Influencia de la velocidad de congelación y la aplicación de ultrasonidos en la liofilización a presión atmosférica de champiñón

Abstract

[ES] El objetivo principal de este trabajo fue determinar la influencia de la velocidad de congelación y de la aplicación de ultrasonidos sobre la cinética de liofilización a presión atmosférica de champiñón y la calidad del producto final. Para ello, se realizaron cuatro tipos de experiencias de liofilización combinando congelación rápida y lenta, con y sin aplicación de ultrasonidos. Se obtuvieron las cinéticas de secado, que se modelizaron con dos modelos difusivos considerando o no la resistencia externa a la transferencia de materia. Para cuantificar la influencia sobre la calidad del producto final se evaluaron cinco parámetros: color, encogimiento, textura, rehidratación y capacidad de retención de agua. El tiempo de secado se redujo de manera importante con la aplicación de ultrasonidos, siendo entre 82 y 85 % menor en todos los casos. El ajuste de los modelos a los datos experimentales mostró que la aplicación de ultrasonidos afectó tanto a la resistencia interna como a la externa. La aplicación de ultrasonidos no generó cambios importantes en la calidad del producto final, aunque aparecieron ligeras diferencias en los parámetros estudiados. En cuanto a la velocidad de congelación, no afectó de manera apreciable a la cinética de proceso ni a la mayor parte de los parámetros de calidad, si bien, las muestras que se trataron con congelación rápida mostraron una mejor capacidad de retención de agua tras la rehidratación. En general, se pudo apreciar que la aplicación de ultrasonidos durante liofilización a presión atmosférica es una tecnología muy interesante al intensificar el proceso sin generar cambios importantes en la calidad del producto, independientemente de la velocidad de congelación utilizada.

[EN] The main aim of this work was to determine the influence of the freezing speed and ultrasound application on the kinetics of atmospheric freeze drying of mushrooms and on the quality of the final product. For that purpose, four types of freeze-drying experiments were carried out, combining fast and slow freezing, with and without ultrasound application. The drying kinetics were modelled with two diffusive models considering or not the external resistance to the transfer of matter. To quantify the influence on the quality of the final product, five parameters were evaluated: colour, shrinkage, texture, rehydration and water holding capacity. The processing time was significantly reduced with ultrasound application, being between 82 and 85 % lower in all cases. The fit of the models to the experimental data showed that the application of ultrasound affected both internal and external resistance. The ultrasound application did not generate important changes in the quality of the final product, although slight differences appeared. Regarding the freezing speed, it did not appreciably affect the kinetics of the process or most of the quality parameters, although the samples that were treated with fast freezing showed a better water holding capacity after rehydration. In general, it was observed that the application of ultrasound during atmospheric freeze drying might be considered as an interesting technology to intensify the process avoiding significant changes in product quality, regardless of the freezing speed used.

[CA] L'objectiu principal d'aquest treball va ser determinar la influència de la velocitat de congelació i de l'aplicació d'ultrasons sobre la cinètica de liofilització a pressió atmosfèrica de xampinyó i la qualitat del producte final. Per a això, es van realitzar quatre tipus d'experiències de liofilització combinant congelació ràpida i lenta, amb i sense aplicació d'ultrasons. Es van obtindre les cinètiques d'assecat, que es modelitzaren amb dos models difusius considerant o no la resistència externa a la transferència de matèria. Per a quantificar la influència sobre la qualitat del producte final es van avaluar cinc paràmetres: color, encongiment, textura, rehidratació i capacitat de retenció d'aigua. El temps d'assecat es va reduir de manera important amb l'aplicació d'ultrasons, sent entre 82 i 85 % menor en tots els casos. L'ajust dels models a les dades experimentals va mostrar que l'aplicació d'ultrasons va afectar tant la resistència interna com a l'externa. L'aplicació d'ultrasons no va generar canvis importants en la qualitat del producte final, encara que van aparéixer lleugeres diferències. Pel que fa a la velocitat de congelació, no va afectar de manera apreciable a la cinètica de procés ni a la major part dels paràmetres de qualitat, si bé, les mostres que es van tractar amb congelació ràpida van mostrar una millor capacitat de retenció d'aigua després de la rehidratació. En general, es va poder apreciar que l'aplicació d'ultrasons durant liofilització a pressió atmosfèrica és una tecnologia molt interessant en intensificar el procés sense generar canvis importants en la qualitat del producte, independentment de la velocitat de congelació utilitzada.