a una presión absoluta de entre 10 mbar y 200 mbar, preferentemente de entre 10 mbar y 100 mbar.
7. Método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la etapa d) se lleva a cabo a una presión absoluta de entre 10 mbar y 70 mbar.
8. Método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la etapa a) se lleva a cabo hasta que la temperatura del vegetal es de 55-65°C.
9. Método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la etapa b) se lleva a cabo hasta que la temperatura del vegetal es de 70-80°C.
10. Método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la etapa c) se lleva a cabo hasta que la temperatura del vegetal es de 80-95°C.
1 1. Método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde en la etapa d) se enfría el vegetal hasta una temperatura de entre 40°C y 50°C.
12. Método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la etapa a) se lleva a cabo directamente sobre un vegetal con una humedad inferior al 15% que ha sido sometido únicamente al secado del vegetal fresco para obtener dicha humedad inferior al 15%.
13. Método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que no comprende ninguna etapa adicional de secado posterior a la etapa c) y/o d).
14. Vegetal obtenible por el método de acuerdo a una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13.
15. Vegetal caracterizado por que tiene una humedad inferior al 3% y es crujiente.
16. Uso de un vegetal de acuerdo a la reivindicación 14 ó 15 para consumo directo o como ingrediente en la industria agroalimentaria.
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