Análisis de imagen y uso de software para la conservación de alimentos
Una de las industrias más importantes alrededor del mundo es la alimentaria, la cual, asistida con el desarrollo tecnológico, ofrece a la población innumerables alternativas de consumo, cada una diseñada a partir de los más altos estándares de calidad, inocuidad y salubridad, particularidades orientadas en satisfacer los requerimientos del consumidor.
Bajo esta premisa, en el laboratorio de Procesos de Transformación y Tecnologías Emergentes de la FES Cuautitlán se trabaja en el estudio y optimización de los procesos de la transformación de comestibles, una investigación de múltiples objetivos y cuyo impacto recae en la evaluación, mejoramiento y diseño de nuevos sistemas de producción alimentaria.
Responsable de la cátedra Mejora Tecnológica y Simulación Computacional de Procesos de Transformación y Conservación de Alimentos, la doctora María Elena Vargas Ugalde lidera al equipo de académicos encargados de cumplir las demandas de una población cada vez más exigente, la cual pondera los productos que conservan sus características naturales, que ofrecen un aporte necesario de vitaminas, o bien, una reducción en el contenido calórico.
En este sentido, la propuesta de la investigadora está intencionada en mantener o extender las características nutrimentales y organolépticas de los artículos examinados, alargar la vida de anaquel e incrementar su valor agregado.
Una línea de múltiples aplicaciones
Existen diversas técnicas para transformar y conservar alimentos, todas con la finalidad de evitar o disminuir los daños estructurales y nutricionales, o bien, extender la vida de anaquel. Con respecto a la labor experimental del laboratorio, las más recurridas son aquéllas en las cuales la transferencia de masa y la transferencia de calor son los fenómenos de transporte principales.
El freído, la deshidratación osmótica, el secado convectivo, solar, por calentamiento infrarrojo y por microondas, la rehidratación, el remojo, el empleo de películas plásticas y películas comestibles y el escaldado, son algunas de las técnicas estudiadas, las cuales pueden utilizarse de forma combinada. En muchos casos, junto con la transferencia de masa, existen en forma simultánea tanto la transferencia de cantidad de movimiento como de calor.
En general, los procesos de conservación disminuyen las reacciones de tipo microbiológico, químico y oxidativo, mismas que deterioran los alimentos y disminuyen sus propiedades nutrimentales y organolépticas. Una de las formas capaces de minimizar este deterioro es la reducción de la actividad de agua, fenómeno que frena el crecimiento microbiano, alargando la vida útil del comestible.
La deshidratación como un método de conservación
En palabras de la ingeniera en alimentos, “las frutas y hortalizas poseen nutrimentos valiosos para el ser humano; sin embargo, debido a su alto contenido de agua son altamente perecederas, es por eso que para su conservación precisan de un manejo adecuado poscosecha”.
Desde esta línea, la doctora Vargas y sus colaboradores han dado pie a prácticas como el secado de manzana, zanahorias, hojas verdes y aromáticas mediante un secador solar convectivo de tipo parabólico indirecto, construcción creada con la intención de aprovechar la energía limpia (radicación solar).
Del mismo modo se han empleado equipos de tipo híbrido que requieren de otra fuente de energía (resistencia eléctrica) con el fin de mantener constante la temperatura del aire de secado. Además se han construido un secador convectivo de capa fina y celdas de deshidratación osmótica semicontinua a vacío.
Asimismo, y de forma complementaria, los especialistas están desarrollando una base de datos espacial para cuantificar la energía solar que incide sobre la superficie terrestre, considerando parámetros astronómicos, posición geográfica, condiciones meteorológicas y los algoritmos propuestos para México por el Instituto de Energías Renovables de la UNAM. Base que se implementará utilizando el PostGIS, montada sobre el sistema operativo LINUX Fedora ver.20.
Otro de los procedimientos empleados es la lixiviación, es decir, la extracción sólido a líquido, la cual se ha usado en frutos como la flor de Jamaica para la extracción de antocianinas y la zanahoria para obtener carotenos.
Los recubrimientos y sus potenciales usos
Uno de los trabajos más atractivos producidos por los expertos es la aplicación de recubrimientos (gomas comestibles de carboximetil celulosa y otros polímeros) para aumentar la vida de anaquel; éstas fueron destinadas a papaya en refrigeración, prolongado su vida útil de 3 hasta 15 días (comparada con una papaya sin recubrimiento).
Bajo esta idea, el uso de las películas puede reducir la absorción de algún componente, como ha sido la implementación en donas, disminuyendo así la absorción de aceite durante el freído sin perder características específicas, tanto de cocción como de sabor. No obstante, también han sido designadas en la adición de vitaminas y antioxidantes al producto.
Desarrollo y aprovechamiento de software en la industria alimentaria
Consciente de que el sometimiento de cada una de aquellas prácticas ocasiona una afectación en la microestructura de los productos, la especialista y su equipo encontraron la manera de dar seguimiento a las características químicas y organolépticas de los productos, en función del tiempo y condiciones del proceso a través del análisis de imágenes.
La intención principal es llevar a cabo relaciones matemáticas con parámetros de ingeniería a partir de la correlación de los cambios microestructurales y los cambios macroscópicos de los alimentos, esto, desde el análisis de imágenes y la aplicación de dimensiones fractales, todo mediante el uso de programas como Fiji o Imagej (software de procesamiento de imagen de código abierto creado para detallar imágenes científicas multidimensionales).
La simulación de procesos y el desarrollo de software permite la predicción del comportamiento de equipos, procesos y cambios en el producto por medio de una observación minuciosa de imágenes obtenidas utilizando una cámara fotográfica digital o un microscopio, gracias a los que se obtienen aspectos trascendentales como cambios en la longitud, ancho, color de la superficie o forma del alimento a lo largo del tiempo, por efecto del procesamiento, lo que se traduce en una evidente disminución de los costos de experimentación.
Sandra Yazmín Sánchez Olvera