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El microondas y sus aplicaciones

1. ¿Qué es un microondas?

El origen del microondas data del 1.946 cuando el doctor Percy Spencer, probando un nuevo tubo al vacío (magnetrón), descubrió que la chocolatina de su bolsillo se había derretido. Al día siguiente, el maíz se convirtió en palomitas y un huevo de gallina explotó

tras calentarse. A partir de 1.975 las ventas se disparan pues, hasta ese momento, los microondas eran demasiado grandes y demasiado caros (1).


El microondas funciona de la siguiente manera: Un dispositivo electrónico llamado magnetrón, emite microondas convirtiendo la energía eléctrica de baja frecuencia en energía electromagnética que irradia energía de alta frecuencia. Existen dos tipos de microondas: los que tienen una frecuencia de 2.450 MHz (los cuales penetran dentro del alimento hasta 10 centímetros) y los de 915 MHz (que pentran hasta 30 centímetros) (2). Los alimentos absorben la energía de las microondas por calentamiento dieléctrico y las moléculas polares intentan alinearse con el campo eléctrico girando sobre sí mismas. Esto provoca que choquen unas contra otras y se genere energía en forma de calor y de forma rápida (1). En los métodos de calentamiento tradicionales el calor es aplicado al exterior del alimento, pasando al interior por conducción. En el caso de las microondas, el calentamiento se lleva a cabo, como ya se ha comentado en el párrafo anterior, por una parte por la rotación dipolar de las moléculas polares que genera la fricción que produce el calor y la rotura de los puentes de hidrógeno, y por otra parte por la polarización iónica donde los electrolitos migran por electroforesis al polo contrario y la colisión de estos genera el calor. En ambos casos, el calor creado se transmite por conducción y convección térmica (2).


2. ¿A qué alimentos puede aplicarse y qué efectos tiene?


El microondas puede utilizarse para muchas funciones (explicadas en el punto 4 de este trabajo) en alimentos que contengan agua, grasa, proteínas, carbohidratos y cualquier otra sustancia del alimento que sea capaz de absorber energía (1) (2).


Con el microondas, podemos encontrarnos con efectos deseables e indeseables sobre los alimentos a los que aplicamos dicho tratamiento térmico. Los efectos deseables son los siguientes:


  • El calentamiento moderado de la leche no afecta al contenido de lactoferrina en las leches infantiles (3).

  • El microondas es una buena herramienta para prevenir enfermedades transmitidas por los alimentos pues puede reducir la carga microbiana a niveles indetectables (4) (5). Los resultados de un estudio comparativo de inactivación bacteriana a nivel industrial de la Listeria monocytogenes entre el método térmico convencional y el tratamiento con microondas, arrojaron que un choque ácido afecta a la termorresustencia de la Listeria, siendo esta más vulnerable al calentamiento en el microondas (6).

  • Cualquier método de cocción que se utilice degrada la estructura de los alimentos. Algunos autores defienden que cocinar en el microondas, al ser una cocción muy rápida, la degradación de los nutrientes es menor y se preserva mejor la calidad del alimento (1).

  • Es un método seguro para la cocción de productos cárnicos y marinos, no encontrándose diferencias significativas con los cocidos de forma tradicional en cuanto a deshidratación, contenido de grasa y valores de hierro, calcio y fósforo (7).

  • El calentamiento o cocción en microondas puede retener mejor los componentes bioactivos, antioxidantes y el color de las verduras (5).

  • El microondas tiene menor efecto sobre la actividad antioxidante, textura y color de los productos pasteurizados de forma convencional (5).

Los efectos indeseables con los que nos podemos encontrar son los siguientes:


  • Sin un buen control sobre el calentamiento, pueden aparecer “puntos fríos” (donde el calor no llega correctamente y podría darse el caso de una inactivación microbiana incompleta) y “puntos calientes” (presentando el alimento demasiada degradación térmica que se traduciría en una pérdida sustancial de las propiedades sensoriales, del valor nutritivo y de la calidad del alimento) (2).

  • El calentamiento intenso disminuye de forma considerable el contenido de lactoferrina activa en las leches infantiles (3).

  • No es recomendable para calentar los biberones ya que podría causar quemaduras al bebé o explotar el biberón, dependiendo del material con el que esté fabricado (3).

  • La concentración de caseína total en la leche de vaca a medida que aumenta la temperatura del microondas, se ve reducida muy considerablemente, viéndose comprometido su valor nutricional (8).

  • Calentar los alimentos en un recipiente de plástico puede ser perjudicial para la salud ya que ese tipo de recipientes contienen Bisfenol A, un alcohol que al calentarse puede liberar cantidades tóxicas de benceno. La inhalación de este gas puede producir mareos, taquicardias y somnolencia a bajas dosis y la muerte a dosis alta (1).

  • Hervir agua sola en el microondas puede resultar peligroso ya que al sacar el agua puede producirse una ebullición repentina y provocar quemaduras en las manos (1).

  • La cocción en microondas de carne, pollo y pescado tiene un análisis sensorial peor que la cocción con los métodos tradicionales (5).

3. ¿Qué ventajas e inconvenientes presenta el microondas frente a las tecnologías

convencionales?


En cuanto a las ventajas del microondas frente a los métodos convencionales

debemos destacar las siguientes:

  • Es más rápido que los métodos convencionales (2) (4) (9) (10).

  • Es más limpio (2), no genera emisiones y conlleva un menor uso de insumos (10).

  • Existe un ahorro de espacio (9).

  • Permite un calentamiento volumétrico y selectivo del producto o alimento (2) (10).

  • Reduce los costes con respecto a los métodos convencionales (2). Por ejemplo, El método de secado por microondas puede llegar a suponer un ahorro entre el 53 y casi el 90% en el consumo energético (11).

  • Mejora la calidad (2) y el valor nutritivo de los alimentos (9), evitando la pérdida de vitaminas y minerales (10).

  • Las ondas penetran en el alimento de forma uniforme (2) (9).

  • Ahorra energía al poder controlar la que se gasta de forma precisa (2) (9), entre un 25 y un 75% (10).

Debemos destacar que los principales inconvenientes del microondas son:

  • Está limitado para alimentos de grandes volúmenes (2).

  • El coste de las instalaciones es elevado en la industria alimentaria (2).

  • Un mal uso del mismo puede ser perjudicial para la salud del usuario (1).

  • El calentamiento de los alimentos en microondas debe individualizarse en cuanto a varios factores: tipo de alimento, la cantidad de calor que se le puede aplicar y los utensilios que se deben utilizar para su calentamiento (7).

4. ¿Ha llegado ya a la industria alimentaria? ¿De qué manera?


Sí, el microondas ha llegado a la industria alimentaria y se utiliza en muchos procesos térmicos, sustituyendo a métodos convencionales por las ventajas que nos ofrece, citadas en el punto anterior.


Por un lado, nos encontramos con el uso del microondas para la extracción de aceites esenciales de algunos vegetales como del limoncillo (12), de la cáscara de naranja (13) y de la cáscara de limón (14). El microondas también es utilizado para la extracción de pectinas de la manzana (15), del mango (16) y de la cáscara de maracuyá (17). También se utiliza para la obtención de vainillina a partir de lignina (18) y para la modificación de harinas sin gluten, mejorando así sus características sensoriales y organolépticas (19) (20). En todos estos estudios, el uso del microondas ha presentado ventajas frente a los métodos tradicionales en cuanto a la reducción del tiempo, eficiencia, producto resultante de mejor calidad y mejor rendimiento del proceso.


Por otro lado, si nos centramos en el uso del microondas en los procesamientos de la industria alimentaria nos encontramos con los siguientes:


  • El secado (5) (9) (10) (11) que incluye secado por aire caliente asistido por microondas, secado al vacío por microondas y secado en frío por microondas (21).

  • El calentamiento o cocción (5) (9) (10) (21).

  • La esterilización (9) de fruta, verduras y productos cárnicos (5) y de especias y hierbas aromáticas (10).

  • Pasteurización (5) (9) de zumos, leche, salsas… (10) (21).

  • Hornear (9).

  • Extracción (9) (12) (13) (14) (15) (16) (17).

  • Descongelación (10).

  • Desinsectación de granos (10).

  • Extrusionado o generación de estructuras porosas (10) (16).

  • Conservación de alimentos (21).

5. Investigaciones recientes sobre la tecnología del microondas y la conservación

de los alimentos.


En cuanto a investigaciones recientes sobre el microondas y la conservación de alimentos, citaremos algunas de ellas encontradas en dos artículos de reciente publicación.


Por un lado, el primer artículo (22) nos habla de la pasteurización con microondas como una novedosa alternativa a los métodos tradicionales. Defiende que los alimentos con un bajo grado de conductividad térmica pueden calentarse mediante el microondas, pues el calor es producido en su interior por la vibración de las moléculas polares. De este modo, se puede usar la pasteurización como tratamiento térmico mucho más corto e intenso que el método tradicional, mejorando a la vez la calidad de los alimentos ya que mantiene mejor sus propiedades nutricionales.


El otro artículo (23) nos habla del microondas como una de las tecnologías emergentes en la preservación de los alimentos. El objetivo del tratamiento térmico con microondas se centraría en satisfacer las necesidades del cliente, que hoy día valora productos lo más naturales posibles pues los asocia a mayor calidad y valor nutricional y una mayor vida útil. Como ejemplos del uso del microondas en la conservación de los alimentos nos nombra los resultados que se obtuvieron en el proyecto europeo Flair Flow y éstos fueron los siguientes:


  • Usando el microondas se consiguió con éxito arroz sancorchado, mejorando su calidad y disminuyendo el consumo energético y el tiempo de producción.

  • Combinando la germinación de guisantes y el calentamiento con microondas, se mejoró la calidad de los guisantes amarillos.

  • Mediante choques de calor con microondas, se consiguió reducir hasta 3 ciclos log los conteos microbianos en hierba aromáticas, produciendo una disminución muy pequeña de volátiles.

Bibliografía:

1. Villegas RR. Horno microondas, su funcionamiento, mitos y realidades, y una medida de la velocidad de la luz. 2017 [citado el 19 de marzo de 2023]; Disponible en:

2. Uso Del microondas Para esterilizacion DE alimentos y medios DE cultivo nutritivos no selectivos [Internet]. Docplayer.es. [citado el 19 de marzo de 2023]. Disponible en: https://docplayer.es/29481460-Uso-del-microondas-para-esterilizacion-de-alimentos-y-medios-decultivo-nutritivos-no-selectivos.html

3. Franco I, Castillo E, Pérez MD, Calvo M, Sánchez L. Efecto de las Microondas Sobre la Lactoferrina en Fórmulas Infantiles. I+D Tecnológico [Internet]. 2013 [citado el 19 de marzo de 2023];9(2):39–47. Disponible en: https://revistas.utp.ac.pa/index.php/idtecnologico/article/view/82

4. Persia Y, Valdez C, Madera O, Quiñones Z. Procedimientos para determinar la potencia y tiempo de exposición al horno microondas para recalentamiento del arroz y sus efectos sobre el crecimiento de Escherichia coli y Salmonella choleraesuis [Internet]. Edu.do:8080. [citado el 19 de marzo de 2023]. Disponible en: http://investigare.pucmm.edu.do:8080/xmlui/bitstream/handle/20.500.12060/1749/AMP_20150501_16-24.pdf?sequence=1&isAllowed=y

5. Guo Q, Sun D-W, Cheng J-H, Han Z. Microwave processing techniques and their recent applications in the food industry. Trends Food Sci Technol [Internet]. 2017;67:236–47. Disponible en: http://dx.doi.org/10.1016/j.tifs.2017.07.007

6. Sotomayor JA, Gaínza AI, Bayonas PMP. Efecto de tratamiento térmico por microondas y condiciones de estrés (choque ácido) sobre Listeria monocytogenes en alimentos. En: Proceedings of the 5th Workshop on Agri-Food Research WIA 16. Universidad Politécnica de Cartagena; 2017. p. 192–5

7. Fernández C, García M, Tineo Y, Altomare V. Efecto de la irradiación con microondas sobre las propiedades sensoriales de algunos productos cárnicos y marinos. Rev Tec [Internet]. 2008 [citado el 19 de marzo de 2023];31(ESPECIAL):130–50. Disponible en:

8. De Ingeniería Química EP. “UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO” [Internet]. Edu.pe. [citado el 19 de marzo de 2023]. Disponible en: https://repositorio.unprg.edu.pe/bitstream/handle/20.500.12893/2944/BC-TES-TMP-1761.pdf?sequence=1&isAllowed=y

10. De la tecnología de microondas LA, Del cocinado MA, De coste PM en T, De procesos industriales C y. S un AE, Como T, De emulsiones D. Aplicaciones de microondas en la industria agroalimentaria [Internet]. Upv.es. [citado el 19 de marzo de 2023]. Disponible en: http://www.iiad.upv.es/microondas.pdf

12. Valencia Payán J. Hidrodestilación asistida con microondas (hapm) de aceite esencial de limoncillo (Cymbopogon citratus). Rev SENNOVA [Internet]. 2022 [citado el 19 de marzo de 2023]; Disponible en: https://revistas.sena.edu.co/index.php/sennova/article/view/5407

13. Fernández F, Hortencia S. Aplicación de ultrasonido como pretratamiento en la extracción por microondas de aceite esencial de cáscara de naranja (Citrus sinensis L. Osbeck). Universidad Nacional Agraria La Molina; 2022.

14. Cañavi G, Janeth M. Aplicación del ultrasonido en la extracción por hidrodestilación y microondas de aceite esencial de cáscara de limón (Citrus aurantifolia). Universidad Nacional Agraria La Molina; 2022.

15. Cajusol Siadén IE, Villanueva López SS. Extracción ácida de pectinas asistida con microondas empleando diferentes tiempos a partir del procesamiento de manzanas (Pyrus malus L.). Universidad Nacional Pedro Ruiz Gallo; 2022.

16. Universidad Autónoma de Coahuila, editor. Cienciacierta. Vol. 27. Consorcio de Universidades Mexicanas; 2011. http://www.cienciacierta.uadec.mx/articulos/CCPDF/CC27.pdf#page=26

17. Urango-Anaya KJ, Ortega-Quintana FA, Vélez-Hernández G, Pérez-Sierra ÓA. Extracción Rápida de Pectina a Partir de Cáscara de Maracuyá (Passiflora edulis flavicarpa) empleando Microondas. CIT Inform Tecnol [Internet]. 2018 [citado el 19 de marzo de 2023];29(1):129–36. Disponible en:

18. Sánchez D, Mikaela N. Estudio del proceso de obtención de vainillina a partir de lignina mediante un proceso asistido con microondas : Efecto del tiempo sobre la obtención de vainillina a partir de lignina en un proceso asistido con microondas. Quito : EPN, 2022.; 2022.

19. Manso Refoyo S. Modificación de harinas sin gluten de alto valor nutricional por tratamiento microondas. Efecto sobre las fracciones proteicas. Universidad de Valladolid; 2018.

20. Cantero Bahillo E. Caracterización proteica de harinas sin gluten de tef y arroz nativas y modificadas por tratamiento microondas y de ultrasonidos. Universidad de Valladolid; 2019.

21. Chandrasekaran S, Ramanathan S, Basak T. Microwave food processing—A review. Food Res Int [Internet]. 2013;52(1):243–61. Disponible en: http://dx.doi.org/10.1016/j.foodres.2013.02.033

22. Alarcon MT, Conde CG, Mendez GL, Pineda YA, Lagares OV, Abello EC. PASTEURIZACIÓN MEDIANTE MICROONDAS UNA NOVEDOSA ALTERNATIVA A LOS PROCESOS TRADICIONALES. @limentech [Internet]. 2019 [citado el 19 de marzo de 2023];17(1):93–104. Disponible en: https://ojs.unipamplona.edu.co/ojsviceinves/index.php/alimen/article/view/330

23. Oblitas, Jimy. Tecnologías emergentes en la preservación de alimentos – Revisión. Caxamarca 16 (2) 2018: 151 – 161

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