Aplicaciones de microondas en alimentos

Dra. Hilda María Hernández-Hernández

CONACYT

CIATEJ

El horno de microondas es uno de esos inventos muy populares que nos ha facilitado la vida y que se podría considerar indispensable en algunas cocinas, por ejemplo, ayudándonos a descongelar de manera rápida la comida que olvidamos sacar del congelador, preparar en un par de minutos palomitas de maíz o calentar nuestra comida. 

La investigación científica sobre la aplicación de microondas en los alimentos comenzó en los años 40, demostrando su efectividad no sólo para calentar o preparar comida en nuestros hogares, sino también en diversas aplicaciones en la industria alimentaria como cocinar, escaldar, descongelar, pasteurizar, hornear, asar, templar, esterilizar y deshidratar; aun así, su principal uso a nivel doméstico es el calentamiento de alimentos. La tecnología de microondas ha mostrado ventajas interesantes en comparación con las tecnologías convencionales, que incluyen el potencial para lograr un calentamiento volumétrico sin contacto y selectivo, lo que da como resultado un tiempo de procesamiento reducido.

Pero, ¿cómo se logra el calentamiento volumétrico? Para responder esta importante pregunta debemos recordar que la radiación electromagnética (Figura 1) cubre un amplio espectro de longitudes de onda con diferentes aplicaciones según su energía, por ejemplo, las ondas de radio nos permiten comunicarnos, la luz visible ilumina nuestra vida y es vital para la producción de alimentos, los rayos X permiten el diagnóstico de algunas enfermedades o para la revisión de equipaje en los aeropuertos, mientras que los rayos gamma se utilizan para tratar los alimentos. Dentro de esta amplia gama de longitudes de onda encontramos a las microondas entre las frecuencias de 300MHz y 300GHz, pero la Unión Internacional de Telecomunicaciones (ITU) únicamente permite el uso de las frecuencias de 915 MHz y 2450 MHz para fines industriales, científicos, médicos y domésticos; industrias como la minería, metalurgia, química, cerámica y silvicultura son las que utilizan la radiación de microondas para los tratamientos térmicos, y la industria alimentaria es la que más ocupa este tipo de energía como un método eficaz para sustituir o ayudar a los procesos térmicos convencionales.

Figura 1. Esquema representativo del espectro electromagnético

Entonces, el calentamiento volumétrico por microondas se logra mediante dos mecanismos: conducción iónica y rotación dipolar. En la conducción iónica hay un desplazamiento de los iones presentes en el alimento, según la dirección de aplicación de las microondas, este desplazamiento produce colisiones, transmisión de energía cinética y, por ende, generación de calor. Mientras que en la rotación dipolar las moléculas giran para alinearse con la dirección de las microondas; la polaridad de la señal de microondas se invierte millones de veces provocando fricción que genera calor a una velocidad de 2450 millones de veces por segundo cuando se utiliza la frecuencia de 2450 MHz (Figura 2).

Figura 2. Representación del mecanismo de calentamiento mediante microondas.

La aplicación más conocida de las microondas en nuestros hogares es la de calentar o cocinar, sin embargo, algo que no es tan ampliamente conocido es que esta tecnología puede retener altos niveles de componentes bioactivos, actividad antioxidante y color atractivo de los alimentos debido a la aplicación de calor en lapsos cortos. Esta no es la única aplicación de las microondas en los alimentos, algunas de ellas se describen a continuación:

• (An et al., 2022). 
• (Guo et al., 2017).
• (Viji et al., 2022).
• (Zia et al., 2020). 

Como se ha comentado a lo largo de este trabajo las microondas tienen un gran abanico de aplicaciones en la industria de alimentos más allá de recalentar los alimentos o de preparar unas palomitas, gracias a su mayor velocidad de calentamiento, como consecuencia de su corto tiempo de procesamiento, los productos conservan su calidad sensorial y nutricional en comparación con los procesos tradicionales. Sin embargo, estas aplicaciones son poco conocidas y con el fin de mejorar el posicionamiento de esta tecnología en la industria y en el hogar unos de los primeros pasos a seguir es la difusión de estas. 

Bibliografía:

An, N. nan, Li, D., Wang, L. jun, & Wang, Y. (2022). Factors affecting energy efficiency of microwave drying of foods: an updated understanding. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 0(0), 1–16. https://doi.org/10.1080/10408398.2022.2124947

Guo, Q., Sun, D. W., Cheng, J. H., & Han, Z. (2017). Microwave processing techniques and their recent applications in the food industry. Trends in Food Science and Technology, 67, 236–247. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2017.07.007

Viji, P., Madhusudana Rao, B., Debbarma, J., & Ravishankar, C. N. (2022). Research developments in the applications of microwave energy in fish processing: A review. Trends in Food Science and Technology, 123(March), 222–232. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2022.03.010

Zia, S., Khan, M. R., Shabbir, M. A., Aslam Maan, A., Khan, M. K. I., Nadeem, M., Khalil, A. A., Din, A., & Aadil, R. M. (2020). An Inclusive Overview of Advanced Thermal and Nonthermal Extraction Techniques for Bioactive Compounds in Food and Food-related Matrices. Food Reviews International, 38(6), 1–31. https://doi.org/10.1080/87559129.2020.1772283