Análisis de las isotermas de sorción de pollo mediante espectrofotometría en radiofrecuencia

Abstract

[ES] El sector de la carne es uno de los segmentos de crecimiento más rápidos de la economía agraria. La carne de pollo se ha convertido en un alimento básico de una dieta sana y equilibrada y de precio asequible. El desarrollo de productos cárnicos a partir de pollo requiere de distintas operaciones de transformación entre las que se encuentran los procesos de secado con aire caliente. Una de las herramientas más importantes para el diseño de productos deshidratados es la isoterma de sorción. La isoterma de sorción relaciona la humedad en base seca con la actividad del agua. En procesos de deshidratación, es posible monitorizar la variación de la humedad del producto mediante la variación de masa y transformarla a la actividad del agua gracias a la isoterma de sorción, directamente relacionada con muchas de las propiedades de calidad y seguridad del alimento. En el presente trabajo se ha desarrollado la isoterma de sorción de pollo, mediante secado con aire caliente según el método desarrollado por Traffano-Schiffo et al. (2014), en el que las muestras son sometidas a un proceso de secado y equilibrado posterior a temperatura de conservación (4ºC). Durante el proceso de obtención de las isotermas de sorción de cualquier sistema alimentario, la mayor dificultad reside en obtener las muestras equilibradas a distintos niveles de humedad y obtener de estas su actividad de agua. La utilización del método descrito por Traffano-Schiffo et al. (2014), permite acelerar el proceso de obtención de muestras a distintos niveles de humedad en equilibrio, sin embargo, no soluciona el problema de la obtención rápida de la actividad del agua. En este trabajo se pretende desarrollar una metodología de obtención rápida de actividad de agua en procesos de deshidratación, mediante técnicas espectrofotométricas en el espectro de la radiofrecuencia. Con este fin, se han deshidratado muestras de pollo (Pectoralis major), en un secador a 40ºC, 1 m/s y 35% de humedad relativa de secado, a 7 niveles diferentes de humedad, analizándose al inicio y al final de cada tiempo la masa, el volumen, la humedad, la actividad del agua y las propiedades dieléctricas en el espectro de la radiofrecuencia. Los resultados del trabajo muestran la isoterma obtenida, así como la relación de la humedad en base seca con la actividad del agua durante el proceso de secado. Estos datos han sido modelizados mediante el modelo de GAB, y las medidas espectrofotométricas han sido modelizadas mediante el modelo Traffano-Schiffo et al. (2017), obteniéndose los parámetros de GAB y las constantes dieléctricas en relajación alfa y beta. Dado que la relajación beta describe la interacción entre las cargas asociadas a la tensión superficial (efecto Maxwell-Wagner), se tomó como hipótesis que los fenómenos de adsorción, directamente asociados a fenómenos de atracción e inmovilización de moléculas de agua causados por tensión superficial del tejido, tenían que poder ser descritos mediante el análisis de la variación de la constante dieléctrica en relajación beta. Por tanto, ha sido posible desarrollar un modelo predictivo de la actividad del agua mediante un modelo no lineal basado en las constantes dieléctricas en relajación beta.

[EN] The meat sector is one of the fastest growing segments of the agrarian economy. Chicken meat has become a staple of a healthy and balanced diet at an affordable price. The development of meat products from chicken requires different transformation operations, among which are the hot air drying processes. One of the most important tools for the design of dehydrated products is the sorption isotherm. The sorption isotherm relates moisture on a dry basis to water activity. In dehydration processes, it is possible to monitor the moisture variation of the product by varying the mass and transforming it into water activity thanks to the sorption isotherm, directly related to many of the quality and safety properties of the food. In the present work the chicken sorption isotherm was developed, by drying with hot air according to the method developed by Traffano-Schiffo et al. (2014), in which the samples are subjected to a drying and balancing process after storage temperature (4ºC). During the process of obtaining the sorption isotherms of any food system, the greatest difficulty lies in obtaining the balanced samples at different moisture levels and obtaining their water activity from them. The use of the method described by Traffano-Schiffo et al. (2014), allows to accelerate the process of obtaining samples at different levels of moisture in equilibrium, however, it does not solve the problem of obtaining fast water activity. In this work, we intend to develop a methodology for obtaining rapid water activity in dehydration processes, using spectrophotometric techniques in the radiofrequency spectrum. For this purpose, samples of chicken (Pectoralis major) have been dehydrated in a dryer at 40 ° C, 1 m / s and 35% relative humidity of drying, at 7 different levels of humidity, being analyzed at the beginning and at the end of each time mass, volume, humidity, water activity and dielectric properties in the radiofrequency spectrum. The results of the work show the isotherm obtained, as well as the relationship of moisture in dry basis with the activity of the water during the drying process. These data have been modeled using the GAB model, and the spectrophotometric measurements have been modeled using the Traffano-Schiffo et al model. (2017), obtaining the parameters of GAB and the dielectric constants in relaxation alpha and beta. Given that beta relaxation describes the interaction between the charges associated with surface tension (Maxwell-Wagner effect), it was hypothesized that the adsorption phenomena, directly associated with phenomena of attraction and immobilization of water molecules caused by surface tension of the tissue, they had to be able to be described by analyzing the variation of the dielectric constant in beta relaxation. Therefore, it has been possible to develop a predictive model of water activity through a nonlinear model based on dielectric constants in beta relaxation.

[CA] El sector de la carn és un dels segments de creixement més ràpid de l’economia agraria. La carn de pollastre s’ha convertit en un aliment bàsic d’una dieta sana i equilibrada i de preu assequible. El desenvolupament de productes càrnics a partir de pollastre reequereix de diferents operacions de transformació entre les que es troben els processos d'assecat amb aire calent. Una de les eines més importants per al disseny de productes deshidratats és la isoterma de sorció. La isoterma de sorció relaciona la humitat en base seca amb l'activitat de l'aigua. En processos de deshidratació, és possible monitoritzar la variació de la humitat del producte mitjançant la variació de massa i transformar-la a l'activitat de l'aigua gràcies a la isoterma de sorció, directament relacionada amb moltes de les propietats de qualitat i seguretat de l'aliment. En el present treball s'ha desenvolupat la isoterma de sorció de pollastre, mitjançant assecat amb aire calent segons el mètode desenvolupat per TraffanoSchiffo et al. (2014), en què les mostres són sotmeses a un procés d'assecatge i equilibrat posterior a temperatura de conservació (4ºC). Durant el procés d'obtenció de les isotermes de sorció de qualsevol sistema alimentari, la major dificultat rau en obtenir les mostres equilibrades a diferents nivells d'humitat i obtenir d'aquestes la seva activitat d'aigua. La utilització del mètode descrit per Traffano-Schiffo et al. (2014), permet accelerar el procés d'obtenció de mostres a diferents nivells d'humitat en equilibri, però, no soluciona el problema de l'obtenció ràpida de l'activitat de l'aigua. En aquest treball es pretén desenvolupar una metodologia d'obtenció ràpida d'activitat d'aigua en processos de deshidratació, mitjançant tècniques espectrofotomètriques en l'espectre de la radiofreqüència. Amb aquesta finalitat, s'han deshidratat mostres de pollastre (Pectoralis major), en un assecador a 40ºC, 1 m / si 35% d'humitat relativa d'assecat, a 7 nivells diferents d'humitat, analitzant l'inici i al final de cada temps la massa, el volum, la humitat, l'activitat de l'aigua i les propietats dielèctriques en l'espectre de la radiofreqüència. Els resultats del treball mostren la isoterma obtinguda, així com la relació de la humitat en base seca amb l'activitat de l'aigua durant el procés d'assecat. Aquestes dades han estat modelitzats mitjançant el model de GAB, i les mesures espectrofotomètriques han estat modelitzades mitjançant el model Traffano-Schiffo et al. (2017), obtenint-se els paràmetres de GAB i les constants dielèctriques en relaxació alfa i beta. Atès que la relaxació beta descriu la interacció entre les càrregues associades a la tensió superficial (efecte Maxwell-Wagner), es va prendre com a hipòtesi que els fenòmens d'adsorció, directament associats a fenòmens d'atracció i immobilització de molècules d'aigua causats per tensió superficial del teixit, havien de poder ser descrits mitjançant l'anàlisi de la variació de la constant dielèctrica en relaxació beta. Per tant, ha estat possible desenvolupar un model predictiu de l'activitat de l'aigua mitjançant un model no lineal basat en les constants dielèctriques en relaxació beta.