Efecto de la aplicación de ultrasonidos en vegetales: impacto sobre la microbiota, textura y color de la Zanahoria (Daucus carota)

Abstract

The food industry has the challenge of the constant innovation and optimization process. In vegetable decontamination by chemical disinfectants is the trend. The aim of this project is evaluate the efficacy of low-frequency ultrasound as a method for reducing microbial in vegetables and evaluate the effect on their colour and firmness. We have worked with raw carrots (Daucus carota) subjected to ultrasonic treatment for 10-20 minutes and the frequency used was 25 and 40 kHz. The effectiveness of ultrasound was evaluated by the analysis of aerobic mesophilic and yeasts and molds counts. The microbial reduction was calculated and compared with samples washed in tap water. It was also analyzed the colour and instrumental texture of carrots to assess the impact of treatment. The statistical data process was performed using ANOVA one and two ways (GLM), 2 factorial adjustment (time vs. frequency ultrasound) and compared by Tukey test. The results show that the application of ultrasound for 10-20 minutes at frequencies 25 and 40 kHz has a significant impact in the reduction of microbial counts (1 Log of CFU/g). The carrot temperature was increased by the cavitation effect but it wasn't found any significant differences between the colour and texture of the raw and sonicated samples. From the results, the ultrasonic combination with other non-thermal processes seems an attractive approach to improve the microbial inactivation in food industry as a significant advantage over other techniques because sound waves are safe, non-toxic and environmentally friendly.

La indústria alimentària té com a repte constant la innovació i l'optimització dels processos. En el cas dels vegetals la descontaminació mitjançant desinfectants químics és la tendència. L'objectiu del present projecte és avaluar l'eficàcia dels ultrasons de baixa freqüència com a mètode de reducció microbiana en vegetals i comprovar el seu efecte en el color i la fermesa. Per a això s'ha sotmès a ultrasons pastanagues fresques tallades(Daucus carota), durant 10-20 minuts a una freqüència de 25 i 40 kHz. Per avaluarl'efectivitat dels tractaments, es va realitzar recomptes de microorganismes aerobis mesòfils, així com de fongs i llevats. Es va calcular la seva reducció i es va comparar amb mostres rentades en aigua de xarxa. De les dades obtingudes es va realitzar el tractament estadístic mitjançant ANOVA d'un i dos factors (GLM), l'ajust factorial 2k (temps vs. freqüència d'ultrasons) i la comparació mitjançant test de Tukey. Els resultats obtinguts indiquen que durant 10 i 20 minuts a freqüències de 25 i 40 kHz els ultrasons tenen un impacte significatiu en la reducció microbiana (1 Log UFC/g). Durant la seva aplicació es va incrementar la temperatura de la pastanaga per l'efecte de la cavitació però no es van trobar diferències significatives de color i fermesa respecte a la matèria primera. Per els resultats obtinguts la combinació d'ultrasons amb altres processos no tèrmics sembla un enfocament atractiu per millorar la inactivació microbiana en la indústria alimentària doncs les ones sonores són segures, no tòxiques i respectuoses amb el medi ambient.

La industria alimentaria tiene como reto constante la innovación y la optimización de los procesos. En el caso de los vegetales la descontaminación mediante desinfectantes químicos es la tendencia. El objetivo del presente proyecto es evaluar la eficacia de los ultrasonidos de baja frecuencia como método de reducción microbiana en vegetales y comprobar su efecto en el color y la firmeza. Para ello se ha sometido a ultrasonidos zanahorias frescas cortadas (Daucus carota), durante 10-20 minutos y a una frecuencia de 25 y 40 kHz. Para evaluar la efectividad de los tratamientos, se realizó recuentos de microorganismos aerobios mesófilos, así como de hongos y levaduras. Se calculó su reducción y se comparó con muestras lavadas en agua de red. De los datos obtenidos se realizó el tratamiento estadístico mediante ANOVA de uno y dos factores (GLM), el ajuste factorial 2k (tiempo vs. frecuencia de ultrasonidos) y la comparación mediante test de Tukey. Los resultados obtenidos indican que durante 10 y 20 minutos a frecuencias de 25 y 40 kHz los ultrasonidos tienen un impacto significativo en la reducción microbiana (1 Log UFC/g). Durante su aplicación se incrementó la temperatura de la zanahoria por el efecto de la cavitación pero no se encontraron diferencias significativas de color y firmeza respecto a la materia prima. Por los resultados obtenidos, la combinación de ultrasonidos con otros procesos no térmicos parece un enfoque atractivo para mejorar la inactivación microbiana en la industria alimentaria ya que las ondas sonoras son seguras, no tóxicas y respetuosas con el medio ambiente.