Extrusión de alimentos - Food extrusion
La extrusión se utiliza en el procesamiento de alimentos , forzando ingredientes mezclados blandos a través de una abertura en una placa perforada o matriz diseñada para producir la forma requerida. A continuación, el alimento extruido se corta a un tamaño específico con cuchillas. La máquina que fuerza la mezcla a través de la matriz es una extrusora , y la mezcla se conoce como extrudido . La extrusora es típicamente un gran tornillo giratorio que encaja firmemente dentro de un barril estacionario, en cuyo extremo está la matriz.
La extrusión permite la producción masiva de alimentos a través de un sistema continuo y eficiente que asegura la uniformidad del producto final. Los productos alimenticios fabricados mediante extrusión suelen tener un alto contenido de almidón. Estos incluyen algunos de pasta , pan ( pan frito , palitos de pan y panes planos ), muchos cereales para el desayuno y listos para comer bocadillos , productos de confitería , pre-hechos de masa para galletas , algunos alimentos para bebés , de soja con toda su grasa , proteína vegetal texturizada , algunos bebidas y alimentos para mascotas secos y semihúmedos .
Proceso
En el proceso de extrusión, las materias primas se muelen primero hasta el tamaño de partícula correcto, generalmente la consistencia de harina gruesa. La mezcla seca se pasa a través de un pre-acondicionador, en el que se agregan otros ingredientes dependiendo del producto de destino; estos pueden ser azúcar líquida , grasas , colorantes , carnes o agua. Se inyecta vapor para iniciar el proceso de cocción y la mezcla preacondicionada (extruido) se pasa a través de una extrusora. La extrusora es un tornillo giratorio grande que encaja firmemente dentro de un barril estacionario, en cuyo extremo se encuentra la matriz. El tornillo giratorio de la extrusora fuerza al extruido hacia y a través de la matriz. El extruido está en la extrusora durante el tiempo de residencia .
Muchos productos extruidos se hinchan y cambian de textura a medida que se extruyen debido a la reducción de fuerzas y la liberación de humedad y calor. El grado en que lo hace se conoce como índice de expansión . El extruido se corta a la longitud deseada mediante cuchillas en la salida de la extrusora, que giran alrededor de las aberturas de la matriz a una velocidad específica. A continuación, el producto se enfría y se seca, volviéndose rígido manteniendo la porosidad.
La cocción se realiza dentro de la extrusora, donde el producto produce su propia fricción y calor debido a la presión generada (10-20 bar). El proceso puede inducir tanto la desnaturalización de las proteínas como la gelatinización del almidón en algunas condiciones.
Muchos procesos de extrusión de alimentos implican una temperatura elevada durante un período breve. Los factores importantes del proceso de extrusión son la composición del extruido, la longitud del tornillo y la velocidad de rotación, la temperatura y la humedad del cilindro, la forma de la matriz y la velocidad de rotación de las hojas. Estos se controlan en función del producto deseado para garantizar la uniformidad de la salida.
La humedad es el más importante de estos factores y afecta la viscosidad de la mezcla , actuando para plastificar el extruido. El aumento de humedad reducirá la viscosidad, el par y la temperatura del producto, y aumentará la densidad aparente. Esto también reducirá la presión en el dado. La mayoría de los procesos de extrusión para el procesamiento de alimentos se llevan a cabo con una humedad baja o intermedia (nivel de humedad por debajo del 40%). La extrusión con alta humedad se conoce como extrusión húmeda , pero no se usaba mucho antes de la introducción de las extrusoras de doble tornillo (TSE), que tienen una capacidad de transporte más eficiente. El factor reológico más importante en la extrusión húmeda de extruido con alto contenido de almidón es la temperatura.
La cantidad de sal en el extruido puede determinar el color y la textura de algunos productos extruidos. La relación de expansión y la ligereza del producto dependen de la concentración de sal en el extruido, posiblemente como resultado de una reacción química entre la sal y los almidones en el extruido. Los cambios de color como resultado de la concentración de sal pueden ser causados por "la capacidad de la sal para cambiar la actividad del agua del extruido y así cambiar la velocidad de las reacciones de pardeamiento". La sal también se usa para distribuir ingredientes menores, como colorantes y sabores de alimentos , después de la extrusión; estos se distribuyen más uniformemente sobre la superficie del producto después de mezclarse con sal.
Historia
La primera extrusora se diseñó para fabricar salchichas en la década de 1870. La pasta seca y los cereales para el desayuno se han producido por extrusión desde la década de 1930, y el método se ha aplicado a la producción de alimentos para mascotas desde la década de 1950 (primer alimento para perros extruido: Purina Dog Chow en 1957 y primer alimento para gatos extruido: Purina Friskies en 1962) . Algunos electrodomésticos de cocina , como picadoras de carne y algunos tipos de máquinas para hacer pasta, utilizan extrusión. Las mangas pasteleras (mangas pasteleras ), exprimidas a mano, funcionan por extrusión.
Efectos
La extrusión permite la producción masiva de alimentos a través de un sistema continuo y eficiente que asegura la uniformidad del producto final. Esto se logra controlando varios aspectos del proceso de extrusión. También ha permitido la producción de nuevos productos alimenticios procesados y "revolucionó muchos procesos convencionales de fabricación de snacks". El proceso de extrusión da como resultado "reacciones químicas que ocurren dentro del cilindro del extrusor y en la matriz". La extrusión tiene los siguientes efectos:
- Destrucción de ciertas toxinas naturales.
- Reducción de microorganismos en el producto final
- Ligero aumento de hierro - biodisponibilidad
- Creación de almidones que desensibilizan la insulina (un factor de riesgo potencial para desarrollar diabetes )
- Pérdida de lisina , un aminoácido esencial necesario para el crecimiento del desarrollo y el manejo del nitrógeno.
- Simplificación de almidones complejos , aumentando las tasas de caries
- Aumento del índice glucémico de los alimentos procesados , ya que el "proceso de extrusión aumentó significativamente la disponibilidad de carbohidratos para la digestión"
- Destrucción de vitamina A ( betacaroteno )
- Desnaturalización de proteínas .
El material del que está hecho un troquel de extrusión puede afectar el producto final. Los troqueles de bronce rugoso en las extrusoras de pasta producen una superficie más rugosa que los troqueles de acero inoxidable lisos , lo que se considera que hace que las salsas de pasta más líquidas se adhieran mejor; La pasta hecha de esta manera se etiqueta como pasta "bronce muere" para indicar un producto premium.
Los efectos de la "cocción por extrusión sobre la calidad nutricional son ambiguos", ya que la extrusión puede cambiar los carbohidratos, la fibra dietética, el perfil de proteínas y aminoácidos, las vitaminas y el contenido mineral del extruido de una manera que sea beneficiosa o dañina.
La extrusión a alta temperatura de corta duración "minimiza las pérdidas de vitaminas y aminoácidos". La extrusión permite la producción en masa de algunos alimentos y "desnaturalizará los factores antinutricionales", como la destrucción de toxinas o la muerte de microorganismos . También puede mejorar la "calidad y digestibilidad de las proteínas" y afecta la forma, textura, color y sabor del producto.
También puede provocar la fragmentación de proteínas, almidones y polisacáridos distintos del almidón para crear "moléculas reactivas que pueden formar nuevos enlaces que no se encuentran en la naturaleza". Esto incluye reacciones de Maillard que reducen el valor nutricional de las proteínas. Las vitaminas con labilidad térmica pueden destruirse. A partir de 1998, se sabe poco sobre la estabilidad o biodisponibilidad de los fitoquímicos involucrados en la extrusión. Se ha encontrado que la calidad nutricional mejora con condiciones moderadas (corta duración, alta humedad, baja temperatura), mientras que un efecto negativo sobre la calidad nutricional del extruido ocurre con una alta temperatura (al menos 200 ° C), baja humedad (menos de 15 ° C). %), o componentes inadecuados en la mezcla.
Un artículo de investigación de 2012 indica que el uso de harinas de cereales no tradicionales, como el amaranto , el trigo sarraceno o el mijo , puede utilizarse para reducir el índice glucémico de los cereales para el desayuno producidos por extrusión. El extruido que usa estas harinas de cereales exhibe un volumen y una densidad de producto más altos, tiene una relación de expansión similar y tiene "una reducción significativa de carbohidratos de fácil digestión y carbohidratos de digestión lenta". Un documento de 2008 afirma que la sustitución del 5% al 15% de la harina de trigo y la harina blanca con fibra dietética en la mezcla de cereales de desayuno extruidos reduce significativamente "la tasa y el grado de hidrólisis de carbohidratos de los productos extruidos", lo que aumenta el nivel de digeridos lentamente carbohidratos y redujo el nivel de carbohidratos de digestión rápida.
Productos
La extrusión ha permitido la producción de nuevos productos alimenticios procesados y "revolucionó muchos procesos convencionales de fabricación de snacks".
Los diversos tipos de productos alimenticios fabricados por extrusión suelen tener un alto contenido de almidón. Los tipos expandidos directamente incluyen cereales para el desayuno y rizos de maíz, y se elaboran en condiciones de alta temperatura, baja humedad y alto cizallamiento . Los productos sin expandir incluyen la pasta , que se produce a una humedad intermedia (alrededor del 40%) y a baja temperatura. Los productos texturizados incluyen análogos de la carne , que se elaboran utilizando proteínas vegetales ("proteína vegetal texturizada") y un troquel largo para "impartir una estructura fibrosa similar a la carne al extruido", y pasta de pescado . Los dulces hechos por extrusión incluyen goma de mascar , regaliz y caramelo .
Algunos quesos procesados y análogos de queso también se elaboran por extrusión. Los quesos procesados extruidos con baja humedad y temperatura "podrían ser más adecuados para la fabricación utilizando tecnología de extrusión" que aquellos con alta humedad o temperatura. Los quesos de menor humedad son más firmes y masticables, y los sujetos de un estudio prefirieron el queso cheddar con baja humedad y una temperatura de extrusión de 80 ° C a otros quesos cheddar extruidos producidos en diferentes condiciones. Un tiempo de residencia medio del extruido de aproximadamente 100 segundos puede producir "quesos procesados o análogos de queso de textura variable (untable a rebanado)".
Otros productos alimenticios que a menudo se producen por extrusión incluyen algunos panes ( picatostes , palitos de pan y panes planos ), varios bocadillos listos para comer , masa para galletas prefabricada , algunos alimentos para bebés , algunas bebidas y alimentos para mascotas secos y semihúmedos. . Los ejemplos específicos incluyen rizos de queso, macarrones , Fig Newtons , gominolas , sevai y algunas papas fritas . La extrusión también se utiliza para modificar el almidón y para granular el pienso .
Ver también
Referencias
Otras lecturas
- Edwin van Onna, Brigitte van Mechelen, Matthew Stewart, Shonquis Moreno, Chris Scott, Sarah Martin Pearson, Joeri Bruyninckx y Masaaki Takahashi (1993). La tecnología de la cocción por extrusión . Saltador. ISBN 9780834213401.Mantenimiento de CS1: utiliza el parámetro de autores ( enlace )
- Guy, RCE (2003). "COCINA POR EXTRUSIÓN / Principios y Práctica". Enciclopedia de Ciencias de la Alimentación y Nutrición . págs. 2222–2227. doi : 10.1016 / B0-12-227055-X / 00434-X . ISBN 9780122270550.