ALIMENTOS EXTRUIDOS.Que es la extrusin.La extrusin es un proceso
utilizado para crear objetos con seccin transversal definida y
fija. El material se empuja o se extrae a travs de un troquel de
una seccin transversal deseada. Las dos ventajas principales de
este proceso por encima de procesos manufacturados son la habilidad
para crear secciones transversales muy complejas y el trabajo con
materiales que son quebradizos, porque el material solamente
encuentra fuerzas de compresin y de cizallamiento. Tambin las
piezas finales se forman con una terminacin superficial
excelente.La extrusin puede ser continua (produciendo tericamente
de forma indefinida materiales largos) o semicontinua (produciendo
muchas partes). El proceso de extrusin puede hacerse con el
material caliente o fro.Los materiales extruidos comnmente incluyen
metales, polmeros, cermicas, hormign y productos
alimenticios.Historia de la extrusin.La tecnologa de la extrusin
tuvo su origen en la industria de los plsticos, su utilizacin en la
industria alimentaria se ubica entre finales del siglo XIX y
principios del siglo XX, los primeros extrusores se utilizaron en
la produccin de pastas. Hacia 1930 se us un extrusor que mezclaba
semolina, agua y otros ingredientes para formar una masa que al ser
presionada y empujada fuera del extrusor, formara diferentes tipos
de pastas.En 1930 se comienzan a utilizar los extrusores para
fabricar cereales precocidos para consumo inmediato y en 1946
fueron lanzados al mercado alimentos tipo botana que fueron
extruidos y cocidos con extrusores en los que se lograban efectos
de corte de mucha significancia y que eran alimentados por
materiales de baja humedad.En la dcada de los aos 40 se empezaron a
usar los extrusores-cocedores a fin de fabricar alimentos
balanceados para ganado y para fines de los y principios de los
setenta, se dio un fuerte impulso al diseo de diferentes extrusores
para la elaboracin de alimentos para el consumo humano.En los
ltimos aos ha tenido un gran auge la aplicacin de los extrusores en
la industria alimentaria. Hoy en da los extrusores-cocedores son
empleados para elaborar productos tan diversos como alimentos para
mascotas, alimentos nutritivos para nios, botanas expandidas a
velocidades de produccin que se cuentan en cientos de kilogramos
por hora.Qu son los alimentos extruidos?Los alimentos extruidos son
aquellos que han sido elaborados mediante un proceso de extrusin.El
proceso de extrusin de alimentos es una forma de coccin rpida,
continua y homognea. Mediante este proceso mecnico de induccin de
energa trmica y mecnica, se aplica al alimento procesado alta
presin y temperatura (en el intervalo de 100-180C), durante un
breve espacio de tiempo. Como resultado, se producen una serie de
cambios en la forma, estructura y composicin del producto.Debido a
la intensa ruptura y mezclado estructural que provoca este proceso,
se facilitan reacciones que, de otro modo, estaran limitadas por
las caractersticas difusionales de los productos y reactivos
implicados.Este tipo de tcnicas, se emplea generalmente para el
procesado de cereales y protenas destinados a la alimentacin humana
y animal. Asimismo, se trata de un proceso que opera de forma
continua, de gran versatilidad y alto rendimiento productivo.
Elaboracin de productos extrudados para alimentacin humana y
animal
Materias primas susceptibles de ser procesadas por medio de la
extrusinCerealesExiste una amplia variedad de productos secos de
cereales molidos que han sido utilizados en la produccin de
alimentos extruidos entre los cuales se tiene: El mazEste cereal ha
sido el ms comnmente utilizado en la extrusin, debido a su bajo
costo y a su facultad de expanderse, tanto a bajas, como a altas
condiciones de humedad en el proceso de extrusin. A travs del
proceso de extrusin, el sabor a maz tiende a hacerse ms marcado y
por lo tanto este permanece en el producto extruido. La avenaDebido
a su alto contenido de grasa y bajo contenido de carbohidratos, la
avena requiere de altas temperaturas y humedades para lograr ser
expandida. El arrozEl color blanco y su habilidad para expanderse,
lo hace ideal para productos a base de cereal y botanas. La
cebadaEste cereal ha sido frecuentemente utilizado en la extrusin
por su particular y suave sabor. El sorgoEste cereal tiene
caractersticas muy similares a las del maz; pero los productos
extruidos de este cereal tienden a tener un color tostado y un
cierto sabor caracterstico menos agradable al del maz. El trigoEste
cereal presenta un alto contenido de protena y gluten por lo que
requiere de altas temperaturas y humedades para su expansin. El
centenoSe comporta de manera similar al trigo, pero con un sabor
caracterstico y color negro.
El triticaleEste cereal es un hibrido del trigo y de la cebada,
el alto contenido de protenas en el grano, hace necesarias altas
temperaturas y humedades para lograr su expansin. Las harinas de
los diferentes cereales pueden variar considerablemente en funcin
del grano utilizado para su molienda, para obtener productos
extruidos con caractersticas consistentes, es importante que la
granulometra y los componentes del almidn y del cereal permanezcan
constantes.TubrculosExisten dos tubrculos que son fuentes
importantes de materias primas para la obtencin de productos
extruidos. La amilonasa en el almidn de estos productos parece ser
ms amorfa que la de los cereales y por lo tanto las harinas de
estas races y de aquellos cereales con alto contenido de
amilopectina, tienden a producir pastas ms fibrosas y viscosas. Por
otra parte, cuando dichos almidones son gelatinizados, los
productos rehidratados, sern bastante tersos.Las principales
caractersticas de los dos tubrculos procesados por extrusin son: La
cassava o tapiocaLos productos extruidos de este tubrculo tienen un
color claro y se requieren altas temperaturas combinadas con
moderadas humedades para elaborar un producto expandido y blando.
La papaLas harinas de papa producidas por extrusin son de gran
variedad, segn las diferencias de tratamiento trmico durante el
proceso de extrusin, la cantidad de almidn daado y las cantidades
de azcar presentes. Por otra parte son necesarias altas
temperaturas con altas humedades para expandir de manera adecuada
la harina de papa.FACTORES INFLUENTES EN PRODUCTOS EXTRUIDOS: Los
dos principales factores que influyen sobre Ia naturaleza de los
productos extruido son: Las condiciones durante Ia extrusin Las
propiedades reo lgicas del alimento en cuestinLos parmetros ms
importantes durante el proceso son: la temperatura, Ia presin, el
dimetro de los orificios de la boquilla y Ia velocidad de cizalla.
Esta ltima depende del diseo interno del extruidor y de la
velocidad y forma del tomillo (o tomillos). Las caractersticas del
material a extruir ejercen una influencia importante sobre la
textura y el color del material extruido. Las ms importantes sobre
el contenido en agua, el estado fsico de los componentes y su
composicin qumica (en especial el contenido y tipo de almidones,
protenas, grasas y azucaresSISTEMAS EXTRUSORESLa mquina extrusora
est constituida, en esencia, por una bomba de tornillo que es
accionada por una fuente de energa, en la que el alimento es
comprimido y trabajado hasta la obtencin de una masa semislida que
es impulsada a travs de un pequeo orificio. Si durante la operacin
el alimento es sometido a tratamiento trmico, al proceso se le
denomina extrusin con coccin (o extrusin en caliente).
Clasificacin De ExtruidoresLos extructores se clasifican segn su
funcionamiento (extructores en caliente o en frio) y su construccin
(sencillos o de tornillos gemelos).A. Extruidores en caliente: En
estos extruidores el alimento se calienta por contacto con las
paredes de la camisa que rodea al extruidor y/o por contacto con el
tornillo calentado internamente con vapor. En algunos de ellos el
cilindro se calienta elctricamente por induccin, pero parte del
calor procede tambin de Ia friccin generada por el tornillo y los
rieles internos del cilindro. Las fuerzas de compresin se consiguen
en el cilindro del extruidor de las siguientes formas:
Aumentando el dimetro del tornillo y disminuyendo su paso de
rosca, Utilizando un cilindro tronco-cnico y un tomillo de paso de
rosca hornogeneo o progresivamente decreciente, Obstruyendo las
alas del tornillo.
b. Extrusin en frio:En este tipo de extrusin el alimento se
extruye en lneas sin coccin o la distorsin que produce la expansin
del vapor de agua. Con el objeto de que la materia prima este
sometida a Ia mnima friccin posible los tornillos de estos
extruidores poseen unas alas muy profundas y ruedan a poca
velocidad en un tubo de superficie interna lisa. Se emplean pare
elaborar pasta, hot dogs, algunos pastas para pasteleria, y
confitera A veces tambin los extruidores en frio como en caliente
disponen de una boquilla especial para inyectar diversos tipos de
relleno en el interior de Ia masa extruida a la salida de la
boquilla. A este proceso se le denomina co-extrusion y se emplea,
por ejemplo, pare rellenar algunos pasteles
c. Extruidores de tornillo:Estos extruidores se clasifican, de
acuerdo con Ia intensidad de la fuerza de cizalla que ejercen en:
Extruidores de elevada fuerza de cizalla (cereales para desayuno y
snack) Extruidores de fuerza de cizalla moderada (pasta para
rebozar y de alimentos de humedad intermedia para animales de
compaa) Extruidores de baja fuerza de cizalla (pasta y productos
crnicos). Los extruidores de tornillo nico constan de varias
partes: una seccin para transformar las partculas en una masa
homognea;, una seccin de amasado para comprimir, mezclar y
desgarrar el alimento plastificado y, en los tomillos de gran
fuerza de cizalla, una seccin de cocido El transporte de la materia
prima por los extruidores de tornillo nico depende en su mayor
parte del grado de friccin con la superficie del cilindrod.
Extruidores de tornillos gemelos: En los extruidores de tornillos
gemelos estos ruedan en el interior de un cilindro de seccin en
forma de Ocho. Este tipo de extruidores se clasifican, de acuerdo
con su sentido de rotacin y por la forma en que los tomillos atacan
entre s. Los extruidores mas corrientes en las industrias
alimentarias son los de tornillo cortante en los que el movimiento
de rotacin impulsara el material a travs del extruidor y el ataque
de los tornillos entre si mejora el mezclado y evita la rotacin del
alimento en el cilindro.Los extruidores de tomillos gemelos poseen
las siguientes ventajas: Su produccin es independiente del flujo de
alimentacin y puede ajustarse para desplazamiento positivo de los
tornillos. Los extruidores de tomillos gemelos pueden manejar
productos aceitosos, pegajosos con elevado contenido en agua que en
los de tornillo nico refluir con facilidad. La concentracin mxima
de algunos componentes que los extruidores de tornillo nico y de
doble tornillo son capaces de manejar es respectivamente la
siguiente: 4 y 20% de grasa, 10 y 40% de azucares y 30 y 65 de
agua. Como puede apreciarse los extruidores de tornillos gemelos
son ms verstiles.La presin en el barriI puede controlarse
modificando el flujo hacia adelante y hacia atrs. As, por ejemplo,
en la fabricacin de regaliz el alimento se calienta y se comprime
transportndolo hacia Ia boquilla. Con objeto de eliminar el exceso
de agua y para adicionar ingredientes, la presin se libera
invirtiendo el sentido de Ia rotacin. El alimento es finalmente
recomprimido para lograr su extrusin.
EFECTO SOBRE LOS ALIMENTOSCaractersticas OrganolpticasLas
condiciones HTST de .la extrusin en caliente apenas si afectan al
color y el bouquet de los alimentos.EI color de muchos alimentos
extruidos se debe a los pigmentos sintticos adicionados a la
materia prima en forma de polvo hidrosoluble, de emulsiones. La
decoloracin del producto debido a la expansin, a un tratamiento
trmico excesivo, o a reacciones que se producen con las protenas,
los azucares reductores, o los iones metlicos, constituye a veces
un problema para Ia extrusin de algunos alimentos. En la extrusin
en fro, entre los ingredientes aadidos a la materia prima se
incluyen saborizantes. En la extrusin en caliente este ser un
procedimiento inadecuado, ya que se volatilizara a la salida de la
boquilla del extruidor. Los aromatizantes encapsulados pueden
utilizarse de esta forma, pero resultan caros.Valor NutritivoLas
perdidas Vitamnicas de los alimentos extruidos dependen del tipo de
alimento, de su contenido en agua y del tiempo y la temperatura de
tratamiento. Sin embargo, por lo general, en la extrusin en fro las
prdidas son mimas. Las condiciones HTST de extrusin en caliente y
el enfriamiento rpido del producto a Ia salida de Ia boquilla,
hacen que las perdidas vitamnicas y en aminocidos esenciales sean
relativamente pequeas. As, por ejemplo, en un proceso de extrusin
de cereales a 154'C el 95% de la tiamina se retiene y nicamente se
producen perdidas de poca importancia en Ia riboflavina, piridoxina
niacina y cido flico. Dependiendo del tiempo al que el alimento se
mantiene a una temperatura elevada, las prdidas en cido ascrbico y
vitamina C pueden ser de hasta 50-90%.De acuerdo con las
condiciones de Ia extrusin, las perdidas en Lisina, cistina y
metionina son, en los derivados del arroz, del 50-90%. Las
transformaciones experimentadas por las protenas de la harina de
soja, dependen de su composicin y de las condiciones durante la
extrusin. Temperaturas elevadas y la presencia en el medio de
azucares, provocan la reaccin de Maillard y afectan a la calidad de
la protena del alimento. Por el contrario, temperaturas inferiores
y concentraciones bajas en azucares, provocan cambios en la
estructura de las protenas que mejoran su digestibilidad. La
destruccin de los componentes anti nutritivos de los derivados de
Ia soja mejora su valor nutritivo.
VENTAJAS DEL PROCESO DE EXTRUSION Flexibilidad de operacin,
permitiendo la obtencin de una gran diversidad de productos.
Posibilidad de procesamiento en diversas formulaciones,
permitiendo. adecuar el nivel nutricional segn las necesidades.
Bajo costo de procesamiento. Tecnologa simple Mnimo deterioro de
nutrientes de los alimentos en el proceso. Eficiente utilizacin de
la energa. Ausencia de efluentes. Inactivacin de enzimas y factores
antinutricionales. Produccin de alimentos inocuos.
APLICACIONES DE LA EXTRUSIONAlimentacin Humana Cereales de
desayuno listos para comer Snack (aperitivos salados y dulces)
Alimentos para bebes Sopas instantneas Rebozadores y coberturas
Protenas vegetales texturizadas Sustitutos de carne Harinas
compuestas y enriquecidas Sustitutos lcteos Aditivos de panificacin
Almidones modificados Productos de confitera. Pastas (fideos)
Bebidas en polvo Ingredientes de sopas Galletitas Productos
dietticos, granolas, cucuruchos, etc.Alimentacin Animal Cereales,
oleaginosas y legumbres precocidas o ingredientes para alimentos
balanceados Alimentos para rumiantes, cerdos, aves, animales de
piel, peces, etc. Procesamiento de subproductos o desechos de la
industria alimentaria: Residuos de la industria de la pesca
Residuos de la industrializacin de lcteos, panificacin y frutas