Aplicaciones supercríticas de dióxido de carbono en el procesamiento de alimentos

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https://doi.org/10.1007/s12393-020-09270-9[pic 2]

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 Aplicaciones supercríticas  de dióxido de carbono en el procesamiento de alimentos

  Wenxin Wang1,2,3 ·  Lei Rao1,2,3 ·  Xiaomeng Wu1,2,3 ·  Yongtao Wang1,2,3 ·  Liang Zhao1,2,3 ·  Xiaojun Liao1,2,3 

Recibido: 8 julio 2020 / Aceptado: 6 noviembre 2020

© Springer Science+Business Media, LLC, parte de Springer Nature 2020

Abstracto

Existen  tendencias mundiales para el desarrollo de tecnologías verdes y sostenibles en el procesamiento  de  alimentos, debido a la creciente conciencia de la importancia de la preservación del medio ambiente y la demanda de los consumidores de productos alimenticios naturales de alto valor. Cumpliendo con estos requisitos particulares, el dióxido de carbono supercrítico (SC-CO2) se ha convertido en una tecnología innovadora y prometedora para el procesamiento de ingredientes y productos alimenticios. En las últimas dos décadas, las aplicaciones de SC-CO2 han atraído mucha atención y han hecho grandes avances tanto a nivel de laboratorio como industrial. Estos avances incluyen la extracción de compuestos bioactivos objetivo de diversas matrices alimentarias, microencapsulación o extrusión para producir partículas finas, y la inactivación de microorganismos patógenos y de  deterioro y enzimas endógenas para la conservación de alimentos.  Un ejemplo de aplicación exitosa de SC-CO2 a nivel comercial es el descafeinado del café. En este artículo, se presenta una descripción general de las aplicaciones de SC-CO2 en el procesamiento de alimentos, incluida la extracción, transformación, conservación y secado. Para cada categoría  de aplicación, los  principios, los parámetros de procesamiento,  las características y las aplicaciones más recientes  se revisan críticamente.

Palabras clave Dióxido de  carbono supercrítico ·  Extracción ·  Formación de partículas ·  Conservación ·  Secado

Introducción

Los consumidores demandan alimentos de alto valor.  En respuesta, los investigadores han desarrollado nuevas tecnologías de procesamiento de   alimentos que causan una pérdida mínima de nutrición. Debido a la inactivación de los compuestos biológicos que puede causar el sistema de procesamiento térmico tradicional, las tecnologías no térmicas como el fluido supercrítico (SCF), la alta presión hidrostática (HHP), la luz UV (UV), los campos eléctricos pulsados (PEF)  y el ultrasonido (US) han recibido mucha atención en los últimos cincuenta años [1, 2 ]. Un SCF es una sustancia pura a una temperatura y presión por encima de su punto crítico donde el gas y el líquido coexisten en equi- librio de fase. Se caracteriza por una viscosidad similar a la gas,  la difusividad intermedia y la alta densidad   similar a la de un líquido,  lo que la convierte en una viscosidad similar a la de un gas, lo que la  convierte en una  viscosidad similar a la de un gas   ,

un excelente disolvente [3−5]. Muchos compuestos, como el CO2, el agua, el etano, el propone y el dimetil éter, se pueden utilizar en tecnologías supercríticas para aplicaciones específicas [6−8].   El     CO2 supercrítico (SC-CO2) es el fluido más utilizado  en el  procesamiento de alimentos con diferencia, ya que generalmente se  reconoce como seguro (GRAS), respetuoso con el medio ambiente y  económico. , fácilmente disponible en alta pureza y fácil de quitar [9, 10]. Lo más importante es que el estado supercrítico del CO2 se puede lograr a una temperatura y presión relativamente bajas.

Varias  aplicaciones de procesamiento de alimentos que utilizan SC-CO2 a  nivel de laboratorio y comercial han surgido significativamente desde finales de la década de  1970 [1, 11] La extracción de  sustancias valiosas es  más ampliamente estudiado e industrializado debido a la  capacidad de ventilación del SC-CO2. Extensos artículos han revisado el uso de SC-CO2 para la extracción de compuestos bioactivos [7,

                12-15].  SC-CO2 también se ha utilizado para la  formación de partículas

 Xiaojun Liao liaoxjun@cau.edu.cn

        1Centro Nacional de Investigación de  Ingeniería para el Procesamiento de Frutas y Verduras, Laboratorio Clave de Frutas

y Procesamiento de Hortalizas, Ministerio de Agricultura y Asuntos Rurales, Beijing, China

        2Centro de Investigación de Ingeniería   para el Procesamiento de Frutas y Verduras, Ministerio de Educación, Beijing, China

        3Universor de Ciencias de los Alimentos e Ingeniería Nutricional, Universidad  Agrícola de China, Beijing, China[pic 4]

y extrusión para encapsular compuestos bioactivos y modificación de textura pro-mote [16, 17]. Caracterizado por una rápida velocidad de difusión y una baja temperatura de procesamiento, SC-CO2 es capaz  de lograr una alta eficiencia operativa y producir productos finales de alta calidad [18]. Otra applicación prometedora de SC-CO2 es en la conservación de alimentos.   La combinación de  CO2 y alta presión ha mostrado un gran potencial en  bacterias, enzimas y esporas no inactivadoras térmicamente [19-21]. Dado que su uso requiere condiciones más suaves (generalmente < 20 MPa)

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