FUNDAMENTOS DE LA CONGELACIÓN.
Existen muchas técnicas para la conservación de alimentos, una de las más utilizadas es la Congelación, el fundamento de ésta se basa en la solidificación del agua durante el proceso, generando una alta concentración de sólidos solubles lo que provoca una baja en la cantidad de agua libre.
La congelación es un medio excelente para mantener casi inalteradas durante un tiempo prolongado las características originales de alimentos perecederos.
Éste tipo de conservación radica en la disminución de la temperatura, generalmente entre -20 ºC a -30 ºC, lo cual permite que las reacciones bioquímicas sean mas lentas y además inhibe la actividad microbiana, generando el estado de latencia de ésta, lo que no significa que los microorganismos estén muertos.
Durante el proceso se produce la solidificación del agua libre presente en el alimento, es decir, el agua contenida es transformada en hielo a una temperatura habitual de -18°C, disminuyendo así la actividad de agua del sustrato.
El agua es el principal componente de los alimentos. Una parte de esta agua está ligada en diversos grados, a los complejos coloidales macromoleculares, por su estructuras gelificantes o fibrosas en el interior de las células y en los hidratos.
En el proceso de congelación, la formación y el crecimiento de los cristales de hielo producen modificaciones en el producto. Los componentes celulares solubles puede causar la saturación y precipitar ; modificaciones del pH pueden afectar los complejos coloidales ; cambios muy marcados en la presión osmótica pueden romper las membranas semi-permeables.
Para obtener el efecto conservador deseado, reducir reacciones no deseables y mantener en este estado el producto durante el almacenamiento, de manera que se reduzca lo más posible las modificaciones físicas, químicas y microbiológicas, es indispensable determinar con exactitud los tratamientos anteriores a la congelación, la velocidad óptima de congelación, el tipo de embalaje, la temperatura de almacenamiento y la velocidad de descongelación.
ASPECTOS FÍSICOS DE LA CONGELACIÓN
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Formación de hielo
En alimentos que son enfriados bajo los 0°C ; se comienza a formar hielo a la «Temperatura crioscópica» (comienzo de la congelación), que es también la temperatura característica de fusión, es decir, temperatura a la cual se funde el último cristal de hielo en una descongelación suficientemente lenta. El comienzo de la congelación depende en gran medida de la concentración de las sustancias disueltas y no de su contenido en agua.
En general, los alimentos son grupos heterogéneos tanto del punto de vista físico y químico ; por lo que la congelación está dada por la existencia de la temperatura a la que aparecen los primeros cristales de hielo y de un intervalo de temperatura para que el hielo se forme. Si el hielo permanece en el exterior de las células, no hay peligro en que se produzca una lesión grave o irreversible.
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Cristalización del hielo
Una vez que el agua a comenzado a congelarse, la cristalización es función de la velocidad de enfriamiento, al mismo tiempo que a la difusión del agua a partir de las disoluciones o geles que bañan la superficie de los cristales de hielo. Si la velocidad de congelación es lenta, los núcleos de cristalización serán muy pocos por lo que los cristales de hielo crecen ampliamente, los que pueden provocar un rompimiento de las células, ya que éstas están sometidas a una presión osmótica y pierden agua por difusión a través de las membranas plasmáticas ; en consecuencia, colapsan ya sea parcial o totalmente. Mientras que si la velocidad de congelación es mayor, el número de cristales aumenta y su tamaño disminuye, evitando de esta manera el gran daño en el producto
En resumen una congelación muy lenta puede llevar a un excesivo exudado en la descongelación, mientras que una congelación rápida permite preservar la textura de ciertos productos.
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Cambios dimensionales
La congelación del agua se ve acompañada de un aumento de volumen, el que en alimentos es de un 6% aproximadamente, ya que únicamente se congela una parte del agua y también porque ciertos alimentos contienen aire. En el diseño de equipos se debe considerar ésta dilatación.
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Conductividad térmica
La conductividad térmica del hielo es cuatro veces mayor que la del agua. Este factor juega un papel importante en la rapidez de congelación. La conductividad térmica varía mucho según los productos y según la temperatura ; dependiendo de la orientación estructural de los tejidos.
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Calor desprendido en el curso de la congelación
En la congelación de alimentos la cantidad de calor eliminado depende mayormente de el agua congelable. Ésta cantidad depende de tres factores :
1.- Variación de entalpía correspondiente al enfriamiento de la temperatura inicial al punto de congelación.
2.- Calor latente de congelación
3.- Variación de entalpía correspondiente al enfriamiento del punto de congelación a la temperatura final.
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Tiempos de congelación
El tiempo real que dura el proceso de congelación va a depender de diferentes factores, ya sean relativos al producto como al equipo utilizado :
- Temperaturas inicial y final
- Temperatura del refrigerante
- Coeficiente de transferencia del producto
- Variación de entalpía
- Conductividad térmica del producto.
Fin de la congelación
El termino de la congelación es cuando la mayor parte del agua congelable se transforma en hielo en el centro térmico del producto ; en la mayoría de los alimentos la temperatura del centro térmico coincide con la temperatura de almacenamiento.
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1. Principios de la Congelación de Alimentos
La congelación implica la transformación de agua en cristales de hielo, lo que ralentiza las reacciones químicas y biológicas que causan el deterioro de los alimentos. Sin embargo, el proceso de congelación debe realizarse correctamente para evitar efectos negativos sobre la textura, el sabor y la apariencia de los alimentos.
1.1 Proceso de Congelación
- Enfriamiento inicial: Cuando los alimentos se colocan en el congelador, su temperatura desciende rápidamente desde su temperatura inicial hasta alcanzar los 0°C. En esta etapa, el agua libre en el alimento comienza a formar cristales de hielo.
- Congelación: Al continuar el enfriamiento, el agua libre se congela y forma cristales de hielo más grandes. A medida que los cristales se forman, el agua se convierte en una fase sólida que preserva la estructura celular del alimento.
- Congelación profunda: Los alimentos alcanzan temperaturas muy por debajo de 0°C (-18°C o menos), asegurando que la mayoría del agua contenida en ellos se congele. Esto impide que los microorganismos se reproduzcan y que los procesos de deterioro continúen.
1.2 Factores que Afectan la Congelación
- Tamaño del alimento: Los alimentos más pequeños se congelan más rápido que los grandes. Congelar productos en trozos más pequeños permite una congelación más eficiente y rápida.
- Temperatura inicial: Los alimentos deben estar a una temperatura lo suficientemente baja antes de ser colocados en el congelador para evitar que el proceso de congelación sea lento, lo que puede afectar su calidad.
- Composición del alimento: Los alimentos con un alto contenido de agua, como frutas y verduras, congelan más fácilmente. Los productos con mucha grasa, como los embutidos, pueden no congelarse de manera tan efectiva y pueden perder textura.
2. Tipos de Congelación en la Cocina de Línea Fría
2.1 Congelación Rápida (o Shock Congelation)
Este es el método más utilizado en la cocina profesional, ya que permite que los alimentos alcancen temperaturas muy bajas rápidamente, lo que ayuda a minimizar la formación de cristales de hielo grandes y preserva la textura y calidad de los alimentos. La congelación rápida se realiza mediante equipos especializados como los congeladores de túnel o congeladores de contacto directo.
- Ventajas:
- Mejor conservación de las propiedades organolépticas (sabor, textura, apariencia).
- Prevención de la pérdida de nutrientes.
- Ideal para grandes cantidades de alimentos.
- Desventajas:
- Requiere de equipos especializados y espacio adecuado en la cocina.
2.2 Congelación Lenta
Este método es menos eficiente, ya que el proceso de congelación se realiza de forma gradual. Los cristales de hielo que se forman en los alimentos tienden a ser más grandes, lo que puede dañar las células del alimento y deteriorar la textura. Es menos utilizado en la cocina profesional, pero puede ser común en congeladores domésticos.
- Ventajas:
- Más accesible y menos costoso.
- Desventajas:
- Puede comprometer la calidad de los alimentos.
- Riesgo de pérdida de nutrientes.
- Menos adecuado para grandes volúmenes de alimentos.
2.3 Congelación en Fluido Criogénico (con Nitrógeno Líquido)
Este proceso utiliza nitrógeno líquido, que tiene una temperatura extremadamente baja (-196°C), para congelar los alimentos casi instantáneamente. Aunque es un método costoso y requiere equipo especializado, es muy eficiente para congelar alimentos sin que se alteren su textura, color y sabor.
- Ventajas:
- Congelación ultra rápida.
- Conserva la calidad de los alimentos de forma excelente.
- Desventajas:
- Requiere de una inversión considerable en equipos especializados.
- El manejo del nitrógeno requiere capacitación y precauciones de seguridad.
3. Consideraciones al Congelar Alimentos
3.1 Preparación de los Alimentos
Antes de congelar los alimentos, es importante prepararlos adecuadamente para garantizar una congelación eficiente:
- Lavar y pelar: Las frutas y verduras deben ser lavadas y, en algunos casos, peladas antes de ser congeladas. Esto ayuda a evitar la contaminación y mejora la calidad del producto.
- Blanqueado: Algunos alimentos, como ciertas verduras, deben ser blanqueados (es decir, sumergidos brevemente en agua hirviendo y luego enfriados rápidamente en agua helada) para preservar su color, textura y sabor durante la congelación.
- Envasado adecuado: Los alimentos deben ser envueltos o sellados herméticamente para evitar quemaduras por congelación, que ocurren cuando el aire entra en contacto con el producto congelado y provoca la deshidratación.
3.2 Descongelación
La descongelación es un proceso crítico que debe hacerse de manera controlada para evitar la proliferación bacteriana y la pérdida de calidad en el alimento. Se recomienda descongelar los alimentos en el refrigerador, no a temperatura ambiente, para garantizar que se mantengan a una temperatura segura.
3.3 Control de la Temperatura
La temperatura del congelador debe mantenerse consistentemente por debajo de -18°C para asegurar que los alimentos se mantengan congelados de manera segura. Los congeladores deben ser monitoreados regularmente para evitar fluctuaciones de temperatura que puedan comprometer la seguridad alimentaria.
4. Beneficios de la Congelación en la Cocina de Línea Fría
4.1 Conservación a Largo Plazo
La congelación es un método excelente para almacenar alimentos durante largos períodos sin que pierdan calidad, permitiendo a los chefs y cocineros tener productos disponibles en cualquier momento sin preocuparse por el deterioro rápido.
4.2 Control de Costos
La congelación permite la compra en grandes cantidades de ingredientes y su conservación durante períodos prolongados, lo que puede reducir los costos operativos. Además, permite evitar el desperdicio de alimentos que no se usan de inmediato.
4.3 Seguridad Alimentaria
Congelar los alimentos rápidamente y almacenarlos a temperaturas bajas asegura que los productos se mantengan fuera de la zona de peligro (entre 5°C y 60°C), donde los microorganismos pueden proliferar, garantizando una mayor seguridad alimentaria.
4.4 Flexibilidad en la Cocina
La congelación también permite preparar alimentos con antelación, lo que facilita la organización y permite una mayor flexibilidad en los tiempos de trabajo. Los platos congelados pueden ser recalentados y servidos rápidamente.
5. Desafíos de la Congelación en la Cocina de Línea Fría
- Daño a la textura: Algunos alimentos pueden sufrir cambios en su textura debido a la formación de cristales de hielo. Los vegetales, por ejemplo, tienden a volverse blandos después de la congelación debido a la ruptura de sus células.
- Requerimiento de equipos especializados: Los congeladores de alta capacidad y los sistemas de congelación rápida pueden ser costosos y requieren espacio en la cocina.
- Manejo adecuado de la descongelación: La descongelación debe realizarse correctamente para evitar el crecimiento de bacterias y garantizar que los alimentos mantengan sus propiedades organolépticas.