Tesis por compendio / [EN] Dry-cured ham is a product highly appreciated by consumers, nevertheless, there are a
large number of manufacturing process-related parameters, as well as ham intrinsic factors, that
compromise its final quality. One of the main problems in the quality of dry-cured ham is the
appearance of textural defects, in particular, the development of pastiness. This defect is
characterized by an excessive softness and loss of elastic behavior of the ham and when tasted, it
provokes a feeling similar to the mouth-coating sensation produced by a flour-water paste during
the mastication process. Pastiness also makes slicing difficult and promotes the adhesiveness
between slices. Currently, the methods available to measure ham pastiness are time-consuming
and destructive. For this reason, the seek of faster and non-destructive technologies capable of
detecting pastiness is of great importance. In this sense, different technologies such as near
infrared spectroscopy, X-rays or ultrasound, that have been previously tested for the nondestructive characterization of different meat products, could be of interest for the detection of
ham pastiness.
Different approaches, such as the use of high hydrostatic pressure (HHP) or the
application of low-temperature long-time thermal treatments (LTLT) at the end of the ham
manufacturing, have been previously addressed for the correction of pastiness in dry-cured ham.
Notwithstanding, the high cost and the long time required for the HHP and LTLT treatments,
respectively, highlights the need for moderate cost and faster alternatives.
In this context, the main goals of this thesis were to determine the feasibility of using low
intensity ultrasound to non-destructively detect the appearance of pastiness during ham
manufacturing and to characterize the level of pastiness in the final product, as well as to explore
the feasibility of mild ultrasonic assisted thermal treatments to correct this textural defect.
To meet the goal of ham pastiness characterization and correction, a customized drycured ham manufacturing was designed and carried out in order to obtain hams with different
levels of pastiness with no remarkable differences on the salt content. During ham manufacturing,
the feasibility of using contact ultrasound to monitor the appearance of pastiness was addressed.
The ultrasonic velocity was measured in the raw ham, at the end of the salting and post-salting
stages, 3 times during the drying-maturation and once the manufacturing was finished. At the end
of the manufacturing, the pastiness level (high, medium and no pasty) was also sensory evaluated
by an expert panel. As the manufacturing progressed, a progressive increase in the ultrasonic
velocity, from 1536 m/s in the raw ham to 1713 m/s in the final dry-cured ham, was found.
Notwithstanding, the increase in the ultrasonic velocity was not related with the pastiness defect,
probably because the ham texture changes linked to pastiness were masked by the great influence
of the compositional changes (salt gain and moisture loss) on the ultrasonic velocity. Therefore,
the ultrasonic velocity was not an effective parameter to detect the appearance of pastiness in
hams during manufacturing, neither to classify them according to its pastiness level at the end of
the manufacturing.
Contact ultrasound was also used to monitor the compositional and textural changes
taking place along the ham post-salting stage. For this purpose, another batch of hams was salted
and post-salting times from 7 to 56 days were tested. During post-salting, the hams were weighted
and the ultrasonic velocity was measured every 2 days. Each 7 post-salting days, the composition
and the textural properties of a different ham were destructively analyzed. The ham weight loss
during the post-salting stage was satisfactorily (r=0.95) described by the increase in the ultrasonic
velocity. Moreover, the salt distribution and the moisture loss in the internal parts of the ham were
satisfactorily related (r=0.93 and r=0.86, respectively) with the increase in the ultrasonic velocity.
The variation in the ham hardness during post-salting was negligible and hence, the velocity
increase was mainly attributed to the compositional changes, being barely affected by the changes
in texture.
The hams obtained after the customized manufacturing were sliced and the ultrasonic
velocity and attenuation were measured on the Biceps femoris muscle with the aim of nondestructively finding out its pastiness level. Furthermore, in order to better analyze this textural
defect, the composition, protein degradation, instrumental texture and microstructure of the hams
were analyzed. Pasty samples presented the highest proteolysis index (38.7% compared to 33.1%
for non-pasty hams), exhibited the more relevant structural degradation (merged myofibril
structures and appearance of large gaps) and consequently, were the softest (5.4 N of hardness
compared to 16.7 N for non-pasty hams) and presented the most intense viscous behavior (0.434
compared to 0.372 for non-pasty hams), although a high degree of experimental variability was
found. The non-destructive assessment performed with ultrasound revealed that ultrasonic
attenuation could be successfully applied for the grading of dry-cured ham slices according to its
pastiness level. Thus, the greater the pastiness, the higher the ultrasonic attenuation, being the
average attenuation coefficient for high, medium and no-pasty samples 48.2, 45.4 and 43.1 Np/m,
respectively. Notwithstanding, the ultrasonic velocity was similar in all the ham samples,
regardless its pastiness level. As observed in whole hams, the ultrasonic velocity was not a
satisfactory parameter to detect pastiness in sliced ham, since the large influence of the
composition on the ultrasonic velocity added to a similar salt and moisture content of the samples,
regardless its pastiness level, led to a similar velocity for the different pastiness levels.
Air-coupled ultrasonic techniques in both through-transmission and pulse-echo modes
were developed for the characterization of dry-cured ham texture. The non-invasive nature of aircoupled ultrasound allows a contactless measurement, which makes easier its industrial
implementation compared to conventional ultrasound techniques for high speed applications
without material surface alteration and cross-contamination between food items.
As for corrective actions of the texture defects in dry-cured ham, mild thermal treatments
in two different heating media (water and air) were evaluated. Furthermore, the feasibility of
intensifying these mild thermal treatments with the assistance of power ultrasound was
considered. For that purpose, commercial vacuum-packed dry-cured ham slices were heated in a
liquid medium, with and without ultrasonic assistance, at different temperatures (40, 45 and 50
ºC), measuring the temperature in the Biceps femoris and in the Semimembranosus muscles.
Regarding the treatments in air, commercial vacuum-packed dry-cured ham cylinders were used.
In the first set of experiments, ham was heated at a constant air velocity (2 m/s) until different
temperatures (40, 45 and 50 ºC) were reached. While in the second set of experiments, ham was
treated at constant air temperature (50 ºC) at different air velocities (1, 2, 3, 4 and 6 m/s). In both
sets, the treatments were performed with and without power ultrasound application, measuring
the temperature in the center of the cylinder. Thermal treatments were extended until a target
temperature of 5 ºC lower than the medium (water-air) heating temperature was reached, thus,
holding temperature stage did not exist and the treatments only considered the heating one. The
heating kinetics of the ham treated in both water and air heating media were mathematically
described by means of a heat conduction model. Once the heating finalized, the textural changes
of ham (hardness and elastic behavior) were evaluated. The experiments showed that power
ultrasound application sped up the heat transfer, significantly (p<0.05) shortening the heating time
and increasing the apparent thermal diffusivity up to 51 and 37% for water and air heat treatments,
respectively. For the thermal treatments using water, the increase in temperature during the
heating brought about a lower ultrasonic intensification (the apparent thermal diffusivity was
increased by 51% at 40 ºC compared to the 21% at 50 ºC). On the contrary, in experiments with
air, the higher the temperature, the greater the ultrasonic enhancement (the apparent thermal
diffusivity was increased by 5% at 40 ºC compared to the 38% at 50 ºC). The effect of the
ultrasound application decreased as the air velocity increased, being minimal when the air velocity
was the highest (the apparent thermal diffusivity was increased by 21% at 1 m/s compared to the
5% at 6 m/s). As regards the changes in the textural properties of ham after the mild thermal
treatments at short times, an increase in hardness and elastic behavior was observed.
Finally, the texture correction in dry-cured ham with different levels of pastiness was
tackled. For this purpose, vacuum-packed dry-cured ham slices with high, medium and no
pastiness were heated in a liquid medium at 40 and 50 ºC for a longer time (5 h, including heating and holding stages) than heating experiments, with and without the assistance of power ultrasound
during the heating phase. The texture (hardness, elastic behavior and adhesiveness) and the
microstructure of the ham was evaluated in both treated and control samples. After the mild
thermal treatments, the texture of ham was improved since the hardness was increased (102%)
and the viscous behavior diminished (11%). On average, the increase of hardness at 50 ºC was
159% higher than at 40 ºC, while the decrease of the viscous behavior was 13.5% larger at 50 ºC
compared to 40 ºC. The ham adhesiveness was also enhanced independently of the treatment
temperature, with a 55% reduction being observed. The application of power ultrasound during
the heating phase did not involve any additional textural change. Likewise, after the thermal
treatments, the microstructure of hams with pastiness notably changed, experiencing a severe
shrinkage of the myofibrils, which contributed to explain the reported textural changes.
In conclusion, pastiness is a relevant and highly complex textural defect in dry-cured ham.
The use of contact ultrasound and the measurement of the ultrasonic attenuation could be
considered a potential technology to non-destructively detect and characterize pastiness in sliced
dry-cured ham. Future work should focus on extending this approach to identify pasty whole
hams, considering for this purpose the use of air-coupled ultrasound. Moreover, the use of mild
thermal treatments in liquid or gas media could be a feasible method to correct the defective
texture of dry-cured hams and the application of power ultrasound during the heating phase could
be a relevant means of speeding up the thermal treatments. / [ES] El jamón curado es un producto muy apreciado por los consumidores, sin embargo,
existen numerosos parámetros relacionados con el procesado, así como factores intrínsecos del
jamón, que comprometen su calidad final. Uno de los principales problemas de calidad del jamón
curado es la aparición de defectos de textura, concretamente, el desarrollo de pastosidad. Este
defecto se caracteriza por una textura excesivamente blanda y un comportamiento menos elástico
del jamón. A nivel sensorial, provoca una sensación de recubrimiento en boca similar a la
masticación de una pasta de harina y agua. La pastosidad también dificulta el loncheado y
promueve la adhesividad entre lonchas. Actualmente, los métodos disponibles para caracterizar
la pastosidad requieren mucho tiempo y son destructivos. Por esta razón, la búsqueda de
tecnologías más rápidas y no destructivas capaces de detectar la pastosidad es de gran
importancia. En este sentido, distintas tecnologías como espectroscopía de infrarrojo cercano,
rayos-X o ultrasonidos, que han sido ensayadas previamente para la caracterización no destructiva
de diferentes productos cárnicos, podrían ser de interés para la detección de pastosidad en jamón.
Diferentes alternativas, como el uso de altas presiones hidrostáticas (HHP) o la aplicación
de tratamientos térmicos de larga duración a baja temperatura (LTLT) al final del proceso de
elaboración del jamón, han sido abordadas previamente para la corrección de pastosidad en jamón
curado. Sin embargo, el elevado coste y el largo tiempo requerido para los tratamientos HHP y
LTLT, respectivamente, pone de manifiesto la necesidad de encontrar alternativas con un coste
moderado y más rápidas.
En este contexto, los principales objetivos de esta tesis fueron determinar la viabilidad de
la utilización de ultrasonidos de baja intensidad para detectar de manera no destructiva la
aparición de pastosidad durante el proceso de elaboración de jamón curado y caracterizar el nivel
de pastosidad en el producto final, así como explorar la viabilidad de tratamientos térmicos
moderados asistidos por ultrasonidos de alta intensidad para corregir dicho defecto de textura.
Para cumplir el objetivo de caracterizar y corregir el defecto de pastosidad en jamón, se
diseñó y se llevó a cabo un proceso de elaboración para obtener jamones con distintos niveles de
pastosidad sin diferencias considerables del contenido en sal. Durante el procesado, se abordó la
viabilidad de utilizar ultrasonidos por contacto para monitorizar la aparición de la pastosidad. Así,
la velocidad ultrasónica se midió en el jamón fresco, al final de las etapas de salado y postsalado,
3 veces durante el secado-maduración y una vez terminado el proceso de elaboración. Al final del
procesado, también se evaluó el nivel de pastosidad (alto, medio y sin pastosidad) en el jamón loncheado por un panel experto. A medida que avanzó el proceso de elaboración, se observó un
aumento progresivo de la velocidad ultrasónica, de 1536 m/s en jamón fresco hasta 1713 m/s en
jamón curado. Sin embargo, el aumento en la velocidad ultrasónica no se relacionó con el defecto
de pastosidad, probablemente porque los cambios de textura del jamón vinculados con la
pastosidad fueron enmascarados por la gran influencia de los cambios composicionales (ganancia
de sal y pérdida de humedad) en la velocidad ultrasónica. Así, la velocidad ultrasónica no fue un
parámetro útil para detectar la aparición de pastosidad en jamón durante su procesado ni para
clasificar los jamones según su nivel de pastosidad al final del procesado.
Los ultrasonidos por contacto también se utilizaron para monitorizar los cambios
composicionales y texturales que tienen lugar a lo largo de la etapa de postsalado del jamón. Para
ello, se saló otro lote de jamones y se evaluaron distintos tiempos de postsalado, desde 7 hasta 56
días. Durante el postsalado, los jamones se pesaron y se midió su velocidad ultrasónica cada 2
días. Cada 7 días de postsalado, se analizó destructivamente la composición y las propiedades
texturales de un jamón. La pérdida de peso de los jamones durante la etapa de postsalado fue
descrita satisfactoriamente (r=0.95) por el aumento de la velocidad ultrasónica. Además, la
distribución de sal y la pérdida de humedad en el interior del jamón se relacionaron de forma
satisfactoria (r=0.93 y r=0.86, respectivamente) con el aumento de la velocidad ultrasónica. La
variación en la dureza del jamón durante el postsalado fue no significativa y, por ello, el aumento
de la velocidad ultrasónica se atribuyó principalmente a los cambios de composición, siendo
apenas afectada por los cambios de textura.
Los jamones obtenidos con distintos niveles de pastosidad después del proceso de
elaboración, se cortaron y se midió la velocidad y la atenuación ultrasónica del músculo Biceps
femoris con el objetivo de averiguar de forma no destructiva su nivel de pastosidad. Además, con
el fin de analizar mejor este defecto de textura, se analizaron el índice de proteólisis, la
microestructura, la textura instrumental y la composición de los jamones. Las muestras pastosas
presentaron el índice de proteólisis más alto (38.7% comparado con el 33.1% de los jamones no
pastosos), mostraron la degradación estructural más relevante (estructuras miofibrilares
fusionadas y aparición de grandes huecos) y, en consecuencia, fueron las más blandas (5.4 N de
dureza en comparación con los 16.7 N de los jamones no pastosos) y presentaron el
comportamiento viscoso más intenso (0.434 comparado con el 0.372 de los jamones no pastosos),
aunque se encontró una gran variabilidad experimental. La evaluación no destructiva llevada a
cabo mediante ultrasonidos reveló que la atenuación ultrasónica se podría aplicar con éxito para
la clasificación de las lonchas de jamón curado según su nivel de pastosidad. Así, cuanto mayor
fue la pastosidad, mayor fue la atenuación ultrasónica, siendo el coeficiente de atenuación
promedio de las muestras con alta, media y sin pastosidad de 48.2, 45.4 y 43.1 Np/m,
respectivamente. Sin embargo, la velocidad ultrasónica fue muy similar en todas las muestras de jamón, independientemente de su nivel de pastosidad. Como se observó en los jamones enteros,
la velocidad ultrasónica no fue un parámetro útil para cuantificar el defecto de pastosidad en
jamón loncheado, ya que la gran influencia de la composición en la velocidad ultrasónica sumada
al contenido similar de sal y humedad de las muestras, independientemente de su nivel de
pastosidad, dio lugar a una velocidad similar en todos los niveles de pastosidad.
Se desarrollaron dos técnicas de ultrasonidos acoplados por aire, tanto en modo
transmisión-recepción como en pulso-eco, para caracterizar la textura de jamón curado. El
carácter no invasivo de los ultrasonidos acoplados por aire permite llevar a cabo medidas sin
contacto, facilitando su aplicación a nivel industrial en comparación con las técnicas ultrasónicas
convencionales, ya que pueden realizarse medidas a mayor velocidad, sin alterar la superficie del
material y evitando la contaminación cruzada entre alimentos.
En cuanto a las medidas de corrección de defectos texturales en jamón curado, se
evaluaron tratamientos térmicos moderados en dos medios de calentamiento diferentes (agua y
aire). Además, se consideró la viabilidad de intensificar dichos tratamientos mediante la
aplicación de ultrasonidos de alta intensidad (o de potencia). Para ello, se calentaron lonchas de
jamón curado comercial envasadas al vacío en medio líquido, con y sin la aplicación de
ultrasonidos, a diferentes temperaturas (40, 45 y 50 ºC), midiendo la temperatura en los músculos
Biceps femoris y Semimembranosus. Respecto a los tratamientos en aire, se utilizaron cilindros
de jamón curado comercial envasado al vacío. En el primer set de experimentos, el jamón se
calentó a velocidad de aire constante (2 m/s) a diferentes temperaturas (40, 45 y 50 ºC); mientras
que, en el segundo experimento, el jamón se calentó a temperatura de aire constante (50 ºC) a
distintas velocidades (1, 2, 3, 4 y 6 m/s). En los dos sets, los tratamientos se llevaron a cabo con
y sin la aplicación de ultrasonidos de potencia, midiendo la temperatura en el centro del cilindro.
Los tratamientos térmicos se prolongaron hasta alcanzar la temperatura objetivo, definida como
5 ºC por debajo de la temperatura del medio de calentamiento (agua o aire). Así, no se llevó a
cabo una fase de mantenimiento de la temperatura y sólo se consideró la fase de calentamiento de
los tratamientos térmicos. Las cinéticas de calentamiento del jamón tratado tanto en agua como
en aire se describieron matemáticamente considerando que la transferencia de calor estuvo
únicamente controlada por conducción. Una vez finalizado el calentamiento, se evaluaron los
cambios texturales del jamón (dureza y comportamiento elástico). Los experimentos mostraron
que la aplicación de ultrasonidos de potencia aceleró la transferencia de calor, reduciendo
significativamente (p<0.05) el tiempo de calentamiento y aumentando la difusividad térmica
aparente hasta un 51 y 37% en los tratamientos térmicos en agua y aire, respectivamente. En el
caso de los tratamientos térmicos en agua, el aumento de la temperatura durante el calentamiento
provocó una intensificación ultrasónica menor (la difusividad térmica aparente aumentó un 51%
a 40 ºC comparado con el 21% a 50 ºC). Por el contrario, en las experiencias en aire, cuanto mayor fue la temperatura, más efectiva fue la aplicación de los ultrasonidos (la difusividad térmica
aparente incrementó un 5% a 40 ºC comparado con el 38% a 50 ºC). El efecto de la aplicación de
los ultrasonidos disminuyó con el aumento de la velocidad del aire, siendo mínimo con la
velocidad de aire más alta ensayada (la difusividad térmica aparente aumentó un 21% a 1 m/s
comparado con el 5% a 6 m/s). En cuanto a los cambios de las propiedades texturales del jamón
después de los tratamientos térmicos moderados limitados a la fase de calentamiento, se observó
un aumento en su dureza y en su comportamiento elástico.
Por último, se abordó la corrección de textura en jamón curado con distintos niveles de
pastosidad. Para ello, se calentaron lonchas de jamón con alta, media y sin pastosidad envasadas
al vacío en medio líquido a 40 y 50 ºC durante tiempos más largos (5 h, incluyendo las fases de
calentamiento y mantenimiento) que en las experiencias sólo de calentamiento, con y sin la
aplicación de ultrasonidos de potencia únicamente durante la fase de calentamiento. La textura
(dureza, comportamiento elástico y adhesividad) y la microestructura del jamón se evaluaron
tanto en las muestras tratadas como en las control. Después de los tratamientos térmicos
moderados, la textura del jamón se vio mejorada puesto que su dureza aumentó (102%) y su
comportamiento viscoso disminuyó (11%). En promedio, el aumento de la dureza a 50 ºC fue un
159% mayor que a 40 ºC, mientras que la disminución del comportamiento viscoso fue un 13.5%
mayor a 50 ºC que a 40 ºC. La adhesividad del jamón también se vio disminuida,
independientemente de la temperatura de tratamiento, observándose una reducción media del
55%. La aplicación de ultrasonidos de potencia durante la fase de calentamiento no implicó
ningún cambio textural adicional. Asimismo, después de los tratamientos térmicos, la
microestructura de los jamones con alta pastosidad cambió notablemente, experimentando una
severa contracción de las miofibrillas, lo cual contribuyó a explicar los cambios de textura
mencionados.
En conclusión, la pastosidad es un defecto textural relevante y muy complejo en jamón
curado. El uso de ultrasonidos por contacto y la medida de la atenuación ultrasónica podría
considerarse a nivel industrial para detectar y caracterizar de forma no destructiva la pastosidad
en lonchas de jamón curado. Futuros trabajos deberían estar orientados a la aplicación de esta
tecnología para la identificación de jamones pastosos enteros, considerando para ello el uso de
ultrasonidos acoplados por aire. Además, el uso de tratamientos térmicos moderados en medio
líquido o gaseoso podría ser un método viable para corregir la textura defectuosa de jamones
curados y la aplicación de ultrasonidos de potencia durante la fase de calentamiento podría
considerarse para acelerar los tratamientos térmicos. / [CA] El pernil curat és un producte molt apreciat pels consumidors, no obstant això, existeixen
nombrosos paràmetres relacionats amb el processament, així com factors intrínsecs del pernil,
que comprometen la seua qualitat final. Un dels principals problemes de qualitat del pernil curat
és l'aparició de defectes de textura, concretament, el desenvolupament de pastositat. Aquest
defecte es caracteritza per una excessiva blanor i una pèrdua del comportament elàstic del pernil.
A nivell sensorial, provoca una sensació de recobriment en boca similar a la masticació d'una
pasta de farina i aigua. La pastositat també dificulta el tallat i promou l'adhesivitat entre rodanxes.
Actualment, els mètodes disponibles per a mesurar la pastositat requereixen molt de temps i són
destructius. Per aquesta raó, la cerca de tecnologies més ràpides i no destructives capaces de
detectar la pastositat és de gran importància. En aquest sentit, diferents tecnologies com
espectroscòpia d'infraroig pròxim, raigs-X o ultrasons, que han sigut assajades prèviament per a
la caracterització no destructiva de diferents productes carnis, podrien ser d'interés per a la
detecció de pastositat en pernil.
Diferents alternatives, com l'ús d'altes pressions hidroestàtiques (HHP) o l'aplicació de
tractaments tèrmics de llarga duració a baixa temperatura (LTLT) al final del procés d'elaboració
del pernil, han sigut abordades prèviament per a la correcció de pastositat en pernil curat. No
obstant això, l'elevat cost i el llarg temps requerit per als tractaments HHP i LTLT,
respectivament, posa de manifest la necessitat de trobar alternatives amb un cost moderat i més
ràpides.
En aquest context, els principals objectius d'aquesta tesi van ser determinar la viabilitat
de la utilització dels ultrasons de baixa intensità per a detectar de manera no destructiva l'aparició
de pastositat durant el procés d’elaboració de pernil curat i caracteritzar el nivell de pastositat en
el producte final, així com explorar la viabilitat de tractaments tèrmics moderats assistits per
ultrasons d’alta intensitat per a corregir aquest defecte de textura.
Per a complir l'objectiu de caracteritzar i corregir el defecte de pastositat en pernil, es va
dissenyar i es va dur a terme un procés d'elaboració configurat per a obtindre pernils amb diferents
nivells de pastositat sense diferències considerables del contingut en sal. Durant el processament,
es va abordar la viabilitat d'utilitzar ultrasons per contacte per a monitorar l'aparició de pastositat.
La velocitat ultrasònica es va mesurar en el pernil fresc, al final de les etapes de salat i postsalat,
3 vegades durant l'assecat-maduració i una vegada acabat el procés d'elaboració. Al final del
processament, el nivell de pastositat (alta, mitjana i sense pastositat) també es va avaluar per un panell expert. A mesura que va avançar el procés d'elaboració, es va trobar un augment progressiu
de la velocitat ultrasònica, anant des de 1536 m/s en pernil fresc fins a 1713 m/s en pernil curat.
No obstant això, l'augment en la velocitat ultrasònica no es va relacionar amb el defecte de
pastositat, probablement perquè els canvis de textura del pernil vinculats amb la pastositat van ser
emmascarats per la gran influència dels canvis composicionals (guany de sal i pèrdua d'humitat)
en la velocitat ultrasònica. Així, la velocitat ultrasònica no va ser un paràmetre efectiu per a
detectar l'aparició de pastositat en pernil durant el seu processament ni per a classificar els pernils
segons el seu nivell de pastositat al final del processament.
Els ultrasons per contacte també es van utilitzar per a monitorar els canvis composicionals
i texturals que tenen lloc al llarg de l'etapa de postsalat del pernil. Per a això, es va salar un altre
lot de pernils i es van avaluar diferents temps de postsalat, des de 7 fins a 56 dies. Durant el
postsalat, els pernils es van pesar i es va mesurar la seua velocitat ultrasònica cada 2 dies. Cada 7
dies de postsalat, es van analitzar destructivament la composició i les propietats texturals d'un
pernil diferent. La pèrdua de pes dels pernils durant l'etapa de postsalat va ser descrita
satisfactòriament (r=0.95) per l'augment de la velocitat ultrasònica. A més, la distribució de sal i
la pèrdua d'humitat a l'interior del pernil es van relacionar de manera satisfactòria (r=0.93 i r=0.86,
respectivament) amb l'augment de la velocitat ultrasònica. La variació en la duresa del pernil
durant el postsalat va ser mínima i, per això, l'augment de la velocitat ultrasònica es va atribuir
principalment als canvis de composició, sent a penes afectada pels canvis de textura.
Els pernils obtinguts després del procés d'elaboració configurat per a obtindre pernils amb
diferents nivells de pastositat, es van tallar i es va mesurar la velocitat i l'atenuació ultrasònica del
múscul Biceps femoris amb l'objectiu d'esbrinar de forma no destructiva el seu nivell de pastositat.
A més, amb la finalitat d'analitzar millor aquest defecte de textura, es van analitzar la composició,
la degradació proteica, la textura instrumental i la microestructura dels pernils. Les mostres
pastoses van presentar l'índex de proteòlisis més alt (38.7% comparat amb el 33.1% dels pernils
no pastosos), van mostrar la degradació estructural més rellevant (estructures miofibrilars
fusionades i aparició de grans buits) i, en conseqüència, van ser les més blanes (5.4 N de duresa
en comparació amb els 16.7 N dels pernils no pastosos) i van presentar el comportament viscós
més intens (0.434 comparat amb el 0.372 dels pernils no pastosos), encara que es va trobar una
gran variabilitat experimental. L'avaluació no destructiva duta a terme mitjançant ultrasons va
revelar que l'atenuació ultrasònica es podria aplicar amb èxit per a la classificació de les rodanxes
de pernil curat segons el seu nivell de pastositat. Així, com més gran va ser la pastositat, major
va ser l'atenuació ultrasònica, sent el coeficient d'atenuació mitjà de les mostres amb alta, mitjana
i sense pastositat 48.2, 45.4 i 43.1 Np/m, respectivament. No obstant això, la velocitat ultrasònica
va ser molt similar en totes les mostres de pernil, independentment del seu nivell de pastositat.
Com es va observar en els pernils sencers, la velocitat ultrasònica no va ser un paràmetre satisfactori per a detectar el defecte de pastositat en pernil tallat a rodanxes, ja que la gran
influència de la composició en la velocitat ultrasònica sumada al contingut similar de sal i humitat
de les mostres, independentment del seu nivell de pastositat, va donar lloc a una velocitat similar
en tots els nivells de pastositat.
Es van desenvolupar dues tècniques d'ultrasons acoblats per aire, tant en manera
transmissió-recepció com en pols-eco, per a caracteritzar la textura de pernil curat. El caràcter no
invasiu dels ultrasons acoblats per aire permet dur a terme mesures sense contacte, facilitant la
seua aplicació a nivell industrial en comparació amb les tècniques ultrasòniques convencionals,
ja que poden realitzar-se mesures a major velocitat, sense alterar la superfície del material i evitant
la contaminació creuada entre aliments.
Quant a les mesures de correcció de defectes texturals en pernil curat, es van avaluar
tractaments tèrmics moderats en dos medis de calfament diferents (aigua i aire). A més, es va
considerar la viabilitat d'intensificar aquests tractaments mitjançant l'aplicació d'ultrasons de
potència. Per a això, es van calfar rodanxes de pernil curat comercial envasades al buit en medi
líquid, amb i sense l'aplicació d'ultrasons, a diferents temperatures (40, 45 i 50 °C), mesurant la
temperatura en els músculs Biceps femoris i Semimembranosus. Respecte als tractaments en aire,
es van utilitzar cilindres de pernil curat comercial envasat al buit. En el primer set d'experiments,
el pernil es va calfar a velocitat d'aire constant (2 m/s) fins que es van aconseguir diferents
temperatures (40, 45 i 50 °C). Mentre que, en el segon, el pernil es va calfar a temperatura d'aire
constant (50 °C) a diferents velocitats (1, 2, 3, 4 i 6 m/s). En els dos sets, els tractaments es van
dur a terme amb i sense l'aplicació d'ultrasons de potència, mesurant la temperatura en el centre
del cilindre. Els tractaments tèrmics es van prolongar fins a aconseguir la temperatura objectiu,
definida 5 °C per davall de la temperatura del medi de calfament (aigua o aire); així, no es va dur
a terme una fase de manteniment de la temperatura i només es va considerar la fase de calfament
dels tractaments tèrmics. Les cinètiques de calfament del pernil tractat tant en aigua com en aire
es van descriure matemàticament mitjançant un model de conducció de calor. Una vegada
finalitzat el calfament, es van avaluar els canvis texturals del pernil (duresa i comportament
elàstic). Els experiments van mostrar que l'aplicació d'ultrasons de potència va accelerar la
transferència de calor, reduint significativament (p<0.05) el temps de calfament i augmentant la
difusivitat tèrmica aparent fins a un 51 i 37% en els tractaments tèrmics en aigua i aire,
respectivament. En el cas dels tractaments tèrmics en aigua, l'augment de la temperatura durant
el calfament va provocar una intensificació ultrasònica menor (la difusivitat tèrmica aparent va
augmentar un 51% a 40 °C comparat amb el 21% a 50 °C). Per contra, en les experiències en aire,
com més alta va ser la temperatura, més efectiva va ser l'aplicació dels ultrasons (la difusivitat
tèrmica aparent va incrementar un 5% a 40 °C comparat amb el 38% a 50 °C). L'efecte de
l'aplicació dels ultrasons va disminuir amb l'augment de la velocitat de l'aire, sent mínim amb la velocitat d'aire més alta assajada (la difusivitat tèrmica aparent va augmentar un 21% a 1 m/s
comparat amb el 5% a 6 m/s). Quant als canvis de les propietats texturals del pernil després dels
tractaments tèrmics moderats a temps curts, es va observar un augment en la seua duresa i en el
seu comportament elàstic.
Finalment, es va abordar la correcció de textura en pernil curat amb diferents nivells de
pastositat. Per a això, es van calfar rodanxes de pernil amb alta, mitjana i sense pastositat
envasades al buit en medi líquid a 40 i 50 °C durant temps més llargs (5 h, incloent les fases de
calfament i manteniment) que en les experiències només de calfament, amb i sense l'aplicació
d'ultrasons de potència durant la fase de calfament. La textura (duresa, comportament elàstic i
adhesivitat) i la microestructura del pernil es van avaluar tant en les mostres tractades com en les
control. Després dels tractaments tèrmics moderats, la textura del pernil es va veure millorada
perquè la seua duresa va augmentar (102%) i el seu comportament viscós va disminuir (11%). En
mitjana, l'augment de la duresa a 50 °C va ser un 159% major que a 40 °C, mentre que la
disminució del comportament viscós va ser un 13.5% major a 50 °C que a 40 °C. L'adhesivitat
del pernil també es va veure disminuïda, independentment de la temperatura de tractament,
observant-se una reducció del 55%. L'aplicació d'ultrasons de potència durant la fase de calfament
no va implicar cap canvi textural addicional. Així mateix, després dels tractaments tèrmics, la
microestructura dels pernils amb alta pastositat va canviar notablement, experimentant una severa
contracció de les miofibrilles, el que va contribuir a explicar els canvis de textura esmentats.
En conclusió, la pastositat és un defecte de textura rellevant i molt complex en pernil
curat. L'ús d'ultrasons per contacte i la mesura de l'atenuació ultrasònica podria considerar-se una
tecnologia potencial per a detectar i caracteritzar de forma no destructiva la pastositat en rodanxes
de pernil curat. Futurs treballs haurien d'estar orientats a l'aplicació d'aquesta tecnologia per a la
identificació de pernils pastosos sencers, considerant per a això l'ús d'ultrasons acoblats per aire.
A més, l'ús de tractaments tèrmics moderats en medi líquid o gasós podria ser un mètode viable
per a corregir la textura defectuosa de pernils curats i l'aplicació d'ultrasons de potència durant la
fase de calfament podria ser una forma rellevant d'accelerar els tractaments tèrmics. / Gracias a la Universitat Politècnica de València por concederme la beca para realizar mis estudios de
doctorado, así como a los proyectos de investigación en los que he participado (RTA2013-00030-C03-02 y RTA2017-00024-C04-03) / Contreras Ruiz, M. (2020). Use of ultrasound for the characterization and correction of textural defects in dry-cured ham [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/153142 / TESIS / Compendio
| Identifer | oai:union.ndltd.org:upv.es/oai:riunet.upv.es:10251/153142 |
| Date | 26 October 2020 |
| Creators | Contreras Ruiz, Marina |
| Contributors | Benedito Fort, José Javier, García Pérez, José Vicente, Universitat Politècnica de València. Instituto Universitario de Ingeniería de Alimentos para el Desarrollo - Institut Universitari d'Enginyeria d'Aliments per al Desenvolupament, Universitat Politècnica de València |
| Publisher | Universitat Politècnica de València |
| Source Sets | Universitat Politècnica de València |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, info:eu-repo/semantics/acceptedVersion |
| Rights | http://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | info:eu-repo/grantAgreement/UPV//RTA2013-00030- C03-02/, info:eu-repo/grantAgreement/UPV//RTA2017-00024-C04-03/ |
Page generated in 0.0089 seconds