Aunque el tratamiento térmico de alimentos con microondas se conoce desde finales de 1940, no fue hasta los años 60 cuando los microondas de uso doméstico adquirieron popularidad, en especial en EEUU, donde se empezaron a utilizar por primera vez. Las ventajas frente a los tratamientos convencionales son velocidad, limpieza, calentamiento selectivo del alimento, ausencia de contacto con superficies calientes, reducción de costes, mejora de la calidad y ahorro de energía.
Las microondas son parte del espectro electromagnético en el intervalo de frecuencia comprendido entre las zonas del infrarrojo y las ondas de radio (300 MHz-300 GHz); dicho intervalo corresponde a longitudes de onda entre 1 m y 1 mm. Debido a la proximidad existente entre las bandas de las microondas y de las ondas de radio, pueden solaparse las primeras en la zona de las ondas del radar. Con el fin de no interferir con estos usos, los microondas domésticos e industriales operan a unas frecuencias de 2450 MHz y 915 MHz.
Las microondas se generan en el magnetrón, dispositivo que transforma la energía eléctrica en un campo electromagnético. Cuando las microondas se aplican a los alimentos, la polaridad del campo electromagnético que se origina cambia de dirección varios millones de veces por segundo. Así, los componentes polares e ionizables (agua y sales minerales, principalmente) intentan orientarse con la dirección de dicho campo electromagnético, produciéndose fricciones y choques entre las moléculas que dan lugar a un aumento de la temperatura en el interior del alimento, hecho que diferencia el calentamiento con microondas de los tratamientos térmicos tradicionales. Una vez se genera calor en el alimento, éste se transmite por conducción y convección térmica.
Límites a las microondas
La falta de uniformidad en la distribución de la temperatura es uno de los mayores inconvenientes de las microondas ya que repercute en la calidad final del producto
En relación a los efectos de las microondas sobre los microorganismos, algunos estudios apuntaron hace unos años la posibilidad de que existieran efectos no térmicos causantes de la letalidad. Sin embargo, se ha demostrado con posterioridad que la inactivación microbiana se debe exclusivamente al calor generado en el interior del alimento, siendo las curvas de inactivación microbiana semejantes a las de los tratamientos térmicos convencionales. Pese al gran número de ventajas que ofrece el tratamiento con microondas, existen inconvenientes como la limitada aplicación a alimentos de gran volumen, el elevado coste de las instalaciones y, sobre todo, la falta de uniformidad en la distribución de la temperatura en el interior del alimento, uno de los aspectos que más repercute en la calidad final del producto tratado.
Cuando no existe un adecuado control de la uniformidad del calentamiento pueden aparecer «puntos fríos» en los que la inactivación microbiana es incompleta, y los «puntos calientes», donde pueden tener lugar degradaciones térmicas excesivas con el consiguiente detrimento en las propiedades sensoriales y en el valor nutritivo del alimento. Por todo ello, es preciso conocer y controlar los factores que afectan al calentamiento, tanto los relacionados con los equipos (tipo de horno, frecuencia, potencia) como con las características inherentes al alimento (composición, propiedades físicas, tamaño, forma). Una de las opciones para mejorar la uniformidad del calentamiento en alimentos líquidos es realizar los tratamientos en flujo continuo. En general, se ha visto que estos tratamientos proporcionan calentamientos eficaces para pasterizar, por ejemplo, leche y zumo de naranja, conservando e incluso mejorando sus propiedades nutritivas y sensoriales respecto a tratamientos convencionales llevados a cabo en intercambiadores de calor.
Aplicaciones de las microondas
Además de los usos bien conocidos en el ámbito doméstico para calentar, cocinar y descongelar, se han desarrollado diversos equipos industriales que han ampliado enormemente el rango de aplicación de las microondas en alimentos. Así, las microondas se han utilizado durante los últimos años en aplicaciones como el proceso de secado durante la fabricación de pasta, el escaldado de vegetales y la pasteurización de alimentos envasados.
Quizás el uso industrial más exitoso es la utilización de las microondas para elevar la temperatura de piezas congeladas de carne, pescado, aves, vegetales y frutas. En la actualidad, en EEUU existen más de 400 plantas que trabajan con este fin. Esta aplicación es particularmente adecuada en el caso de piezas grandes de carne y pescado. Durante este proceso, piezas que se encuentran a -20°C han de pasar a -5 o -2°C, con el objetivo de facilitar, así, su troceado o fileteado para su posterior empaquetado y comercialización. Tradicionalmente, el proceso se llevaba a cabo dejando los productos en cámaras climáticas durante varios días, lo cual provocaba pérdidas de líquidos como sangre y soluciones de proteínas, mermándose de forma importante su calidad. Sin embargo, cuando se utilizan las microondas para este fin, el proceso es muy rápido. Por ejemplo, en piezas de 10-40 kg se consigue alcanzar la temperatura requerida en 5-10 minutos.
Del mismo modo, en la industria láctea, las microondas se utilizan también en el tratamiento de mantequilla congelada, que debe mantenerse congelada a muy baja temperatura hasta su troceado y posterior comercialización para evitar el desarrollo de rancidez. Un método eficaz para elevar la temperatura de la mantequilla y, así, facilitar su troceado, es el tratamiento con microondas. En la actualidad, existen al menos cuatro plantas trabajando a gran escala en Inglaterra. Otra de las aplicaciones de las microondas que está resultando atractiva para las industrias es el precocinado de bacón. Se ha visto que, cuando el bacón se calienta en un equipo tradicional como el grill, se producen importantes pérdidas de agua y grasa, y, como consecuencia, la estructura del alimento se encoge. Además, la grasa se funde en la superficie caliente del grill y se deteriora considerablemente, disminuyendo su calidad. Sin embargo, el bacón calentado con microondas conserva mejor su composición inicial y, consecuentemente, las dimensiones del producto apenas varían. Sólo en EEUU, existen más de 30 equipos de procesos en continuo.
En los últimos años se ha desarrollado un equipo para llevar a cabo calentamientos mediante microondas en flujo continuo de varios tipos de alimentos más o menos viscosos, e incluso no homogéneos. Se ha comprobado que podría ser particularmente útil para tratamientos de pasterización a alta temperatura y tiempos cortos y UHT de leche, nata, yogur, salsas, purés y alimentos infantiles. Debido a la ausencia de superficies calientes en contacto con el alimento y a la rapidez del proceso (140°C se alcanzan en menos de 1 segundo), se evitan sobrecalentamientos, preservándose la calidad del producto procesado y reduciéndose costes.
En el caso de la aplicación de las microondas en alimentos envasados, también se han dedicado muchos esfuerzos en el desarrollo de diferentes tipos de envases específicos para el tratamiento con microondas. Dependiendo de la finalidad del calentamiento, existen envases pasivos (vidrio, cerámica, papel, cartón y plástico), que no interfieren con las microondas, y envases activos, que consisten en delgados fragmentos metálicos entre láminas de cartón o poliéster metalizado, que inciden en el calentamiento del alimento mejorando la uniformidad del mismo. Estos últimos son particularmente útiles en el caso de alimentos heterogéneos como, por ejemplo, lasaña, pizzas, croissant, patatas fritas y en alimentos que han de alcanzar elevada temperatura, como es el caso de las palomitas de maíz.
Las microondas son radiaciones no ionizantes, es decir, no rompen enlaces químicos ni originan cambios moleculares en los componentes alimentarios. La naturaleza de las reacciones químicas que se producen es idéntica a la de los calentamientos convencionales.
Sin embargo, si existe un adecuado control de la distribución del calor durante el proceso, cabe esperar a nivel cuantitativo un menor deterioro de los componentes e incluso mejores características organolépticas, cuando se comparan alimentos sometidos a microondas con los tratados mediante un proceso convencional llevado a cabo en idénticas condiciones de calentamiento, mantenimiento de la temperatura y enfriamiento.
A pesar de que en algunas ocasiones han surgido estudios que parecían apuntar hacia posibles efectos nocivos sobre la salud derivados de los alimentos tratados con microondas, después de más de medio siglo de utilización en el ámbito doméstico, no ha podido corroborarse ninguno de los efectos adversos señalados.
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