TECNOLOGIAS PARA LA INDUSTRIA ALIMENTARIA PARTE 2

TECNOLOGIAS PARA LA INDUSTRIA ALIMENTARIA PARTE 2 MINISTERIO DE AGRICULTURA, GANADERÍA Y PESCA 1 Índice Chips de madera para la elaboración de vin

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TECNOLOGIAS PARA LA INDUSTRIA ALIMENTARIA PARTE 2

MINISTERIO DE AGRICULTURA, GANADERÍA Y PESCA

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Índice Chips de madera para la elaboración de vino Microoxigenación y crianza sobre lías

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Cristalización fraccionada

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Películas y recubrimientos comestibles

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Microencapsulación

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PET reciclado postconsumo grado alimentario

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Identificación por radiofrecuencia

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Carlos Horacio Casamiquela Ministro de Agricultura, Ganadería y Pesca Lorenzo Basso Secretario de Agricultura, Ganadería y Pesca Oscar Solís Subsecretario de Agregado de Valor y Nuevas Tecnologías Juan Manuel Alderete Director Nacional de Procesos y Tecnología Pablo Morón Director de Agroalimentos Ambrosio Pons Lezica Coordinador PROCAL II Autor Téc. Magali Parzanese

Este documento es producto del trabajo de la Subsecretaría de Agregado de Valor y Nuevas Tecnologías, elaborado a través del Programa de Gestión de la Calidad y Diferenciación de Alimentos, de la Dirección de Agroalimentos.

Chips de madera para la elaboración de vino

MINISTERIO DE AGRICULTURA, GANADERÍA Y PESCA

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Introducción El uso de madera en la producción de vinos posee una extensa historia. Antiguamente los romanos la emplearon para la fabricación de recipientes como barricas, toneles, barriles, etc., destinados al almacenamiento del vino y a su transporte tanto marítimo como terrestre. Muchos años después, durante el siglo XVIII, el contacto del vino con la madera produjo un cambio significativo. Los recipientes de madera dejaron de ser un mero medio para el transporte, y la reserva de vinos dentro de estos se transformó en una técnica de producción, que permitió obtener un producto con características específicas y en general de mejor calidad. Se puede afirmar entonces que la crianza del vino en madera es una práctica relativamente moderna. Esta se ha perfeccionado y ha evolucionado significativamente desde los primeros conocimientos empíricos derivados de la observación de los cambios característicos que le ocurrían naturalmente al vino cuando se transportaba en recipientes de madera.

Desde un inicio la madera de roble fue la más utilizada para este fin ya que era un material abundante en Europa en aquel tiempo, además de resistente y poco permeable. Si bien se usaron otras maderas como las de cerezo, castaño y fresno, con el correr del tiempo se identificaron a los toneles de roble como los más resistentes y duraderos. Asimismo se encontró experimentalmente que esta madera modificaba de manera favorable las características organolépticas del vino que estaba en contacto con ella durante determinado tiempo. Por esto se puede decir que la madera de roble reúne dos de los aspectos más deseados al momento de fabricar un recipiente para almacenamiento de vino: la resistencia mecánica y la transferencia de sabores y aromas agradables al producto final. Actualmente la industria vitivinícola cuenta con amplios conocimientos enológicos y analíticos que le permiten controlar e intervenir sobre los fenómenos implicados en la maduración de los vinos. Principalmente se tratan de comprender los mecanismos de acción de la madera y el oxígeno sobre las sustancias químicas

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presentes en el vino que son responsables N° C.23/08. En ella se describen los térmide su aroma, color, sabor, estructura, etc.

nos y condiciones que deben verificarse durante el proceso para que este sea lícito,

Con el objetivo de imitar mediante técnicas como por ejemplo el tamaño que deben tealternativas los resultados alcanzados por ner los trozos de madera y la procedencia y la crianza en barricas o barriles de madera características de esta madera, entre otros. de roble, hacia la década de los ochenta, Asimismo, uno de los puntos más imporsurgió la posibilidad de usar duelas, trozos tantes que establece esta norma es la dio virutas de madera de roble, denomina- ferenciación clara y obligatoria que debe dos comercialmente “chips”. Estos, en hacerse entre los vinos obtenidos por macontacto directo con el mosto en fermen- duración en barricas de roble, y aquellos tación o con el vino, le transmiten ciertas que resultan del uso de chips durante alcaracterísticas propias de la madera. Esta guna de las etapas del proceso de elaboratécnica fue difundida y utilizada primero en ción. Al respecto sólo pueden ser incluidas Estados Unidos y Australia con resultados en la etiqueta las expresiones como “Bapositivos, porque permitió la obtención de rrica”, “Crianza en roble” u otras similares, un producto con características similares a cuando efectivamente se empleen vasijas las alcanzadas por un proceso de crianza de roble durante la maduración del vino; si en barrica, pero requiriendo un tiempo me- esto no fuese así constituirían tanto un pernor y a costos más bajos. En Europa ini- juicio para los elaboradores de vino como cialmente no fue aceptada como práctica un engaño al consumidor. enológica lícita, aunque años más tarde su aplicación se extendió hacia la industria vitivinícola de todo el mundo, incluida la eu-

Descripción

ropea. En la Argentina fue autorizada en el En la actualidad la producción de los denoaño 2008 por el Instituto Nacional de Vitivi- minados chips de madera de roble responnicultura (INV) mediante la Resolución INV de a técnicas exigentes, contrariamente a lo

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que sucedía hace años atrás cuando tanto Por otro lado, además de verificarse lo eslos trozos como las virutas de madera eran tablecido por la norma, existen otros assubproductos de la fabricación de barricas. pectos de la madera elegida que influyen La selección de materia prima hoy en día se significativamente en las características lleva a cabo de manera exhaustiva, tenién- organolépticas del vino obtenido. Estos dose en cuenta la etapa de curado natural se describen a continuación en este inde la madera, e incluyendo técnicas especí- forme, ya que es fundamental consideficas de corte, triturado y tostado. Para ser comercializados como tales, los chips son sometidos a estrictos controles de seguridad técnica y alimentaria, ya que se trata de un material que estará en contacto con un alimento. Respecto a ello, los requisitos generales que establece la Resolución antes mencionada sobre la madera empleada en la fabricación de los chips son: •

provenir de especies de Quercus,

género al que pertenece el roble, pudiendo ser usadas al natural o tostadas de tipo ligero, medio y fuerte; •

no haber sido sometidas a trata-

mientos químicos, enzimáticos o físicos diferentes al tostado, ni estar adicionadas con productos destinados a aumentar su capacidad aromatizante natural.

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rarlos al momento de diseñar el proceso de elaboración.

Origen y especie botánica del roble De manera general se puede afirmar que el origen de la madera se encuentra relacionado directamente con sus propiedades físicas y con su composición química. Como se indicó anteriormente, el roble pertenece al género Quercus, el cual está formado por aproximadamente 300 especies. De todas ellas sólo una minoría reúne las características necesarias para su utilización en enología. Estas son los robles blancos de América del Norte, representados principalmente por la especie Quercus alba, y los robles de Europa, representados por Quercus petraea o sessilis y Quercus

robur o pedunculata. Generalmente se uti- pobre en taninos elágicos o también llamalizan los términos roble americano y roble dos elagitaninos. francés respectivamente, ya que la primera de las especies procede fundamentalmen- La madera procedente del roble francés te de la zona este del río Mississippi y las por otro lado, tiene concentraciones más otras dos de la región del centro y suroeste altas de estos taninos, aportando mayor de Francia. Debido a la fuerte hibridación, cantidad de sustancias extraíbles y de polila tarea de distinguir entre Q. robur y Q. pe- fenoles totales. Además presenta una dentraea se dificulta, por lo que en la práctica sidad menor, en tanto que la porosidad y se hace referencia a la zona de proceden- la permeabilidad son mayores, por lo que cia y no la especie.

el secado para este tipo de madera será más rápido.

El roble americano y el roble francés presentan características que los diferencian notoriamente. El primero presenta una madera de alta densidad con baja porosidad

Secado y tostado de la madera

y permeabilidad; por esto la efectividad de Luego de su obtención, la madera es solos mecanismos de secado puede ser me- metida a un proceso de secado, durante el nor, además de ser más difícil de trabajar cual se producen una serie de reacciones y más pesado, pero como ventaja este es enzimáticas. Las enzimas responsables de más durable.

estas reacciones son segregadas por la microflora fúngica que se desarrolla sobre

En cuanto a las sustancias extraíbles que la madera. Diversos estudios demostraron pasan al vino durante la elaboración, la ma- que las especies de Aureobasidium pulludera del roble americano es generalmente lans, Trichoderma harzianum y Trichoderrica en componentes volátiles y derivados ma komingii existen siempre en la madera de la degradación de la lignina, pero muy durante su secado; la primera de ellas es

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la más abundante y representa el 80% de con una intensidad determinada para vala microflora total. La actividad enzimática riar el perfil de los compuestos extraíbles. tiene como consecuencia la modificación El tostado es una etapa fundamental de la del perfil polifenólico de la madera y de su fabricación tradicional de barricas y tamcomposición, ya que se produce una libe- bién de los productos alternativos a ellas ración de glucosa por la destrucción de las como los chips, virutas, polvo, etc. Permite estructuras fenólicas heterosídicas (cuma- aumentar la cantidad y la complejidad de rinas y taninos hidrolizables). Algunos au- las aportaciones del roble al vino, ya que tores (Chatonnet et al., 1994a; Fernández induce la aparición de nuevas sustancias de Simón et al., 1999; Cadahía et al., 2001), volátiles y odorantes producidas por la demuestran que durante el secado natural de gradación térmica de la madera. Asimisla madera se produce una disminución de mo logra eliminar el exceso de taninos y entre el 30 – 40% de los elagitaninos en el de sustancias amargas que en ocasiones roble de origen español y en Quercus petrae presenta este material, así como modular francés, del 75% en Quercus robur fran- la expresión de la madera en el vino que cés y alrededor del 15% en la madera de a veces resulta excesiva, reduciendo su Quercus alba americano. La consecuencia contenido en γ-lactonas y otros compuesfinal y más importante de los cambios en la tos de carácter vegetal presentes antes del composición que se dan durante el secado tostado. La intensidad del tostado tiene de la madera, tanto natural como artificial, gran influencia sobre la transferencia de es la disminución significativa de su sabor compuestos aromáticos: el tostado ligeamargo y astringencia. Se debe destacar ro genera el mayor impacto aromático, el que esta pérdida de astringencia y amargor tostado medio tiene un impacto menor en depende mucho del origen geográfico y de relación con el tostado ligero ya que las nola especie botánica de la madera.

tas aromáticas aportadas por las lactonas

Luego del secado, la madera de roble pue- disminuyen y se incrementan las debidas de ser sometida a un proceso de tostado a las demás sustancias volátiles, entre las

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que se destacan la vainillina y los fenoles en cualquiera de los tres tipos de tostados volátiles; el tostado fuerte provoca la pérdi- mencionados (ligero, medio y fuerte), direcda de la intensidad aromática de la madera tamente sobre el mosto en fermentación, y altera considerablemente el equilibrio en- ya que por su menor tamaño la extracción tre las familias de aromas, pudiendo marcar de los compuestos aromáticos es rápida. un exceso de notas ahumadas y tostadas. 2. Escamas de tamaño medio o chico

Tamaño y forma de los chips

Se trata de fragmentos de aproximadamente 6 a 9 mm de longitud, no uniformes. La transferencia de compuestos se

La dimensión de los chips influye en la realiza más lentamente que en el caso ancesión de compuestos extraíbles de tal terior porque tienen un volumen mayor y manera que cuanto más pequeño sea superficie de contacto menor. Este tipo de el tamaño de la madera más rápida es la fragmentos pueden usarse directamente o extracción. Es por esto que en el merca- sumergirse dentro de bolsas que permitan do existen suplementos de madera de ro- la difusión de los compuestos extraíbles ble de diferentes tamaños y formas, cuyas desde la madera hacia el mosto duranprincipales características se describen a te la fermentación, o hacia el vino durante continuación:

la crianza.

1. Polvo y virutas de madera de roble

3. Cubos o dados

Para ser usada en enología según la nor- Son fragmentos cúbicos de un volumen mativa actual, la viruta de roble debe pre- aproximado de 1 cm3. Tienen un rendimiensentar unas dimensiones de partícula tal to por volumen mayor a las escamas antes que al menos el 95% de ellas, expresado descriptas ya que la superficie de contacto en peso, sea retenido por un tamiz con ma- es mayor. Se usan mayormente durante la lla de 2 mm. En general la viruta se utiliza crianza del vino.

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  TOSTADO

  TAMAÑO

ÂÂ Sin tostar »» »» »»

Estabilización del color Volumen en boca Perfil afrutado del vino

Bolques

Cubos

ÂÂ Tostado ligero »» »»

Estabilizaciòn del color Sensación de dulzura en boca

Concentración de taninos

Velocidad de extracciòn Tamaño medio

Tamaño pequeño

ÂÂ Tostado fuerte »» »»

Complejidad aromática Notas de café / tostado

TAMAÑO = velocidad de extracción TOSTADO = complejidad aromática

4. Duelas Se trata de listones de madera que suelen ser usados en depósitos de acero inoxi-

Viruta

Rápida / unos días

Polvo

Dosis y tiempo de contacto

dable o incluso dentro de barricas como La dosis de chips empleada depende de su material de apoyo durante la fermentación. tamaño y del momento o etapa del proceso Las dimensiones de las duelas depende- de elaboración en que son adicionados; en rán del uso al que se destinen; en general general abarca un rango que oscila entre las que se utilizan dentro de depósitos de 1 a 10 g/l. Además se busca que la dosis acero inoxidable tienen un tamaño mayor. sea tal que la relación entre la superficie y Además los listones pueden unirse por el volumen sea lo más similar posible a la sus extremos y formar grupos que luego que se presenta en el proceso de crianza son introducidos en conjunto dentro de en barricas. El tiempo de contacto depenlos depósitos.

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derá también de la etapa del proceso, ya

que si se introducen los chips durante la butos sensoriales en el producto final. Enfermentación, el tiempo de contacto se ex- tre ellos se encuentran los polifenoles, un tenderá hasta el final de esta etapa. Por el conjunto de estímulos aromáticos, que dan contrario si se agregan en la etapa de ma- complejidad al vino y contribuyen al color. duración o crianza, el tiempo de contacto variará dependiendo de las características 1. Compuestos aromáticos organolépticas del vino que se desean ob- Los grupos aromáticos de mayor importener. Igualmente este tiempo es signifi- tancia son: cativamente menor al necesario para una crianza en barrica.

a. Derivados furánicos

En general para un tamaño de chips me- Son los responsables de los aromas caracdio, la extracción de compuestos es com- terísticos a almendras tostadas, se generan pleta luego de un tiempo de contacto de como producto de la reacción de Maillard 4 semanas.

a partir de la celulosa y hemicelulosa de la madera durante el tostado. Estos compues-

Compuestos extraíbles de la madera de roble que pasan al vino durante la crianza

tos tienen un umbral de percepción elevado, por lo que su acción en el aroma de los vinos tiene que ver con potenciar el aroma de otros compuestos como el de las lactonas. Las maderas de especies de roble europeo son las que presentan un mayor contenido de furfural y derivados furánicos.

Durante el tiempo que el mosto en fermen- b. Aldehídos volátiles y fenilcetonas tación o el vino se mantiene en contacto Aportan aromas a vainilla y son liberados con los chips se transfieren aquellos com- durante el proceso de tostado por la depuestos que son responsables de los atri- gradación térmica de la lignina. De estos

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la vainillina es la más importante debido a nos aportando notas ahumadas y tostadas. su impacto sensorial. Dentro de esta fami- Además puede utilizarse como indicador del lia también se encuentran el siringaldehí- grado de tostado de la madera ya que junto do, el coniferaldehído y el sinapaldehído, con el 4-metilguayacol, se forma en mayor con umbrales de percepción más elevados medida a altas temperaturas de tostado. y por lo tanto de menor importancia. Los tratamientos realizados a la madera son d. Lactonas esenciales para la extracción de algunos Se distinguen dos tipos dentro de esta fade estos aldehídos volátiles y fenilcetonas. milia de compuestos químicos, las que son El secado y el tostado aumentan significa- extraídas de la madera y las que se produtivamente la concentración de vainillina y cen durante el envejecimiento del vino pero de siringaldehído. En cuanto a la influencia sin la influencia de la madera del roble. Dudel tipo de roble, se observó que el sirin- rante la crianza en madera, ya sea en bagaldehído es cedido en mayor cantidad por rrica o mediante el uso de chips, el vino se las maderas de roble americano.

enriquece con esta sustancia cuyo origen se relaciona con la degradación térmica de

c. Fenoles volátiles

los lípidos presentes en la madera. Entre

En el vino que estuvo en contacto con aquellas que son extraídas de la madera chips, virutas o polvo de roble principalmen- se encuentran las β-metil-g-octalactonas te están presentes los siguientes: guayacol, (conocidas como whisky lactonas) las cua4-etilguayacol,

4-etilfenol,

metileugenol, les tienen un aroma característico a nuez

eugenol y siringol. Estos se generan como de coco. Se suelen presentar en el vino en consecuencia del tostado a causa de la de- concentraciones superiores a su umbral gradación térmica de la lignina. Igualmen- de percepción, y generalmente la relación te la madera no tostada contiene algunos isomérica evoluciona con el tiempo a favor fenoles volátiles en pequeñas cantidades. del isómero cis, el cual es alrededor de 5 El guayacol contribuye al aroma de los vi- veces más odorante que el isómero trans.

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Los contenidos de estas lactonas y la relación entre sus estereoisómeros varía dependiendo del origen de la madera y del grado de tostado. Los vinos envejecidos en roble americano y con tostado alto presentan mayores niveles de lactona, principalmente del isómero cis.

2. Compuestos no volátiles De los principales compuestos no volátiles que posee la madera de roble se destacan los compuestos fenólicos. Estos pueden agruparse en ácidos fenólicos, taninos gálicos, taninos elágicos, cumarinas y flavanoles. De los ácidos fenólicos existentes, la madera de roble presenta principalmente cos, cuya estructura química es compleja, ácido gálico y su dímero el ácido elágico. son abundantes en la madera de roble por Respecto a su contribución a las propieda- lo que tienen una gran contribución en el des organolépticas, el primero de ellos par- sabor y en la evolución del vino. Participan ticipa de la sensación ácida del vino mien- principalmente en la sensación de astrintras que el segundo se considera neutro.

gencia; no obstante, un exceso de tanino

Los taninos gálicos presentan sabor ácido, elágico puede ser negativo dando como ligeramente astringente y muy amargo. Sin resultado el denominado “sabor a tabla”. embargo, dado que la madera de roble tie- Con tiempos de crianza elevados, y debido ne cantidades bajas de este tipo de tani- al pH ácido, este inconveniente se reduce nos, su contribución al sabor del vino será ya que se produce la hidrólisis de estos tamínima. Por el contrario los taninos elági- ninos a ácido elágico.

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Las cumarinas son derivados de los áci- clan los chips directamente con el mosto dos cinámicos que se forman mediante en fermentación. En vinos blancos y rosaesterificaciones

intramoleculares.

Estos dos se puede aplicar después de la limpie-

compuestos en la madera de roble fresca za del mosto, ya que el aporte de la mase encuentran mayoritariamente en forma dera generalmente aumenta el color de los de heterósidos los cuales son muy amar- vinos, cuyo efecto es mayor cuanto más gos. Sin embargo, durante el secado na- temprano se aporte la madera. Utilizar los tural de la madera se produce la hidrólisis chips durante la fermentación resulta ser la de los heterósidos transformándose en sus forma más recomendable porque se benecorrespondientes agliconas, las cuales son ficia al producto final en cuanto a aromas mucho menos amargas. Por último, la ma- y se favorece la clarificación. Además se dera de roble aporta flavanoles, catequinas debe tener en cuenta que si se adicionan y procianidinas que participan principal- los chips durante la fermentación malolácmente en la astringencia.

tica se requiere microoxigenación, la cual consiste en añadir cantidades exactas de

Etapas del proceso de elaboración durante las que se introducen los chips

oxígeno durante un período de tiempo determinado para obtener vinos con características sensoriales aceptables.

2. Durante la maduración. El uso de chips durante esta etapa permite

Los chips de roble pueden adicionarse en controlar y flexibilizar el carácter de roble diferentes momentos de la elaboración del vino, es decir las características sende vino:

soriales que son cedidas por esta madera.

1. Durante la fermentación.

3. Aporte tardío.

Para la producción de vinos tintos se mez- En ocasiones suele agregarse chips o

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polvo de madera de roble unas semanas Además de los flavors los barriles proporantes del embotellado del vino con el ob- cionan una gran superficie para la oxidajetivo de transferirle las características del ción, no obstante los productores de vinos roble de forma rápida. Sin embargo este lograron reproducir este efecto mediante la procedimiento tiene un riesgo de inestabi- microoxigenación. De esa manera la brelidad ya que los elagitaninos disueltos se cha que puede existir entre los vinos de bahidrolizan en pocas semanas en el vino y rricas y chips se está reduciendo. se libera ácido elágico insoluble. Para evitarlo será necesario asegurar que los vinos alcancen su punto de estabilidad antes de proceder al embotellado.

Existen distintos estudios sensoriales en vinos de toneles y vinos elaborados con chips que exponen que la crianza en barricas ofrecería mayor cantidad de flavors complejos, mientras que los pro-

Ventajas y desventajas de la aplicacion de chips Si bien los barriles de roble para añejar vinos dan muy buenos resultados y poseen un fuerte componente emocional que parecerían no volverse obsoletos, sus elevados costos y los prolongados períodos de tiempo necesarios para lograr las características deseadas en el producto hacen que algunos elaboradores utilicen los chips o bastones, entre otras alternativas a las barricas, para impartir los flavors del roble.

ducidos con chips poseen flavors monolíticos que resultarían en un mayor grado de astringencia. Sin embargo, otros estudios realizados con consumidores no exhiben diferencias.

Ventajas del uso de chips • Menor costo de operación y menor tiempo de elaboración respecto a la crianza en barricas. • Precio de venta menor del producto final. • Características sensoriales similares a las alcanzadas mediante un proceso de crianza tradicional en barricas.

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Desventajas del uso de chips • Su uso abusivo o sin los controles necesarios, puede influir en el desarrollo de compuestos fenólicos que inciden negativamente sobre las características organolépticas del producto final. • En ocasiones se requiere aplicar un proceso de microoxigenación en conjunto con la adición de los chips para alcanzar las propiedades sensoriales deseadas. • A diferencia de las barricas de roble, los chips no pueden ser reutilizados debido a que tienen un espesor mucho menor, por lo que el vino penetra completamente en ellos extrayendo los compuestos de la madera rápidamente.

Fuentes consultadas • Catania, C. y Avagnina, S. (2007) La madera y el vino. Curso •

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superior de degustación de vinos. EEA Mendoza, INTA. Chaves Muñoz, M. (2012) Uso de virutas de roble como sistema alternativo al envejecimiento en barricas de vinos sherry tipo oloroso. Departamento de Química Agrícola y Edafología. Universidad de Córdoba, España. Fernández de Simón, B. (2007) Tratamiento de la madera de roble para tonelería. Revista Enología Nº4. Estrella CADAHÍA, Centro de Investigación Forestal (CIFOR-INIA), Madrid. Chatonnet, P. (2009) Productos alternativos a la crianza en barrica de los vinos. Influencia de los parámetros de fabricación y de uso. Enología N°4. Laboratorio Excell. Merignac, Francia. Béteau, J. y Roig Josa, G. (2006) Los chips de roble como herramienta de vinificación y crianza. ACE: Revista de enología, Nº 73.

Microoxigenación y crianza sobre lías

MINISTERIO DE AGRICULTURA, GANADERÍA Y PESCA

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Introducción Si bien la crianza en barriles es una técnica onerosa, en la actualidad existen alternativas de menor costo, como el uso de chips de roble, para llevar a cabo el envejecimiento de los vinos. Esto puede desarrollarse en depósitos de acero inoxidable, y en conjunto con otras técnicas permite alcanzar una calidad comparable a la de los vinos estacionados en barricas. Es decir, mediante la aplicación de métodos compatibles y complementarios, se puede lograr un producto de elevada calidad con un menor costo de producción que el que se requiere para la crianza en barricas, y hacer cada vez menos perceptible las diferencias entre ambos productos. La crianza de vinos sobre lías, la utilización de chips de madera, y la microoxigenación suponen alternativas para alcanzar tal fin. Al uso de chips para impartir al vino los flavors del roble se suman la microoxigenación y la optimización de la crianza sobre lías, que permiten mejorar las propiedades sensoriales del vino y otorgarle estabilidad fisicoquímica.

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La microoxigenación consiste en dosificar oxígeno en cantidades pequeñas, continuas, precisas y de forma controlada, a fin de reproducir el envejecimiento del vino en barriles. A lo largo de la crianza en barricas el proceso de oxigenación se desarrolla en forma natural, ya que los poros de la madera permiten que pasen, de forma lenta y continua, pequeñas cantidades de oxígeno al vino. El contacto con este gas produce una polimerización que conlleva a la estabilización de la coloración, la exaltación de aromas y la reducción de la astringencia en el producto final. Estos resultados son los que se persiguen al implementar la técnica de microoxigenación como alternativa a la crianza en barricas. Actualmente existen tecnologías y equipos específicos para desarrollar esta técnica de gran aplicación. Se utiliza principalmente en la elaboración de vinos tintos ya que su mayor efecto es el de la polimerización de antocianos con taninos. La oxigenación controlada de los vinos tintos se puede aplicar en diferentes momentos de su elaboración a fin de, como ya se mencionó, reducir la astringencia, lograr la estabilización del color y elimi-

nar olores ocasionados por problemas de reducción asociados a compuestos azufrados, entre otras cosas.

En relación con la crianza sobre lías, esta técnica se constituye principalmente en los cambios que se producen en el vino como resultado de su exposición al contenido celular de las levaduras, que es liberado durante la autolisis o autodestrucción hidrolítica de las células. Principalmente se extraen polisacáridos y manoproteínas que aportan características particulares a los vinos durante el período de crianza.

Microoxigenación El oxígeno posee un rol muy importante en los procesos microbiológicos y bioquímicos que ocurren durante la producción del vino. De este dependen las reacciones de condensación, polimerización y oxidación que son las responsables de la formación de nuevos pigmentos y compuestos poliméricos que estabilizan el color del vino. Asimismo el oxígeno influye sobre la composición fenólica y tiene efecto sobre algunas características sensoriales como el aroma y la astringencia, las cuales determinan su calidad.

Esta técnica se utiliza tradicionalmente en La técnica de microoxigenación se aplica la elaboración de vinos blancos fermenta- con la finalidad de: dos en barrica en Borgoña, en el enveje- • Aumentar la intensidad de la coloración cimiento en botella de vinos espumosos

o estabilizarla, mediante la formación

como Champagne y Cava, y en vinos de

de pigmentos poliméricos entre anto-

crianza biológica con levaduras de flor

cianos y taninos.

como Jerez. Actualmente existen muchas • Lograr estructuración y armonización bodegas que comenzaron a utilizar esta

de las sensaciones en boca, por poli-

técnica en vinos tintos ya que permitiría la

merización de los flavonoles.

obtención de vinos de calidad por la mejo- • Eliminar o reducir las notas aromáticas ra en su estructura, perfil aromático y estabilidad de color.

herbáceas. • Aumentar la complejidad aromática.

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Orígenes de la microoxigenación

debe aclarar que la aplicación de esta tecnología no persigue el objetivo de acelerar la crianza, sino que se trata de una técnica

Se puede afirmar que la microoxigenación que permite conducir este proceso y logra como tratamiento en la elaboración de vi- expresar todas las cualidades positivas del nos es una técnica moderna. Su origen vino, corrigiendo algunas negativas y alardata de principios de la década del 90, gando su período de vida. en la región francesa de Madiran, y surgió como solución a un problema que se presentaba durante la crianza de los vinos de

Aplicación y proceso

la variedad tannat. Éstos presentaban una Etapas del proceso de elaboración del vino alta concentración de taninos y antocianos donde aplicar microoxigenación: al inicio de la crianza, lo que provocaba que al final del envejecimiento exhibieran 1. Fermentación alcohólica (mostos una sensación gustativa de sequedad. A blancos y tintos) fin de solucionar este inconveniente, se El uso de la microoxigenación durante el realizaron ensayos con aportes constantes desarrollo celular al inicio de la fermentay controlados de oxígeno. Como resultado ción, permite acelerar el crecimiento y rese observó que los vinos evolucionaron de producción de las levaduras, con lo que forma satisfactoria, ya que las contribu- se tiene una biomasa más activa para la ciones de oxígeno permitían conservar el producción de metabolitos secundarios color y la frutosidad en el producto final. de interés. Asimismo la aplicación de De esta manera se originó la técnica de mi- microoxigenación durante las primeras crooxigenación, la cual desde su inicio se etapas fermentativas tiene como objetipresentó como una herramienta que per- vo lograr una mayor síntesis de esteromite la gestión y el control de los aportes les y de ácidos grasos insaturados de de oxígeno en la elaboración de vinos. Se cadena larga.

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Con esto se logra aumentar la resistencia tir del alcohol etílico, que actúa de puente de la membrana celular de las levaduras al entre los antocianos y los taninos, actuanfinalizar la fermentación alcohólica, aumen- do como precursor en las reacciones de tar el rendimiento y disminuir el tiempo de condensación entre ambos compuestos. la fermentación -al lograr un mayor agota- En esta fase se busca aumentar el color, la miento de azúcares-, y reducir las reaccio- astringencia, reducir o eliminar los caracnes secundarias indeseables durante esta teres herbáceos, y producir el aumento del etapa. En mostos tintos se verifica que el volumen en boca. Además se verifica una oxígeno comienza a polimerizar los anto- disminución de los aromas fermentativos. cianos y taninos presentes durante la fer- Durante el período de fermentación malomentación alcohólica, aunque debe consi- láctica no es conveniente continuar apliderarse como una actividad secundaria en cando oxígeno, aunque en casos puntuales esta etapa del proceso.

puede microoxigenarse con dosis mínimas. El exceso de acetaldehído generado antes

2. Entre el fin de la fermentación alcohó- de comenzar dicha etapa es metabolizado lica y el inicio de la fermentación malo- completamente por las bacterias lácticas. láctica (vino tinto) La microoxigenación suele aplicarse con- 3. Envejecimiento del vino venientemente antes de la fermentación Durante

este

período

puede

aplicar-

maloláctica, ya que en esta instancia el se microoxigenación con el fin de lograr vino presenta mejores condiciones para la estabilidad de la materia colorante. que se den las reacciones buscadas. Prin- Además se trata de redondear al vino y cipalmente porque la acidez no es todavía aportarle mayor complejidad al producmuy elevada y los compuestos fenólicos to final al igual de lo que ocurre al enveestán en un estado de oxidación – polime- jecer el vino en barricas, con la diferenrización aún reducido. Durante esta etapa cia que ese es un proceso más lento. el oxígeno aportado produce etanal a par- Es recomendable realizar un seguimien-

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to de los parámetros analíticos del vino, distintas reacciones que se producen entre principalmente de los niveles de aci- este gas y los compuestos del vino. dez volátil y de anhídrido sulfuroso. Asimismo, deberían llevarse a cabo ca- Si bien, como se dijo, la dosis de oxígetas sucesivas para el control sensorial no dependerá de la composición inicial del del producto.

vino a tratar, por lo cual deberá especificarse para cada caso en particular, se puede

Dosificación y consumo de oxígeno

mencionar un rango de valores que se aplican generalmente en las distintas etapas: • Luego de finalizada la fermentación

la dosis adecuada de oxígeno que debe

alcohólica, y antes de la fermentación

aplicarse en cada etapa del proceso de-

maloláctica, la dosis de trabajo es de

pende de las condiciones y propiedades

40 a 50 mililitros de O2 por litro de vino

iniciales del vino, principalmente del con-

por mes, durante un período de dos a

tenido inicial en taninos y antocianos, y

tres días, y luego 15 a 20 mililitros de O2

también de las características finales de-

por litro de vino por mes, durante diez

seadas. Además al llevar a cabo la micro-

a doce días más o hasta el inicio de la

oxigenación debe tenerse en cuenta que la

fermentación maloláctica.

cantidad de oxígeno disuelto tiene que ser • Luego de la fermentación maloláctica la menor a la cantidad consumida, para evitar

dosis de trabajo es de 1 a 6 mililitros de O2

que ocurran reacciones de oxidación inde-

por litro de vino por mes para un tratamien-

seables y no favorecer el desarrollo de bac-

to a largo plazo, de uno a cuatro meses.

terias acéticas. Es por esto que durante el tratamiento debe evitarse siempre la acu- Se debe mencionar que el O2 que se adimulación de oxígeno en el medio, lo cual ciona al vino es consumido por la oxidación se logra introduciendo dosis de oxígeno de múltiples sustratos, siendo los primeros menores a las que son consumidas por las en reaccionar los compuestos fenólicos,

24

seguidos por el anhídrido sulfuroso, etanol en consumir el oxígeno a 13°C, 4 días si se y por último el acetaldehído. En vinos jóve- aumenta la temperatura a 30°C, y algunos nes el consumo de oxígeno es más rápido minutos a 70°C. De esta forma las tempeya que estos poseen mayor concentración raturas óptimas de trabajo son aquellas en de compuestos fenólicos. De la misma for- las que se produce un equilibrio entre esma debido a que los vinos tintos poseen tos dos factores, siendo una temperatura un contenido de dichos compuestos muy aceptable de tratamiento dentro del rango superior a los blancos, el consumo de oxí- de 12 a 20°C. geno de los tintos se ve menos afectado por el anhídrido sulfuroso que en los blancos y rosados. Asimismo el anhídrido sulfuroso tiene un rol de agente antioxidante

Requisitos que debe cumplir el vino

muy importante en vinos blancos pero es Para alcanzar los beneficios y resultados secundario en los tintos.

antes mencionados a través de la microoxigenación hay que tener en cuenta que el

Importancia de la temperatura

vino al que se aplicará tal tratamiento debe cumplir con algunos requisitos mínimos, relacionados con su riqueza en compues-

La temperatura es fundamental en el con- tos fenólicos: sumo de oxígeno por lo que la microoxi- • Tener un Índice de Polifenoles Totales genación sufrirá variaciones en función de

(IPT) superior a 30.

ésta. La solubilidad del oxígeno aumenta • Tener una relación de antocianos/tanial disminuir la temperatura del medio, sin

nos equilibrada (según la bibliografía se

embargo se reduce su consumo porque las

recomienda que sea de 1 a 4).

reacciones se vuelven más lentas. Respec- • Presentar una Intensidad Colorante (IC) to a esto último se puede mencionar como

con valores entre 8 y 16 como reco-

ejemplo que un vino saturado tarda 25 días

mendados.

25

Equipos microoxigenadores

electrólisis para producir oxígeno; la técni-

Cliqueur

de carbono.

ca consiste en hacer pasar una corriente eléctrica a través de un electrodo de vidrio

Adiciona grandes cantidades de oxígeno en pocos minutos; comparable con la oxigenación relacionada con un trasiego al aire. Se aplica en tanques o en barricas. Se puede utilizar para microoxigenar, pero no se suele hacer ya que no se adiciona exactamente la cantidad de oxígeno que se va a consumir. Se aplica en vinos con IPT mayor a 70 y con IC alto, de un valor mayor a 11-12.

Microoxigenador Adiciona oxígeno en cantidades mínimas, es mucho más selectivo que el Cliqueur. El inconveniente es que para microoxigenar un depósito se necesita mucho tiempo (cosa que no sucede con el cliqueur). Actualmente los equipos de microoxigenación que se ofrecen en el mercado funcionan como generadores de micro-burbujas de oxígeno. También existen equipos que funcionan por microoxigenación electroquímica: utilizan el proceso industrial de

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Ventajas y desventajas de la microoxigenación Ventajas • Minimiza la caída típica del color en un vino tinto después de la fermentación maloláctica. • Mejora las propiedades organolépticas, principalmente aroma y gusto del vino.

Desventajas • Un exceso de oxígeno puede ocasionar la oxidación de los compuestos libres, seguido de una pérdida de color. Además una excesiva polimerización de los taninos puede provocar la sequedad del vino.

Crianza sobre lias El residuo que resulta al decantar la biomasa de levaduras responsables de la fermentación alcohólica del mosto, se denomina lías vínicas de fermentación. Se trata generalmente de una población microbiológica heterogénea, dependiendo de si se realiza o no una inoculación con cepas seleccionadas de levaduras. Además este residuo acumulado en el fondo de los depósitos tras la fermentación, puede estar formado por poblaciones de bacterias lácticas o acéticas, sales tartáricas, o restos de vegetales derivados de la vendimia, entre otros compuestos.

el mejor resultado, y por lo tanto la forma de realizar la crianza sobre lías variará considerablemente entre diferentes bodegas. Sin embargo el resultado del proceso, es decir la evolución fisicoquímica y sensorial del vino, tiene en todos los casos una correlación directa con el grado de autolisis de las lías de levaduras con las que se halla en contacto.

Actualmente las bodegas tienen la necesidad de generar productos diferenciados para ganar competitividad. La técnica de crianza sobre lías permite cumplir con ese objetivo, ya que enriquece y mejora significativamente las características gustativas de los vinos. Sin embargo se tra-

En la práctica existen distintas formas de ta de una práctica costosa debido a que implementar esta técnica, las cuales se demanda una inmovilización del stock por diferencian por la proporción de biomasa determinado tiempo, y requiere una gran utilizada, el tipo de contenedor empleado cantidad de recursos de la bodega para (barricas o depósitos) y la frecuencia de re- su realización. suspensiones de las lías durante la etapa Además se debe hacer un seguimiende crianza. Debido a que todos estos pa- to periódico de parámetros analíticos rámetros no responden a una regla especí- y sensoriales, ya que al llevar a cabo fica, dependerá de cada industria en parti- esta técnica se asume cierto riesgo de cular la adopción de la técnica que brinde inestabilidad microbiológica.

27

Aplicación y proceso Como se mencionó, el proceso de crianza sobre lías se basa en el contacto del vino con aquellos compuestos, tanto estructurales como intracelulares, que se liberan al medio luego de la ruptura autolítica de las células de levaduras. Una importante cantidad de moléculas y biopolímeros son los responsables de enriquecer y mejorar las cualidades de los vinos:

modificación de estructura y sensación en boca del vino, estabilización del color y protección frente a precipitaciones tartáricas.

La autolisis es un proceso posterior a la muerte de una célula de levadura, que implica una serie de reacciones sucesivas. Comienza con la destrucción de las membranas intracelulares: membrana citoplasmática y mesosomas, permitiendo que se

• Nucleótidos y nucleósidos: agentes de liberen al espacio periplasmático las enziflavor.

mas β-glucanasas propias de las levadu-

• Péptidos y aminoácidos: precursores ras. Estas hidrolizan los ß-glucanos que de aromas y sabores, activadores de la junto con la quitina, ayudan a configurar la fermentación maloláctica.

estructura de la pared celular formando un

• Esteres etílicos de ácidos grados: notas entramado que soporta las manoproteínas. aromáticas frutales.

De esta forma, debido a la acción de las

• Alcoholes terpénicos: notas aromáticas β-glucanasas, se produce la desintegraamoscateladas.

ción de la pared celular y la consecuente

• Alcoholes superiores: notas aromáticas liberación de manoproteínas y demás comherbáceas y florales.

puestos celulares al medio. El tiempo es un

• Aldehídos, compuestos azufrados y factor imprescindible y que además condilactonas: notas aromáticas diversas.

ciona la autolisis celular. Se estima que el

• Manoproteínas y glucanos: activación proceso se inicia al morir la célula, siendo a del crecimiento de bacterias lácticas, partir del segundo mes cuando la actividad interacción con compuestos volátiles, es mayor. La temperatura y el movimiento

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de las lías (removido o battonage) aceleran este proceso.

Como se mencionó, la autolisis es aprovechada para llevar a cabo los procesos específicos de crianza sobre lías, basado

Respuestas tecnológicas a los inconvenientes de la crianza sobre lías

principalmente en las acciones beneficio- Uno de los principales problemas de esta sas de las manoproteínas sobre distintos técnica en la crianza de vinos tintos es el componentes del vino. Éstas contribuyen desarrollo de aromas de reducción, adea la estabilidad tartárica y proteica por blo- más de la dificultad que se presenta por queo de las reacciones de cristalización, y no poder dirigirla sin producir desviaciones a la del color por interacción con taninos y organolépticas. Una forma tradicional de proteínas del vino. Además mejoran la per- disminuir tales inconvenientes, intentancepción organoléptica, las sensaciones de do aportar solamente restos de levaduras, cuerpo y volumen en boca.

es la crianza sobre lías finas, que supone

En los vinos tintos interaccionan con los trasegar el vino luego de la fermentación compuestos fenólicos logrando dismi- de manera de dejarlo sólo en contacto con nuir la astringencia y amargor de los tani- las levaduras que se hallan en suspensión. nos. Asimismo junto con los polisacáridos Así es como se logra reducir la cantidad ayudan a la estabilidad del color. Igual- de levaduras con las que se lleva a cabo la mente estabilizan la fracción aromática crianza y se eliminan otros contaminantes y retardan su percepción, prolongando el que aumentan las posibilidades de generar pos gusto. También, como se indicó an- aromas de reducción sulfhídricos. tes, la presencia de manoproteínas en vinos ayuda al desarrollo de las poblacio- Otra alternativa tecnológica más interesannes de bacterias lácticas, favoreciendo la te, es el aporte pos fermentativo de levadufermentación maloláctica.

ras seleccionadas para facilitar la crianza

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sobre lías. Esto permite poner en contacto dustrial con la adición de preparados enziel vino con levaduras de una única especie, máticos con actividad ß–glucanasa. Con la las cuales se han producido exógenamen- utilización de estas enzimas se logra acete y que incluso pueden ser pasteurizadas lerar la autolisis de las levaduras y como para reducir contaminaciones bacterianas. consecuencia reducir de forma significativa En la selección de levaduras para crianza el tiempo de crianza sobre lías. Sin embarsobre lías se deben buscar cepas con una go existen algunas limitaciones, como por rápida autolisis y que liberen fragmentos de ejemplo la actividad β–glicosidasa residual polisacáridos de pequeño peso molecular, presente en algunas preparaciones comercon un tamaño tal que permita modificar ciales, lo que afecta de forma negativa al densidad y estructura en los vinos, y que contenido de antocianos del vino. sean a la vez estables en dispersión coloidal, es decir que no precipiten o causen turbidez en el producto final. Polisacáridos con pesos moleculares entre 3000 y 75000

Desviaciones microbiológicas

Dalton son considerados por diversos es- Durante el proceso de crianza sobre lías, tudios como los polímeros de tamaños ma- se deben evitar las desviaciones organoyores que pueden ser soportados en dis- lépticas que surgen como consecuencia persión coloidal en los vinos. Si se cumple de la naturaleza reductora de las lías y las con esto, el uso de levaduras seleccionadas desviaciones microbianas. Las lías de Sacde rápida autolisis para la crianza sobre lías charomyce scerevisiae actúan como reserde vinos tintos, permite el desarrollo más vorio de poblaciones contaminantes, como rápido y efectivo del proceso, además de las Brettanomyces, que pueden causar reducir posibles desviaciones organolépti- alteraciones si se favorece su desarrollo. cas y microbianas. Además del uso de le- Además el fenómeno de autolisis enriquevaduras seleccionadas de rápida autolisis, ce el medio en factores nutritivos, aminoáel proceso puede ser facilitado a nivel in- cidos, cofactores y principalmente de azú-

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cares de tipo trehalosa1, los cuales pueden 2. Durante la crianza sobre lías ser consumidos por levaduras y bacterias • Definir el tiempo del tratamiento, evitar contaminantes, y ocasionar desviaciones

prolongar excesivamente el tiempo de

microbianas. No obstante si se toman las

contacto.

precauciones correspondientes, las ven- • Vigilar la calidad aromática y microbiotajas y beneficios de la crianza sobre lías superan a los riesgos eventuales.

lógica durante todo el proceso. • Realizar el movimiento de las lías (battonage).

Recomendaciones para evitar las desviaciones microbianas durante la crianza sobre lías 1. Antes de la crianza sobre lías • Evaluar la calidad de las lías: escoger las lías finas (en suspensión después de 24 horas tras el trasiego), comprobar la ausencia de aromas de reducción y si es posible comprobar la calidad microbiológica mediante observación directa al microscopio.

• No se deben emplear lías procedentes de fermentaciones paradas o ralentizadas.

• Controlar la temperatura.

Ventajas y desventajas de la crianza sobre lias Ventajas • La liberación de manoproteínas favorece la estabilización del vino ya que disminuye la precipitación de tartratos de potasio y calcio, se estabilizan las proteínas y el color de los vinos. • Las manoproteínas otorgan al vino mayor untuosidad y sensación de densidad en boca. • Las levaduras muertas que forman parte de las lías de fermentación continúan

1. Disacárido formado de dos moléculas de glucosa un enlace glucosídico que involucra los grupos hidroxilos (-OH) de los dos carbonos anoméricos. Partiendo de dos glucosas reductoras dulces se consigue un disacárido no reductor, con un bajo poder edulcorante.

consumiendo oxígeno, por lo que se protege al vino contra la oxidación.

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• Disminuye la astringencia de los vinos durante la crianza sobre lías. • Se desarrollan nuevos aromas y se incrementa la persistencia aromática en el vino. • En vinos espumosos se produce una mejora de la espuma, aportando mayor untuosidad y cremosidad en boca.

Desventajas • Mayor riesgo de desviaciones microbiológicas y de desarrollo de Brettanomyces. • Mayor riesgo de desviaciones organolépticas y de aparición de olores de reducción. • Se necesita un control sanitario e higiénico riguroso de las barricas. • Se produce una evolución más lenta del vino, sobre todo en tintos.

Fuentes consultadas • Ducornau, Patrick (2004) (revisión de Pablo Ossorio, enólo•

• • • •

32

go de Bodegas Murviedro). Fornairon C., Mazauric J.P., Salmon J.M., Moutounet M. (2000) «Observations on the oxygen consumption during maturation of wines on lees», International Journal of Vine and Wine Sciences 2000; 32 (2). Iniesta Ortiz, J. A., Ramírez Carrera E. (2005). Influencia de la microoxigenación en la estabilización del color de los vinos tintos. Enólogos, Investigación y Ciencia. Iniesta Ortiz, J. A. (2006). La microoxigenación al servicio de la enología. Viticultura/Enología Profesional. Navascués López – Cordón, Eva.(2010). El papel de las manoproteínas. Agrovin SA. Revista VinoTeq Marzo-Abril (p. 21-23). Palomero F., Suárez-LepeJ. A., Morata A., Benito S. y Cal-

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derón F.(s/f). Optimización de la crianza sobre lías. Grupo de Investigación Enología, Enotecnia y Biotecnología Enológica ETSI Agrónomos. Universidad Politécnica de Madrid. San Martín Larrasoaña, María (2010). Microoxigenación: evolución polifenólica a corto y mediano plazo. Universidad Pública de Navarra. Sari, Santiago (2012). Micro-oxigenación. INV y EEA INTA Mendoza. Saucier M. (1997). Tesis doctoral, Université de Bourgogne II.

Cristalización fraccionada Proceso alternativo para la reducción de grasas trans

MINISTERIO DE AGRICULTURA, GANADERÍA Y PESCA

33

Introducción Desde hace tiempo se conocen los efectos nocivos que tienen sobre la salud el consumo de alimentos con alto contenido de Ácidos Grasos Trans (AGT), principalmente la relación directa que se presenta entre una dieta rica en AGT y el aumento del riesgo de padecer enfermedades cardiovasculares. Esto se debe al impacto negativo que ocasionan sobre el metabolismo de los lípidos corporales: aumentan los niveles de lipoproteínas de baja densidad (LDL o colesterol “malo”), y disminuyen los niveles de lipoproteínas de alta densidad (HDL o colesterol “bueno”). Estudios recientes muestran, además, que existe una correlación positiva entre el consumo de AGT y el desarrollo de la diabetes mellitus.

de los que se consumen resultan de procesos tecnológicos aplicados en la industria, principalmente de la hidrogenación parcial de aceites vegetales y/o marinos. En el último tiempo, las industrias debieron asumir el desafío de reemplazar los procesos de hidrogenación tradicionales por otros que permitan reducir el contenido de AGT de sus productos, a fin de cumplir tanto con las regulaciones recientemente incorporadas al Código Alimentario Argentino (CAA), como con la demanda de productos más saludables por parte de los consumidores.

En la industria de alimentos los lípidos son utilizados en la formulación de muchos productos, empleándose combinaciones de Ácidos Grasos (AG) saturados e insaturados, según las características buscadas.

Los AGT presentes en los alimentos pueden En muchos casos es necesario modificar el ser de dos orígenes: biológico o tecnológi- desempeño funcional de la fracción lipídica, co. Los de origen biológico se generan na- lo cual se logra por medio de procesos físituralmente por acción de microorganismos cos o químicos, tales como interesterificapresentes en el estómago de los rumiantes, ción (química o enzimática), hidrogenación por lo cual la carne, leche y alimentos de- total o parcial, cristalización fraccionada, y rivados de ellos contienen pequeñas canti- blending; además se avanza en el desarrollo dades de AGT. Sin embargo más del 90% de híbridos de especies vegetales oleagino-

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sas a fin de obtener aceites con composicio- El origen de este proceso data de princines acídicas específicas. Todas estas tecno- pios del Siglo XX y está estrechamente vinlogías en general se utilizan combinadas, y culado a la producción y comercialización su objetivo principal es modificar los puntos de aceite crudo de palma en Malasia. Este de fusión de las grasas y aceites para mejorar aceite, debido a la composición de ácidos sus propiedades, según la aplicación, y au- grasos que presenta (aproximadamente un mentar su estabilidad. Todo ello con la con- 40% de saturados, principalmente palmítidición de que durante el procesamiento no co y un 40% de insaturados mayormente se formen los isómeros Trans, o lo hagan en oleico), tiene la particularidad de separarse baja proporción.

Descripción

en dos fases: una sólida (estearina) y una líquida (oleína) cuando se lo deja estacionar durante su almacenamiento a tempe-

La tecnología de fraccionamiento o cristali- ratura ambiente. Dadas las características zación fraccionada se diferencia de las de- de este aceite, y como consecuencia de la más, principalmente de los procesos de in- incidencia positiva que tuvo la comerciateresterificación química o enzimática, por lización de sus fracciones en la economía tratarse básicamente de una separación de los países productores, a partir de la défísica que no requiere la modificación quí- cada del ´70 se avanzó notablemente en el mica de los triglicéridos. La técnica posee desarrollo del proceso de fraccionamiento. un gran potencial de aplicación sobre di- Inicialmente se propusieron y se llevaron versas materias grasas, ya que permite ob- a cabo tres técnicas diferentes: fracciotener fracciones con funcionalidad y pro- namiento con solvente, fraccionamiento piedades fisicoquímicas específicas, que con uso de detergente y fraccionamiento satisfacen la demanda de las industrias de en seco o cristalización fraccionada. Esta margarina, panificados y confitería, fritu- última es la de mayor importancia y aplicara, cremas artificiales, aderezos y salsas, ción actual, ya que sus costos son bajos, entre otras.

es un proceso completamente reversible

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y no conlleva pérdidas de aceite durante del CAA citados, presentada por la Cámala operación.

ra de Fabricantes de Alimentos Dietéticos y Afines.

A nivel internacional se emplea en aceites vegetales y en grasa de leche con resultados superadores; en nuestro país se utiliza con el fin de separar las distintas fraccio-

Estructura química y física de las grasas

nes de grasa animal. Los Artículos 537 y Químicamente las grasas y aceites son 551 del Capítulo V del CAA, aprueban la triésteres de glicerol denominados triaplicación del proceso de cristalización glicéridos (TG); están compuestos por fraccionada sólo para modificación de ma- tres ácidos grasos (AG) unidos por un teria grasa de origen animal. Sin embargo, enlace éster a una molécula de glicerol. dado que las fracciones de aceites de origen vegetal son aprovechadas en todo el Las características físicas, químicas y biomundo como una alternativa válida a los lógicas de las grasas y aceites dependen aceites parcialmente hidrogenados con de los ácidos grasos que componen los TG: alto contenido de ácidos grasos Trans, en de la longitud de su cadena, del grado de los últimos años se planteó la necesidad de instauración y de su distribución sobre los contemplar y normalizar el proceso de cris- tres grupos hidroxilo del glicerol. Por ejemtalización fraccionada también sobre acei- plo, aquellos que contienen mayor proportes vegetales. Al respecto, en la reunión ción de AG insaturados (presentan uno o ordinaria de la Comisión Nacional de Ali- varios enlaces dobles de carbono en la camentos (CONAL) llevada a cabo los días 13 dena hidrocarbonada) tienen menor punto y 14 de junio del 2012, se acordó elaborar de fusión, siendo líquidos a temperatura y enviar un proyecto al Consejo Asesor de ambiente; en cambio, los que están formala CONAL (CONASE), para responder a la dos por mayor cantidad de ácidos grasos propuesta de modificación de los artículos saturados (no presentan enlaces dobles

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de carbono en la cadena hidrocarbonada, son todos enlaces simples) son sólidos a

Estructura molecular de ácidos grasos saturados e insaturados

temperatura ambiente, con mayor punto



de fusión.

Los AG insaturados presentan dos tipos de isomería estructural: posicional (varía la ubicación de los dobles enlaces en la cadena hidrocarbonada) y geométrica (cambia la estructura espacial del doble enlace), las que también influyen sobre las propiedades de los triglicéridos. Respecto a la isomería geométrica, los AG pueden ser:

• Cis: donde los grupos de átomos que continúan la cadena se ubican del mismo lado del plano de simetría que determina el doble enlace.

• Trans: los átomos que continúan la cadena se ubican a lados contrarios del plano de simetría que determina el doble enlace.

37

Los AG insaturados presentes en la natu- tamiento polimórfico característico: presenraleza poseen fundamentalmente isomería tan fases sólidas de idéntica composición cis, motivo por el que las funciones me- química que difieren en la configuración de tabólicas y estructurales de los AG están su estructura cristalina. Cada una de estas relacionadas con este tipo de isomería. A formas polimórficas, tiene propiedades espesar de esto, la isomería trans otorga a pecíficas que permiten diferenciarlas de las la molécula una estructura más lineal y las demás, como por ejemplo volumen especíhace termodinámicamente más estables. fico y punto de fusión. Esto explica el hecho de que al abrirse un doble enlace por efectos físicos (tempe- Los triglicéridos pueden adoptar hasta varatura, presión) o químicos (catalizadores rias formas cristalinas, pero existen tres metálicos, pH) que originalmente poseía principales: α, β y β’. Según la estabilidad isomería cis, se reestructura cambiando a relativa que presenten entre si dos forla forma trans. Así, los AGT se originan de mas cristalinas, pueden clasificarse como compuestos con isomería cis modifica- enantiotrópicas o monotrópicas. Las grados por procesos biológicos o tecnoló- sas naturales son mayormente monotrógicos, que por ser más estables tienen picas, lo que significa que presentan una un punto de fusión mayor, y son sólidos forma estable y otra metaestable; siempre a temperatura ambiente. Adicionalmente, se produce una transición hacia la forma su estructura es similar a la de los AG sa- más estable. turados, por lo cual modifican de la misma forma la estructura y función de las membranas celulares, causando efectos similares sobre la salud del consumidor, aunque los AGT son más nocivos que los saturados. Con respecto a las características físicas, las grasas comerciales poseen un compor-

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Principales características de los distintos tipos de cristales.

terogénea -donde los ácidos grasos están distribuidos al azar-, tienden a cristalizar a formas β’ (aceites de palma, de semilla de algodón, de colza, y también las grasas de

Característica

Forma α

Forma β

Forma β’

origen animal). En la tecnología de los alimentos, el comportamiento polimórfico de

Empaquetamiento

las grasas permite inducir la formación de Hexagonal

Rómbico

Triclínico

cristales con un tamaño y una estabilidad determinados. Esto se logra mediante el

Densidad

Menos denso

Densidad

Más denso

intermedia

Punto de Fusión

Más bajo

Medio

control de las diferentes variables durante el proceso de cristalización.

Más alto

Generalmente es deseable la cristalización en la forma β’, ya que estos cristales per-

Fuente | Química de los alimentos. Owen R. Fennema. Segunda Edición.

sisten durante un tiempo mayor, y esencialmente porque contribuyen a la incorpora-

El comportamiento polimórfico de una gra- ción de aire en forma de pequeñas burbujas sa está determinado por varios factores, durante la preparación de shortenings, marprincipalmente por su composición en áci- garinas y panificados, dando mayor plastidos grasos, y por la posición relativa que cidad y cremosidad a los productos finales. ocupan cada uno de estos en los triglicéridos. En general aquellas grasas cuya com- Por otro lado, una consecuencia directa del posición en triglicéridos es homogénea, polimorfismo de grasas y aceites es la existienden a cristalizar en formas β (por ejem- tencia de múltiples puntos de fusión. Esto plo los aceites de soja, maní, maíz, oliva, último se utiliza para la separación de las coco y cártamo y la manteca de cacao). Por distintas fracciones de una grasa mediante otro lado, las grasas de composición he- enfriamiento controlado.

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Procesos de fraccionamiento

Fraccionamiento con uso de detergente Este método utiliza agentes tensoactivos

En la industria de grasas y aceites se han (detergentes) con el objeto de facilitar la desarrollado y utilizado distintos procesos separación de las fases luego de la cristade fraccionamiento que se basan en el poli- lización. El detergente actúa sobre la fase morfismo y en el principio de cristalización, a cristalizada ocasionando un aumento en continuación se describen cada uno de ellos. el peso específico de los cristales, lo cual permite y facilita la separación de las fases

Fraccionamiento con solvente

por centrifugado. Luego es necesario lavar

Consiste en diluir el aceite en solventes or- la estearina y oleína obtenidas para elimigánicos (acetona o hexano) previamente a nar los residuos de detergentes. Si bien la etapa de cristalización. De esta forma se esta técnica presenta buenos resultados logra reducir el tiempo de cristalización y respecto a la selectividad y rendimiento de facilitar la filtración. Las ventajas del frac- los productos, tiene costos de operación cionamiento con solvente son la selectivi- altos y no es sustentable, por lo cual ha dad y el alto rendimiento, que dan como dejado de utilizarse en la actualidad. resultado productos de alta pureza. Sin embargo requiere de altos costos de producción e inversión y presenta riesgos rela-

Fraccionamiento en seco o cristalización fraccionada

cionados con el uso de solventes. Por esto Es la más simple y económica de las técúltimo actualmente se aplica muy poco en nicas desarrolladas. Consiste básicamente las industrias de fraccionamiento de grasas en la separación de las distintas fraccioy aceites, en general sólo se utiliza para la nes de una grasa o aceite por cristalizaproducción de fracciones grasas muy es- ción bajo enfriamiento controlado, hasta pecíficas, como son las grasas sustitutas una temperatura final determinada. Luego de la manteca de cacao.

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la fase líquida se filtra y -a diferencia del

fraccionamiento con solvente o con deter- tes sólidos, el proceso de cristalización regente- no se requiere de tratamientos poste- sulta complejo. Como se mencionó antes, riores al producto final. Si bien es una técnica la forma cristalina deseada es la β’, ya que simple puede aplicarse para la obtención de además de lo descripto anteriormente, esfracciones específicas de una gran variedad tos cristales facilitan la etapa de separación de materias grasas, siempre y cuando se co- por ser firmes y de tamaño esférico unifornozcan las condiciones óptimas de proceso. me. Si se logra que la grasa cristalice en la forma indicada, la etapa de separación La cristalización fraccionada es un proce- posterior se llevará a cabo con facilidad y so que comprende dos etapas principa- se obtendrán óptimos resultados. Por esto les: cristalización y separación. A pesar de último es clave la selectividad durante la ser un proceso simple desde el punto de etapa de cristalización, y su éxito depende vista operacional, es necesario que estén directamente del control de las variables o perfectamente determinadas las condicio- parámetros de cristalización durante el ennes del proceso, las cuales dependen en friamiento. Para entender cuál es el grado mayor medida de la materia prima y del de incidencia de cada una de las variables producto final que se desea obtener. Para en el resultado final, es necesario explicar ello es esencial que se realicen ensayos de las distintas etapas en las que se divide la laboratorio donde se evalúe el comporta- cristalización. miento de la grasa bajo las condiciones de a. Formación de núcleos proceso, y determinar de esta forma la cur- Para iniciar el proceso es necesario calenva de enfriamiento del aceite o grasa que tar la materia grasa a fraccionar hasta una se quiere modificar.

temperatura mayor a la de su punto de fusión, de forma tal de fundir todos los cris-

1. Cristalización

tales de la fase sólida; esto se lleva a cabo

Debido al polimorfismo de las grasas y a la en un equipo denominado homogeneizaintersolubilidad de los distintos componen- dor. Con esto se logra que la formación de

41

núcleos de cristalización se determine por

ocurre por la presencia de impurezas

factores externos, mediante el control de la

o sustancias extrañas, las que actúan

temperatura de enfriamiento, de acuerdo

como aceleradores de la cristalización.

al esquema o curva de enfriamiento deter-

Generalmente las paredes del crista-

minada previamente. Esta dependerá de la

lizador, las paletas del agitador, o las

materia prima, del producto final y de los

impurezas mecánicas, son sólidos que

equipos de fraccionamiento con los que se

determinan la formación heterogénea

trabaje (principalmente del diseño de cris-

de núcleos.

talizador elegido).

• Formación de núcleos secundaria: ocurre como fase posterior a la forma-

La formación de núcleos se establece

ción de núcleos por otro fenómeno, y se

cuando las condiciones de presión y tem-

debe a las partículas que pueden per-

peratura son tales que el aceite fundido

derse de los cristales ya formados.

está superenfriado y puede llevarse a cabo por tres tipos distintos de fenómenos:

b. Crecimiento del cristal

• Formación de núcleos homogénea: Las variables que determinan la velocidad ocurre en fases líquidas superenfriadas de crecimiento de los cristales, luego de la sin impurezas, cuando las moléculas formación de los núcleos, son la temperadel líquido se unen formando grupos tura y la viscosidad. Una vez que comiencrecientes, que si se mantienen esta- zan a crecer los cristales de la fase sólida, bles y el nivel de sobresaturación es aumenta progresivamente la viscosidad suficiente, llegan a formar un núcleo de del sistema, lo cual afecta a la transfecristalización. Sin embargo en la prácti- rencia de temperatura. Es por esto que el ca la formación de núcleos homogénea equipo donde se lleva a cabo la cristalizaes poco probable, ya que siempre se ción debe poseer un sistema de agitación presentan impurezas en la fase fundida. continua, que pueda ser ajustado según la • Formación de núcleos heterogénea: etapa del proceso que se esté llevando a

42

cabo y el producto que se desee obtener. según la curva de enfriamiento del producLa agitación permite mantener condiciones to, la selectividad de la cristalización será homogéneas dentro del cristalizador, y -en óptima, y esto facilitará la etapa posterior. consecuencia- que la cristalización avance uniformemente.

Cabe mencionar que la selectividad también está determinada por las caracterís-

Las dos etapas descriptas (formación de ticas técnicas del equipo cristalizador, la núcleos y crecimiento del cristal) se deben forma en que se transfiere la temperatura diseñar con el objetivo de alcanzar una fase y la homogeneidad del sistema durante cristalina uniforme y de elevada resistencia el proceso. al estrés mecánico. Estas dos características son fundamentales para el éxito de la etapa de separación y del proceso en general. Si la formación de los núcleos durante la iniciación se realiza de forma controlada, bajo condiciones establecidas previamente

Diagrama de tanques cristalizadores convencionales con agitadores tipo impulsores

43

Diseño y elección del cristalizador Como se mencionó antes, las características y especificaciones técnicas del cristalizador son determinantes para el éxito de la etapa de cristalización. Puntualmente el sistema de intercambio de calor y de agitadores que presente el equipo es fundamental para la velocidad de formación y crecimiento de los cristales, como así también de su selectividad. Respecto a la transferencia de calor, ésta se hace por circulación de agua de enfriamiento a través de serpentines que pueden ser horizontales o verticales, o también a través de encamisados, tipo intercambiador de calor de placas verticales. Para todos ellos se ha comprobado un alto grado de eficiencia. Además, dependerá del diseño que presente el cristalizador el tiempo que requiera la etapa de cristalización para ser completada. Por otro lado el sistema de agitación más común es por agitadores tipo impulsores.

deben ser separadas para finalizar el proceso. Debido a las características físicas de ambas fases, la separación se realiza por filtración. Esta es una operación mecánica, por lo cual el resultado depende mayormente de las características técnicas y del tipo de filtro utilizado. Inicialmente se utilizaban filtros de prensas formadas por una única placa y un bastidor. Sin embargo estos dispositivos presentaban dificultades para secar la fase sólida que quedaba en la prensa y para su vaciado, ya que era una operación manual. En la actualidad se utilizan mayormente dos tipos de filtros, cada uno presenta ventajas y desventajas, por lo que deben tenerse en cuenta cuáles son las propiedades que se pretenden alcanzar para el producto final, al momento de la elección del sistema de filtración:

Filtro de tambor rotativo de vacío La operación de este equipo es un proceso continuo que implica tres etapas principales, donde se lleva a cabo la separación de

2. Separación

las fases por presión reducida. Inicialmente

Una vez finalizada la cristalización se ob- los cristales se concentran debido a la suctienen una fracción sólida y una líquida que ción de la fase líquida que realiza la bom-

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ba de vacío, y se forma la torta de esteari- consumo de energía. Gracias a estas mena sobre la superficie del tambor rotativo. joras, actualmente esta técnica es la preLuego ésta se seca por la acción de una ferida para la separación en procesos de corriente gaseosa (aire, nitrógeno) y final- cristalización fraccionada. Estos equipos mente se realiza la descarga del filtro por están formados por una serie de placas contracorriente de aire y raspado. Las ven- de material filtrante unidas por un cilindro tajas de este método son su sencillez de hidráulico. La superficie de estos filtros es operación y su bajo costo. La utilización de mucho mayor a la disponible en los filtros filtros de vacío es recomendable cuando se de vacío (filtro prensa de membrana: 60 m2, desean obtener estearinas blandas, deno- filtro de vacío: 6 m2 aproximadamente). La minadas así porque contienen una mayor operación de filtración es un proceso semi proporción de oleína en la fracción sólida. continuo dividido en dos etapas: la primeEsto se debe a que durante la filtración con ra comienza con el llenado del filtro con la filtros de vacío los cristales quedan recu- mezcla obtenida de la cristalización (lechabiertos con oleína por efecto capilar, o bien da), y consiste en aplicarle presión para sepermanece ocluida en la aglomeración de parar una primera parte de la fase líquida. cristales. Estas estearinas blandas se utili- La segunda etapa consiste en el estrujado zan en la elaboración de algunos produc- de los cristales concentrados producto de tos como ghee o vanaspati.

la primera etapa. De esta forma se logra extraer la fase líquida que se encuentra

Filtro prensa de membranas

retenida dentro de la sólida. Finalmente el

Esta técnica presenta varias ventajas so- filtro se abre y se descarga la estearina mebre los filtros de tambor rotativo de vacío: diante gravitación. Las presiones aplicadas mayor eficiencia de separación, mayor to- sobre la lechada durante la primera etapa lerancia a los cambios de morfología del de filtración pueden variar según el equipo, cristal, mayor protección contra la oxida- y están en el rango de 4 a 8 bar para filción, mayor rapidez de filtración y menor tros estándar. Sin embargo se encuentran

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en desarrollo filtros que operan con pre- dad final. Los principales objetivos que se siones mayores de hasta 50 bar, para ser persiguen son el cambio del punto de fuutilizados en la producción de fracciones sión y el aumento de la estabilidad de las especiales, como por ejemplo para grasas fracciones líquidas y sólidas. Debido a ello sustituto de la manteca de cacao.

habitualmente se llevan a cabo procesos

Por otro lado es necesario mencionar que de refinamiento y modificación química de existen distintos tipos de filtro respecto a los aceites previos al fraccionamiento, con las características técnicas que presentan; el fin de optimizar los resultados. se conocen filtros con barras laterales, filtros con barras superiores y filtros de ali- En el sector alimentario la cristalización mentación central o alimentación a través fraccionada, ya sea por simple o múltiple de la esquina. Por lo tanto la elección del etapa, se utiliza para la transformación de filtro adecuado estará determinada por las una gran variedad de aceites vegetales y características de las materias primas y de grasas animales, los cuales pueden ser crulos productos finales, como así también dos, refinados o modificados (hidrogenadel espacio disponible para la instalación dos o interesterificados) previamente. Otra de los equipos, del costo, del volumen de de las aplicaciones importantes de este producto, etc.

proceso es conseguir fracciones de aceites obtenidos de semillas híbridas, como por

Aplicaciones en la industria alimentaria

ejemplo el aceite de girasol alto esteárico alto oleico, que se produce en nuestro país desde 2008. Estos aceites presentan ca-

Como se mencionó antes, el proceso de racterísticas favorables respecto a la disfraccionamiento en general se utiliza para tribución y composición de ácidos grasos, la modificación de grasas y aceites, con el lo cual determina puntos de fusión marcafin de otorgarles las características físicas damente mayores a los de aceites conveny químicas requeridas para su funcionali- cionales. Esto último los hace adecuados

46

para la aplicación exitosa de tecnología de Las distintas fracciones obtenidas se utilicristalización fraccionada.

zan en la formulación de aderezos y salsas, margarinas, shortenings, aceites para fritu-

Materias primas del proceso de cristalización fraccionada.

ra (uso industrial o doméstico), grasas sustituto de la manteca de cacao, productos de panificación y pastelería, otros.

Aceites Vegetales

Grasas Animales

Aceite de palma

Grasa bovina

Aceite de coco

Grasa ovina

Aceite de algodón

Grasa de la leche

Aceite de soja hidrogenado

Aceite de pescado

Cada uno de estos debe presentar determinadas características físicas y químicas, según su funcionalidad en el producto final.

Aceite de palmiste Aceite de girasol alto esteárico alto oleico Fuente | Desarrollos en la tecnología de fraccionamiento. Libro de Oro de A&G – 10° Aniversario – Tomo II – 225.

Materias primas / productos

Margarinas

Materias grasas aplicadas en la industria de alimentos y sus funcionalidades. Funcionalidad

Panificados, batidos, masas húmedas

La margarina a utilizar debería tener un contenido equilibrado de AG saturados, monoinsaturados y poliinsaturados. Son importantes en la formación de la estructura alveolar de una masa o batido (no forman una trama continua); influyen en el volumen, corteza, textura y vida útil del producto.

Hojaldre

La margarina a utilizar debería tener mayor proporción de AG saturados y contenido moderado de mono y poliinsaturados, a fin de lograr buena plasticidad.

Cremas artificiales

La materia grasa utilizada debería contener mayor proporción de AG saturados y monoinsaturados, a fin de no fundirse y lograr conservar su forma y textura al momento de consumo.

Grasas y aceites para frituras, desmoldantes, rociados industriales

Los aceites utilizados deberían contener mayor proporción de AG saturados y monoinsaturados, y bajo de poliinsaturados, por ejemplo aceite de girasol alto esteárico alto oleico. Pueden emplearse además grasas de origen animal. Es importante para lograr estabilidad oxidativa del medio de fritura.

Ingredientes para productos terminados

Cremas artificiales de relleno

La materia grasa utilizada debería tener mayor proporción de AG saturados y contenido moderado de mono y poliinsaturados, a fin de lograr buena plasticidad y fluidez a las temperaturas de trabajo. A temperatura ambiente no deben fundirse o exudar para conservar su forma y textura al momento de consumo.

Aderezos

El producto a utilizar debería contener mayor proporción de AG insaturados, a fin de otorgar adecuada textura y fluidez.

Baños de repostería

El producto a utilizar debería contener elevada proporción de AG saturados, a fin de otorgar características como crocancia, textura suave y rango de fusión cercano a la temperatura de la boca.

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Ventajas y desventajas de la cristalizacion fraccionada

Desventajas El mayor inconveniente de este proceso es lograr que la selectividad durante la cristalización se realice correctamente. Para esto es necesario contar con los conocimientos suficientes respecto a las propiedades físicas

Ventajas

de la materia grasa que se desee modificar.

• Es un proceso físico de separación, En muchos casos debido a la compleja totalmente reversible, que no implica composición química de grasas y aceites, cambios en la composición química de es difícil conocer por completo su comla grasa, por lo tanto el producto obte- portamiento frente a cambios de presión y nido no contiene ácidos grasos trans.

temperatura. Es por ello que aún se con-

• Permite obtener fracciones especiales tinúa investigando y desarrollando esta de funcionalidad específica, como son tecnología, con el objetivo de ampliar su los sustitutos de la manteca de cacao.

campo de aplicación, y aumentar el núme-

• Los costos de operación son menores que ro de fracciones que pueden obtenerse a otros procesos de modificación de grasas. partir de una grasa o aceite determinado • Se aplica a aceites crudos, refinados o (superestearinas, top-olínas, equivalentes modificados previamente por intereste- a la manteca de cacao, etc.). rificación o hidrogenación. • Es un proceso que se utiliza desde hace Fuentes consultadas • Lic. Ricardo Pollak, Ingredientes nutritivos para una alimenaños en la industria de grasa y aceites, tación saludable. Revista A&G, septiembre de 2011. • Desarrollos en la tecnología de fraccionamiento. Marc Kepor lo que se ha avanzado mucho en el llens De Smet Group. Antwerp, Bélgica. Libro de Oro de desarrollo de equipos automatizados, a • distintas escalas, que facilitan las operaciones durante el proceso.

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A&G – 10° Aniversario – Tomo II. Una visión del fraccionamiento en seco. Alain TIRTIAUX, Veronique GIBON. S.A. Fractionnement TIRTIAUX. Rue de Fleurjoux, 8. B-6220 FLEURUS BELGIUM. Libro de Oro de A&G – 10° Aniversario – Tomo II. Desarrollos en la modificación de grasas: Interesterificación y Fraccionamiento.Característicasybeneficios.MarcKellens,Marc Hendrix, De SmetGroup Bélgica. José Melo, De Smet Mercosur.

Películas y recubrimientos comestibles

MINISTERIO DE AGRICULTURA, GANADERÍA Y PESCA

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Introducción El envasado es una etapa muy importante en el procesado de alimentos, ya que la elección del material correcto es fundamental para contribuir a la preservación de la calidad del producto. El envase debe protegerlo de posibles daños microbiológicos y de cambios en sus atributos sensoriales, además de funcionar como contenedor y ser un elemento de marketing, dado que en éste se resaltan atributos del producto y se brinda información al consumidor.

que cuando son expuestos a condiciones determinadas de humedad, flora microbiana y oxígeno durante un tiempo de varios meses son transformados en sustancias sencillas (principalmente agua y dióxido de carbono) y biomasa, mediante la acción enzimática de los microorganismos presentes en el medio ambiente (bacterias, mohos, levaduras y otros). Las unidades estructurales de los plásticos de este tipo se denominan polímeros biodegradables y se obtienen principalmente de materias primas renovables de origen animal, vege-

En la actualidad, debido al crecimiento de tal o microbiano, aunque también se genela producción sustentable se busca que ran sintéticamente a partir de derivados del los materiales con los que se fabrican los petróleo. Los materiales biodegradables se envases tengan el menor impacto posible utilizan actualmente en diversos sectores sobre el medio ambiente. Como respuesta (medicina, agricultura, alimentación, envaa esta necesidad surgieron los materiales ses y embalajes, entre otros), teniendo en biodegradables, una alternativa válida a cuenta las características funcionales que la utilización de los plásticos tradicionales debe presentar el material según la aplicaque se obtienen a partir del petróleo (un re- ción específica a la que se destine. curso natural no renovable), y que requieren de un tiempo de 200 años aproxima- En la industria de alimentos, las películas damente para ser asimilados nuevamente y recubrimientos comestibles son ejemplo por la naturaleza. Se conocen como plás- de materiales biodegradables aplicados ticos biodegradables a aquellos materiales para la protección, estabilización y/o em-

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paquetamiento. Actualmente, este tipo de A pesar de esto, tanto las películas como tecnología está siendo ampliamente inves- los recubrimientos tienen una misma funtigada y desarrollada, con el objetivo de ción que consiste en actuar como barrera extender su uso a una mayor variedad de

frente a las distintas sustancias que inte-

productos alimenticios.

ractúan con el alimento durante su almacenamiento y comercialización (O2, CO2,

Descripción

vapor de agua, lípidos, sales, minerales, etc.). Es por esto que la característica más

Los términos Recubrimientos Comestibles importante e innovadora de los RC y PC es (RC) y Películas Comestibles (PC) se utilizan su capacidad de servir al mismo tiempo de indistintamente para referirse a la aplicación empaque y de tratamiento para la conserde matrices transparentes y comestibles so- vación del alimento. bre las superficies de los alimentos, con el fin de servir de empaque y de preservar su Debido a que son considerados aditivos calidad. Sin embargo ambos se distinguen alimenticios, y que es necesario que popor el modo en que son obtenidos y aplica- sean determinadas propiedades de barrera dos sobre el producto. Un RC es una matriz para la preservación de los productos, los fina y continua que se dispone sobre la su- RC y PC deben presentar las siguientes caperficie del alimento mediante la inmersión o racterísticas: aplicación de un spray de la solución filmo- • Poseer propiedades nutricionales y orgénica formulada. Por otra parte las PC son

ganolépticas que sean compatibles con

matrices preformadas, obtenidas por mol-

el alimento a recubrir.

deo, cuyo espesor es siempre mayor al de • Presentar propiedades mecánicas adelos RC. Las películas son aplicadas sobre la

cuadas para evitar pérdidas por roturas

superficie o como separadores de los distin-

o quiebre del material.

tos componentes de un alimento, luego de • Ser estables frente a las distintas condiser producidas.

ciones de almacenamiento.

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• Poder adherirse fácilmente a la superfi- aumento de la viscosidad y en algunos cacie de los alimentos a tratar.

sos tienen efectos gelificantes, ya que se

• Responder a la reglamentación vigente disuelven y dispersan fácilmente en agua. (aditivos alimentarios).

En la industria de alimentos se los utiliza

• Requerir de tecnologías sencillas y de como aditivos con el fin de espesar, gelifibajo costo para su fabricación y poste- car o estabilizar. Durante los últimos años rior aplicación.

se expandió el desarrollo de películas biodegradables utilizando hidrocoloides como

Biopolímeros usados en la formulación de PC y RC

materia prima, porque presentan excelentes propiedades mecánicas, así como de barrera frente al O2, CO2 y lípidos. La desventaja es que por ser hidrofílicos permiten el transporte de humedad. Debido a que se

Es importante destacar que las caracte- denominan hidrocoloides a aquellas susrísticas funcionales de los RC y PC son tancias solubles o dispersables en agua, consecuencia directa de la materia pri- este término se aplica generalmente a ma utilizada para su fabricación, la cual sustancias compuestas por polisacáridos, debe ser obtenida de fuentes naturales aunque también algunas proteínas reciben para asegurar su biodegradabilidad. Estos esta clasificación. Entre los más utilizados componentes que forman parte de la for- para la formulación de films y recubrimienmulación de los films se clasifican en tres tos se encuentran: categorías: a. Polisacáridos

1. Hidrocoloides

i. Almidones

Son polímeros hidrofílicos (contienen gru- Su uso en la fabricación de films y recupos oxhidrilos -OH) de origen vegetal, ani- brimientos es muy conveniente ya que son mal o microbiano. Producen un elevado polímeros biodegradables, comestibles y

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sus fuentes son abundantes (maíz, trigo, una sal de calcio (cloruro de calcio) y plaspapa, arroz, etc.), renovables y de bajo tificante. Debido a que son altamente percosto. Su funcionalidad es principalmen- meables al agua su uso se limita a mejorar te servir como barrera al O2 y a los lípidos, el aspecto de algunos productos como frucomo también mejorar la textura.

tas secas.

ii. Alginatos

iv. Quitina y quitosano

Se obtienen de diferentes especies de al- La quitina es el polisacárido más abundangas, principalmente de Macrocystis Pyrife- te en la naturaleza después de la celulosa. ra. Presenta la propiedad de formar geles Las principales fuentes de este biopolímecuando se le adicionan iones calcio (Ca2+) ro son el exoesqueleto de muchos crustálos cuales se utilizan en la formulación de ceos, las alas de algunos insectos, parePC y RC. Sus aplicaciones son variadas ya des celulares de hongos, algas y otros. En que poseen buenas propiedades de barre- cuanto a su producción industrial, se basa ra frente al oxígeno (O2) y lípidos; una de mayormente en el tratamiento de los capalas más destacadas es en productos cár- razones de crustáceos como camarones, nicos frescos o congelados, para evitar su langostas y cangrejos, los cuales son obdeshidratación superficial. Además se lo tenidos fácilmente como desechos de las utiliza en recubrimientos de partículas de plantas procesadoras de estas especies. café liofilizadas.

Además la quitina constituye la fuente industrial de quitosano más importante, ya

iii. Pectinas

que mediante un proceso de desacetila-

Corresponden a un grupo complejo de po- ción química o enzimática (eliminación del lisacáridos estructurales que están presen- 50% aproximadamente de sus grupos acetes en la mayoría de las plantas y principal- tilos) se convierte en quitosano, pudiendo mente en los cítricos. Para formar películas obtenerse a gran escala. En los últimos con este compuesto es necesario agregar años el quitosano se convirtió en el aditivo

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ductos, principalmente frutas y hortalizas como frutillas, pimientos, pepinos, manzanas, peras, duraznos y ciruelas, con el objetivo de preservar su calidad y actuar como agente antimicrobiano.

v. Carragenanos Se extraen de algas rojas como las especies Chondrus y Gigarina. Al igual que los alginatos y las pectinas, requieren de la adición de sales de calcio para la formación de geles. Como resultado se obtienen películas transparentes, incoloras y de sabor ligeramente salado. Éstas se aplican principalmente para retardar la pérdida de humedad de algunos frutos.

vi. Derivados de la celulosa de alimentos de origen biológico preferido, Los derivados de la celulosa son considebido a sus propiedades antimicrobia- derados buenos agentes formadores de nas, a su abundancia en la naturaleza y a películas debido a su estructura lineal. su capacidad para formar películas. Estas Generalmente las películas son sólidas se distinguen de las obtenidas a partir de y resistentes a los aceites y a la mayoría otros polisacáridos por ser transparentes, de los solventes orgánicos no polares. Se de buenas propiedades mecánicas y de emplean para controlar la difusión de O2 y barrera frente al O2. Las PC a base de qui- CO2, a fin de retrasar el proceso de madutosano fueron aplicadas en muchos pro- ración en frutas y vegetales.

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b. Proteínas

desnaturalización. Tras su refrigeración se elimina el gas atrapado y se forma el mate-

i. Caseína

rial de envase. Dentro de las primeras apli-

Los caseinatos son buenos formadores de caciones consideradas en fase de experipelículas emulsionadas por su naturaleza mentación se puede nombrar su uso como anfifílica o anfipática, su estructura desor- cobertura en productos sensibles al oxígedenada y su capacidad para formar puen- no, como nueces y maníes, para evitar su tes de hidrógeno. Las películas de casei- oxidación y prolongar su vida útil. También nato presentan características favorables se investiga la formación de recubrimienpara uso en alimentos como transparencia tos comestibles anti-moho para quesos, y flexibilidad. Se han desarrollado cubier- envases destinados a la leche en polvo, y tas protectoras para brownies, cubos de otros productos deshidratados, como bachocolate y donuts a partir de caseinato rrera frente a la humedad y alternativas al de sodio, aceite de algodón, soja o maíz y colágeno de las coberturas empleadas en un plastificante.

derivados cárnicos.

ii. Proteínas del suero lácteo

iii. Colágeno

Las películas basadas en proteínas del Es el mayor constituyente de la piel, tensuero son excelentes barreras al O2, aun- dones y tejidos conectivos y se encuentra que resultan ser muy frágiles. Como solu- extensamente distribuido en las proteínas ción a este inconveniente se detectó que fibrosas de los animales. Las películas sus propiedades mecánicas mejoran con- comestibles obtenidas a partir de éste se siderablemente mediante la adición de un aplican desde hace tiempo en productos y agente plastificante, como el glicerol. Para derivados cárnicos, principalmente como la fabricación de las películas y los recu- recubrimiento de salchichas y otros embrimientos se parte de un concentrado de butidos. Los beneficios que presenta son: proteínas al que se aplica calor para su evitar la pérdida de humedad y dar un as-

55

pecto uniforme al producto, mejorando sus lipídica externa como suplemento a la cera propiedades estructurales.

natural que poseen los frutos, la cual es generalmente removida durante el lavado.

iv. Zeína

Asimismo se emplean como barrera entre

Es una prolamina y la principal proteína de los distintos compuestos de un alimento reserva del maíz. Se caracteriza por ser un heterogéneo, como soporte de aditivos limaterial relativamente hidrofóbico y termo- posolubles y para dar brillo a productos de plástico, por lo cual forma películas fuertes, confitería. con brillo, resistentes al ataque microbiano, insolubles en agua, con propiedades

3. Compuestos

antioxidantes y capacidad de adhesión.

Como su nombre lo indica, los films compuestos son formulados mediante la com-

2. Lípidos

binación de hidrocoloides y lípidos, permi-

Contrariamente a los hidrocoloides, los lí- tiendo aprovechar las ventajas funcionales pidos se caracterizan por ser hidrofóbicos que presenta cada uno, y reduciendo las y no poliméricos, presentando excelentes características desfavorables. propiedades de barrera frente a la hume- Según la ubicación en el espacio de los lídad. Dentro del grupo de lípidos aplica- pidos respecto a los hidrocoloides, los redos a recubrimientos y films comestibles cubrimientos y películas compuestas puese pueden mencionar las ceras, resinas, den ser de dos tipos: ácidos grasos, monoglicéridos y diglicéridos. La característica negativa de estas i. Laminados sustancias es su escasa capacidad para formar films, es decir no poseen suficiente integridad estructural ni durabilidad. No obstante se los utiliza principalmente como protección de frutas, aplicándose una capa

56

Modelo de película compuesta tipo laminada. Adaptado de Mendoza, 2009

Se configuran mediante la superposición y/o empaque del alimento, es esencial que de una capa lipídica sobre una de hidro- su proceso de fabricación y posterior aplicoloides, formando una bicapa. De esta cación se lleve a cabo de manera correcta. manera se logra una distribución homogé- Si bien existen varias técnicas tanto para nea de los lípidos controlando satisfacto- la obtención como para la aplicación de riamente la transferencia de agua.

aquellos, cada una de ellas deben respetar o cumplir con cinco etapas principales:

ii. Emulsiones Se trata de mezclas heterogéneas de lípi- 1. Formulación y obtención de los recubridos dentro de una matriz de hidrocoloides, mientos mediante la técnica adecuada (elimiobtenidas por emulsión o microemulsión. nación del solvente, solidificación de la mezEste tipo de películas son menos eficientes cla, gelificación, extrusión, coacervación). con respecto a la transferencia de hume- 2. Aplicación de la matriz comestible sobre dad, ya que no se logra una distribución la superficie del producto. homogénea de los lípidos.

3. Adhesión del material que compone la película o recubrimiento a la superficie del alimento.

Modelo de película compuesta tipo emulsión. Adaptado de Mendoza, 2009.

4. Formación del RC sobre la matriz alimenticia; cuando se trata de PC por ser premoldeadas ya están constituidas cuan-

Proceso de formación y aplicación de RC y PC

do se aplican al producto. 5. Estabilización de las capas continuas del RC o de la PC mediante secado, calentamiento, enfriamiento o coagulación, lo cual depende tanto de la técnica para la aplica-

Para que los RC o PC resulten eficientes ción elegida como de la formulación de la respecto a la conservación, estabilización película o recubrimiento.

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Tecnologías para la aplicación de RC y PC

solución filmogénica presurizada. Permite obtener RC más finos y uniformes. Se usa en alimentos de superficie lisa o para

Actualmente se desarrollaron varios mé- la separación de componentes de distinta todos para la correcta aplicación de las humedad de un alimento compuesto, por matrices comestibles sobre los alimentos. ejemplo en platos preparados como pizzas Como se mencionó antes, los RC se dife- u otros. rencian de las PC por el modo en que son aplicados. Las técnicas de Inmersión o 3. Casting Spray se utilizan para RC y el Casting para Mediante esta técnica se obtienen pePC:

lículas o films premoldeados. Consiste básicamente en la obtención de una dis-

1. Inmersión

persión uniforme compuesta por biomo-

Consiste en la aplicación de las matrices léculas (proteínas, polisacáridos, lípidos), comestibles sumergiendo el alimento en plastificante y agua. Luego se vierte sobre la solución filmogénica preparada. Se uti- una placa de material inocuo (acero inoxiliza especialmente en aquellos alimen- dable) donde se deja secar para que se tos cuya forma es irregular que requieren forme el film o película. La velocidad de de una cobertura uniforme y gruesa. Es secado junto con la temperatura y humeimportante que el producto a tratar esté dad son condiciones determinantes para previamente lavado y secado, y que una la calidad del film (transparencia, consisvez retirado de la solución se deje drenar tencia, propiedades mecánicas), por lo el excedente de solución para lograr un tanto deben ser controladas correctamenrecubrimiento uniforme.

te. Una vez finalizado el secado se tiene un film de gran tamaño, el cual es fraccio-

2. Spray

nado para ser aplicado sobre los alimen-

Esta técnica se basa en la aplicación de la tos a tratar.

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Aplicación en la industria alimentaria

alimentos para la obtención de estabilizantes y gelificantes. Entre estas aplicaciones se destaca la tecnología de PC y RC, ya que cumple con las

En el área de los alimentos, los polímeros exigencias de los consumidores actuales: biodegradables se aplican en la fabrica- productos saludables, mínimamente proción de empaques biodegradables (mono cesados, sin agregado de agentes químiy multicapa), empaques activos, películas cos y de producción sustentable. Se trata, comestibles y recubrimientos comestibles por lo tanto, de una de las alternativas con sobre frutas, carnes, pescados y otros ali- más futuro en el campo del envasado y mentos, como también en el procesado de conservación de alimentos.

Ejemplo de usos actuales de distintos recubrimientos en frutas y verduras. Producto

Mango (MP)

1

Compuestos del recubrimiento

Quitosano

Funcionalidad del recubrimiento

Referencia

Reducir la pérdida de peso y el deterioro de los caracteres sensoriales.

Chien et al., 2007

Inhibir el crecimiento de microorganismos.

Durango et. al., 2006

Zanahoria (MP)

Almidón + Glicerol y Quitosano

Inhibir el desarrollo de microorganismos presentes.

Pérez – Gago et al., 2003a

Ciruela (MP)

Hidroxipropilcelulosa (HPC) + lípido

Preservar la calidad postcosecha de los frutos.

Togrul y Arslan 2003b

Pera (F)2

Carboximetilcelulosa (CMC) + aceite de soja + oleato sódico

Prolongar el tiempo de almacenamiento y vida útil.

Han et. al., 2004

Quitosano

Reducir la pérdida de peso y el deterioro de los caracteres sensoriales (conservación del color). Inhibir el crecimiento de microorganismos.

Han et. al., 2004

Fresas y Frambuesas (F)

1. Mínimamente procesado (MP). 2. Fresco (F).

59

La utilización de PC sobre productos ali- mento hacia el exterior y viceversa, como menticios no es un tratamiento innovador ya se mencionó. ya que se realiza desde hace años, con los objetivos de aumentar el tiempo de alma- Una funcionalidad adicional importante de cenamiento y mejorar el aspecto de mu- los recubrimientos y películas comestibles, chos alimentos. Como ejemplo se puede es su habilidad para incorporar ingredienmencionar el empleo de cera para retrasar tes activos, ya que pueden servir como sola deshidratación de los cítricos que se rea- porte de aditivos capaces de optimizar la liza en China desde los siglos XII y XIII.

conservación de la calidad. Es posible utilizarlos, por ejemplo, en fru-

Actualmente el uso de películas comesti- tas frescas cortadas para extender su vida bles se ha extendido a muchos alimentos: útil mediante la incorporación de antioxiproductos cárnicos, pescados y carne dantes, antimicrobianos o mejoradores de aviar (frescos y congelados), frutas y hor- textura. Asimismo se pueden utilizar como talizas (enteras o en trozos), quesos, platos alternativa a la aplicación de antimicrobiapreparados, entre otros. Esto se debe al nos por el método de inmersión, técnica desarrollo de formulaciones innovadoras que provocaba difusión de los agentes anrespecto a los biopolímeros utilizados para timicrobianos hacia el interior del producto, su composición. La composición química y causando pérdida de efectividad de dichos estructural de los biopolímeros determina agentes por no alcanzarse la concentralas características y funcionalidad de las ción mínima necesaria para la inhibición del películas y de los recubrimientos. Dicha desarrollo de microorganismos. Ver página funcionalidad está asociada a la preserva- 61. ción de la calidad de los alimentos sobre los cuales se aplican y consisten principalmente en servir como barrera en la transferencia de distintas sustancias, desde el ali-

60

Recubrimientos y películas comestibles como soporte de aditivos

Frutas y hortalizas En los últimos años se presentaron en el Es necesario que los films exhiban óptimas mercado múltiples tipos de recubrimien- propiedades de barrera tanto a gases (O2 y tos y películas comestibles destinados a la CO2) como al vapor de agua, debido a que conservación de frutas y hortalizas troza- las pérdidas en la calidad de estos producdas o enteras, los cuales son resultado de tos se vinculan principalmente a procesos las numerosas investigaciones desarrolla- metabólicos de respiración y transpiración. das sobre el tema. Los biopolímeros más Ejemplo

de

usos

actuales

de

distin-

utilizados en este tipo de films son ceras, tos recubrimientos en frutas y verduras. derivados de la celulosa, almidón, gomas, alginatos, quitosano y proteínas. Con ellos, más la adición de plastificantes y otros adi-

Carnes y pescado

tivos específicos, se formulan los distintos En la industria cárnica y pesquera la aplicatipos de recubrimientos, adecuándose a ción de PC y RC se desarrolla con el fin de las características que presentan la fruta u controlar o reducir la pérdida de humedad hortaliza a tratar.

de los productos, y como soporte para la

61

adición de agentes antimicrobianos u otro tipo de aditivos. Los beneficios que brindan estos tratamientos en carnes y pescado son los siguientes:

• Inhibir el crecimiento de bacterias patógenas que producen el deterioro. • Ayudar a controlar la humedad del alimento, evitando pérdidas de textura, sabor, cambio de color y peso del producto. • Mejorar la presentación o aspecto del producto. • Evitar o disminuir la oxidación de los lípidos y la mioglobina. • Mantener la humedad y disminuir la absorción de aceite o grasa durante la fritura de los productos cárnicos.

Es importante destacar que muchos de los biopolímeros utilizados como materia prima en la elaboración de PC o RC para productos cárnicos o pescados, son derivados de estas industrias. Por ejemplo la queratina se extrae de las plumas de las aves de corral, y la gelatina deriva del colágeno procedente del tejido conectivo animal.

62

Quesos Los recubrimientos comestibles para quesos se aplican con el fin de evitar aquellos problemas que se presentan durante el período de almacenamiento. Por ejemplo, se

• Regulan el intercambio de gases como O2, CO2 y de vapor de agua. • Mejoran las propiedades mecánicas y preservan la textura. • Prolongan la vida útil de alimentos mínimamente procesados a través del con-

comprobó que RC formulados a partir de

trol sobre el desarrollo de microorganis-

almidón, glicerol, sorbato de potasio y ajo

mos y de los cambios fisicoquímicos y

en polvo, inhiben el crecimiento de hongos sobre la superficie a la vez que disminuyen la pérdida de peso de los quesos. De esta manera se logra aumentar el tiempo de vida útil de estos productos. Sin embar-

fisiológicos. • Pueden mejorar las características nutricionales y organolépticas. • Pueden regular distintas condiciones de interfase o superficiales del alimen-

go, y a pesar de los resultados positivos

to, a través del agregado de aditivos

obtenidos experimentalmente en laborato-

como antioxidantes, agentes antimicro-

rios, los RC y PC en quesos no se aplican

bianos, y nutrientes.

industrialmente en la actualidad, por lo cual aún se encuentran en etapa de desarrollo.

Ventajas de la aplicacion de PC y RC

Fuentes consultadas • Nuria Cubero, Albert Monferrer, Jordi Villalta. Aditivos Alimentarios. 2002 Ediciones Mundi Prensa.



Gerschenson Lía. Comportamiento mecánico dinámico de películas comestibles a bajas temperaturas. Influencia del contenido de sorbato y grado de acidez. Congreso CONA-

• Pueden ser ingeridos por los consumi- •

Escobar D., Sala A., Silvera C., Harispe R., Marquez R. base a aislado de proteínas de suero lácteo: estudio de dos

• Disminuyen los desechos de envasado.

métodos de elaboración y del uso de sorbato de potasio como conservador. Revista del laboratorio tecnológico del

Un alimento al cual se aplica un recubri-

jes más simples.

MET/SAM 2004. Películas biodegradables y comestibles desarrolladas en

dores.

miento comestible requiere de embala-

Famá Lucía, Flores Silvia, Rojas Ana M., Goyanes Silvia,

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