Casi todo el mundo está familiarizado con el ultrasonido:las ondas sonoras de alta frecuencia que rebotan en el cuerpo creando patrones de eco que permiten que los futuros padres vean a sus bebés en el útero o que los médicos capturen imágenes de tumores. quistes y estructuras internas.

Mientras me pongo una bata blanca de laboratorio y me pongo la redecilla y las gafas de plástico que se requieren para ingresar a nuestro laboratorio en el edificio de Ciencias de la Ingeniería Agrícola, Pienso en cómo me estoy preparando para usar las ondas de ultrasonido de una manera nueva. Los usaré para secar un gel rico en proteínas hecho de guisantes, lentejas o almendras para crear un producto alimenticio deshidratado que pueda ser utilizado por las industrias alimentaria y biotecnológica.

Más personas están recurriendo a proteínas de origen vegetal para promover la salud y perder peso, y los alimentos ricos en proteínas, como las barras energéticas y los batidos, son muy populares. Pero la humedad de estos ingredientes puede causar problemas a los fabricantes de alimentos.

Los geles comestibles de proteínas vegetales se utilizan ampliamente en la industria farmacéutica también para fabricar cápsulas para medicamentos. Sin embargo, estos geles son molestos, también. Tienden a formar películas alrededor de los intercambiadores de calor que se utilizan para secarlos. Esto reduce el calor transferido y aumenta tanto la energía utilizada como el costo de los productos químicos necesarios para limpiar las máquinas.

Los métodos más populares para procesar estas proteínas son el horneado o el secado por congelación. Hornear puede destruir o disminuir los nutrientes de las plantas y dañar la integridad estructural de los alimentos. La liofilización requiere mucho tiempo, tardando hasta un día y medio en completarse.

Durante algún tiempo, la industria alimentaria ha explorado métodos de secado por ultrasonidos, y en colaboración con el alumno de la U. de I. Ozan Khahraman, nuestro laboratorio ha desarrollado y perfeccionado un método para ello. La deshidratación por ultrasonido puede eliminar el agua y los solventes de los geles de proteínas sin elevar significativamente su temperatura. También es lo suficientemente suave para usar en productos alimenticios delicados.

En el laboratorio, Mezclo almendra, proteínas en polvo de lentejas y guisantes con agua y déjelas reposar durante dos horas. Cuando agrego etanol a esta mezcla, forma un gel proteico viscoelástico que, incluso cuando está estresado, tiende a mantener su forma.

Coloco el gel en una caja de transductor de ultrasonido de diseño personalizado. Este dispositivo convierte la energía eléctrica en energía sonora. Me aseguro de que el gel esté a unos pocos milímetros de la fuente de energía.

Sumerjo la caja en una chaqueta de agua para mantener la temperatura constante a unos 28º C (o 82,4º F).

La caja vibra a 40 kHz, una frecuencia significativamente más alta que la del ultrasonido médico. Esto deshidrata el gel de proteína en forma de bolsas de humedad que se expulsan como una niebla a temperatura ambiente.

En menos de 10 minutos, el gel se convierte en una película delgada que conserva un aspecto y una sensación frescos, es soluble en agua y de fácil digestión.

Nuestro método de procesamiento tiene numerosas ventajas. Primero, es eficiente:podemos extraer la humedad de la fuente de proteína en minutos, en lugar de las 1-2 horas necesarias para hornear o las 36 horas necesarias para el secado por congelación. Como resultado, el consumo de energía y los costos de procesamiento son significativamente más bajos.

Segundo, porque el secado por ultrasonido no aumenta significativamente la temperatura de la proteína, los nutrientes que contiene se conservan.

Finalmente, la película de proteína no entra en contacto con ninguna superficie caliente, por lo que no necesitamos limpiar nuestra fuente de calor.

Nuestro método para secar proteínas vegetales ha generado entusiasmo entre la gente de las industrias de la biotecnología y la ciencia de los alimentos. Presentamos nuestros hallazgos en el Centro de Investigación Avanzada en Secado, la American Oil Chemical Society y el Institute for Food Technologists.