Use of ultrasound for the characterization and correction of textural defects in dry-cured ham

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

Estudio de parámetros de calidad de manzana deshidratada mediante secado a baja temperatura asist asistido con ultrasonidos

[ES] El secado convectivo a baja temperatura representa una alternativa a la liofilización, pero es un proceso extremadamente lento. Una opción novedosa para mejorar la velocidad del proceso es la aplicación de ultrasonidos de potencia. En este trabajo, se estudió la influencia de la aplicación de ultrasonidos de potencia durante el secado a baja temperatura de manzana en la calidad del producto deshidratado. Las experiencias de secado se realizaron a 2 m/s, a 10 y -10ᵒC, sin (0W) y con aplicación de ultrasonidos a distintas potencias (25, 50 y 75W). Las cinéticas de secado se modelizaron con un modelo difusivo. Finalmente, se estudió la capacidad de rehidratación del producto y la textura de las muestras rehidratadas, así como el contenido en compuestos fenólicos total y la capacidad antioxidante. La aplicación de ultrasonidos de potencia aceleró el proceso de secado, con reducciones del tiempo de secado de hasta 81.5%, al mejorar el transporte difusivo. Además, cuanto mayor fue la potencia acústica aplicada, mayor fue la velocidad de secado. En cuanto a la capacidad de rehidratación, las muestras deshidratadas a -10ᵒC rehidrataron más y a una velocidad más elevada, adquiriendo una textura más blanda. No se observó ninguna influencia de la aplicación de ultrasonidos en la rehidratación ni en la textura. La capacidad antioxidante y el contenido en compuestos fenólicos total de la manzana deshidratada no se vieron afectados por las distintas condiciones de secado ensayadas. Por lo tanto, la aplicación de ultrasonidos de potencia no implicó una reducción de calidad de la manzana deshidratada.[EN] Low-temperature drying represents an alternative to freeze-drying, but it is considered an extremely slow process. A novel strategy to improve the process rate is the application of power ultrasound. In this work, the influence of power ultrasound application in low-temperature drying of apple was addressed in order to assess how it affects the quality of the dehydrated product. Drying experiments were carried out at 2 m/s, at 10 and -10ᵒC, without (0W) and with ultrasound application at different acoustic powers (25, 50 y 75W). The drying kinetics were mathematically described from a diffusion model. Finally, the rehydration capacity and the rehydrated product’s texture were determined, as well as the antioxidant capacity and the total phenolic content. The application of power ultrasound sped up the drying process, with drying time reductions of up to 81.5%, by improving diffusion transport. In addition, the higher the acoustic power applied, the faster the drying. With regard to the rehydration capacity, samples dried at -10°C rehydrated more and faster than those dried at 10°C and achieved a softer texture. Ultrasound application affected neither rehydration nor texture. Antioxidant capacity and total phenolic content of the dehydrated apple were not affected by the different drying conditions tested. Therefore, power ultrasound application did not involve the reduction of dehydrated apple quality.Contreras Ruiz, M. (2014). Estudio de parámetros de calidad de manzana deshidratada mediante secado a baja temperatura asist asistido con ultrasonidos. http://hdl.handle.net/10251/39992.Archivo delegad

Desarrollo de un sistema automático de caracterización ultrasónica de alimentos. Aplicación a la monitorización del proceso de elaboración del jamón curado

[ES] El control automático de procesos supone una gran ventaja para la industria agroalimentaria puesto que permite conocer la evolución de la composición o la estructura de un producto a lo largo de un proceso. Por ello, en este trabajo se llevó a cabo el desarrollo de un sistema automático de caracterización ultrasónica de alimentos y su posterior aplicación al proceso de elaboración de jamón curado. El sistema desarrollado registra los cambios que sufre la onda ultrasónica al atravesar el alimento y que posteriormente, se pueden relacionar con la composición o estructura del alimento. Los principales componentes del sistema ultrasónico son: generador-receptor, transductores emisor y receptor, osciloscopio, ordenador y cilindro de posicionamiento. El sistema permite posicionar de forma automática el transductor emisor realizando un acople adecuado con el alimento. El sistema desarrollado se utilizó en la monitorización de las primeras etapas de la elaboración de jamón curado. El parámetro ultrasónico utilizado para la caracterización fue la velocidad de los ultrasonidos, la cual fue medida en los jamones frescos, después del salado (4, 6, 8 y 11 días), después del reposo y durante el secado-maduración. Los resultados mostraron que a mayor tiempo de salado, mayor es la velocidad de los ultrasonidos. Además, a medida que transcurrió el proceso de elaboración se incrementó la velocidad ultrasónica debido, entre otros factores, al descenso del contenido en agua. Así, las medidas ultrasónicas realizadas con el sistema desarrollado podrían ser utilizadas a nivel industrial para monitorizar el proceso de elaboración de jamón curado de forma no destructiva, rápida y económica.[EN] Automatic process control represents a great advantage for the food industry since it contributes to assess the composition or structure of a product throughout a process. Therefore, this work aims to develop an automatic system for the ultrasonic characterization of foodstuffs and its further application for monitoring dry-cured ham processing. The developed system computes the changes suffered by the ultrasonic wave when passing through the foodstuff and subsequently, these changes can be linked to food composition or structure. The main components of the ultrasonic system are: pulser-receiver, emitter and receiver transducers, oscilloscope, computer and positioning cylinder. The system allows positioning automatically the emitter transducer with an adequate coupling with the food. The developed system was used to monitor the early stages of the drycured ham processing. The ultrasonic parameter used for the characterization was the ultrasound velocity, which was measured in raw hams, after salting (4, 6, 8 and 11 days), after post-salting and during dryingcuring. The experimental results showed that the longer the salting time, the higher the ultrasound velocity. In addition, an increase of the ultrasonic velocity was found during ham processing due to mainly the water content decrease. Thus, the ultrasonic measurements carried out with the developed system could be used in the industry to monitor the dry-cured ham processing in a nondestructive, fast and economical way.[CA] El control automàtic de processos suposa un gran avantatge per a la indústria agroalimentària ja que permet conèixer l’evolució de la composició o l’estructura d’un producte al llarg d’un procés. Per això, en aquest treball es va dur a terme el desenvolupament d’un sistema automàtic de caracterització ultrasònica d’aliments i la seua posterior aplicació al procés d’elaboració de pernil curat. El sistema desenvolupat registra els canvis que patix l’onda ultrasònica en travessar l’aliment i que posteriorment, es poden relacionar amb la composició o estructura de l’aliment. Els principals components del sistema ultrasònic són: generador-receptor, transductors emissor i receptor, oscil·loscopi, ordinador i cilindre de posicionament. El sistema permet posicionar de forma automàtica el transductor emissor realitzant un acoble adequat amb l’aliment. El sistema desenvolupat es va utilitzar en el monitoratge de les primeres etapes de l’elaboració de pernil curat. El paràmetre ultrasònic utilitzat per a la caracterització va ser la velocitat dels ultrasons, la qual va ser mesurada en els pernils frescos, després del salat (4, 6, 8 i 11 dies), després del repòs i durant l’assecament-maduració. Els resultats van mostrar que a major temps de salat, major és la velocitat del ultrasons. A més, a mesura que va transcórrer el procés d‘elaboració es va incrementar la velocitat ultrasónica degut, entre altres, al descens del contingut en aigua. Així, les mesures ultrasòniques realitzades amb el sistema desenvolupat podrien ser utilitzades a escala industrial per a monitoritzar el procés d’elaboració de pernil curat de forma no destructiva, ràpida i econòmicaContreras Ruiz, M. (2015). DESARROLLO DE UN SISTEMA AUTOMÁTICO DE CARACTERIZACIÓN ULTRASÓNICA DE ALIMENTOS. APLICACIÓN A LA MONITORIZACIÓN DEL PROCESO DE ELABORACIÓN DEL JAMÓN CURADO. http://hdl.handle.net/10251/56542.TFG

Intensification of heat transfer during mild thermal treatment of dry-cured ham by using airborne ultrasound

[EN] The application of power ultrasound (PuS) could be used as a novel technology with which to intensify thermal treatments using hot air. Mild thermal treatments have been applied to improve the soft texture of dry-cured ham caused by defective processing. In this regard, the aim of this study was to assess the kinetic intensification linked to the application of airborne PuS in the mild thermal treatment using hot air of dry-cured ham. For this purpose, vacuum packed cylindrical samples (2.52±0.11cm in diameter and 1.90±0.14cm in height) of dry-cured ham were heated using hot air at different temperatures (40, 45, 50°C) and air velocities (1, 2, 3, 4, 6m/s) with (22.3kHz, 50W) and without PuS application. Heat transfer was analyzed by considering that it was entirely controlled by conduction and the apparent thermal diffusivity was identified by fitting the model to the heating kinetics. The obtained results revealed that PuS application sped up the heat transfer, showing an increase in the apparent thermal diffusivity (up to 37%). The improvement in the apparent thermal diffusivity produced by PuS application was greater at high temperatures (50°C) but negligible at high air velocities (6m/s). Heating caused an increase in the hardness and elasticity of dry-cured ham, which would correct ham pastiness defects, while the influence of PuS on such textural parameters was negligible.The authors acknowledge financial support from the "Spanish Ministerio de Economia y Competitividad (MINECO), the Institute Nacional de Investigacion y Tecnologia Agraria y Alimentaria (INIA)" in Spain, the European Regional Development Fund (ERDF 2014-2020) (Project RTA2013-00030-C03-02) and the PhD grant of M. Contreras from the Universitat Politecnica de Valencia (Ref 2447 FPI-Programe 1-2015).Contreras-Ruiz, M.; Benedito Fort, JJ.; Bon Corbín, J.; Garcia-Perez, J. (2018). Intensification of heat transfer during mild thermal treatment of dry-cured ham by using airborne ultrasound. Ultrasonics Sonochemistry. 41:206-212. https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2017.09.019S2062124

Accelerated mild heating of dry-cured ham by applying power ultrasound in a liquid medium

[EN] Mild thermal treatments could be considered a feasible technique with which to improve the texture of dry-cured ham. This study explores the feasibility of using power ultrasound (PuS) to intensify heat transfer during the mild thermal treatment of dry-cured ham immersed in a liquid medium. For that purpose, a temperature controlled ultrasonic bath was used to avoid the water temperature rise due to cavitation during ultrasonic application, which could mask the actual effect of ultrasound in heat transport mechanisms. Experiments were carried out using dry-cured ham slices (thickness 2 cm), which were heated at different temperatures (40, 45, 50 degrees C) with (PuS) and without (conventional mechanical stirring, CV) ultrasonic assistance. Temperature was monitored in the two main muscles of the ham (Biceps lemons and Semimembranosus) and in different positions of the slice. A model that considered heat transfer entirely controlled by conduction was chosen for describing heating kinetics and quantify the influence of temperature and ultrasonic application in the apparent thermal diffusivity. The heat conduction model proposed was adequate to describe both CV and PuS heating kinetics (VAR > 98.6%). Ultrasound application sped up the heat transfer by increasing the apparent thermal diffusivity up to 51%, but the higher the temperature, the lower the ultrasonic intensification. The apparent thermal diffusivities identified for the slices were satisfactorily validated (VAR > 98.4%) in independent experiments with ham cylinders. Therefore, PuS could be considered as an effective technology for the purposes of accelerating the heat transfer, thus shortening the heating time of dry-cured ham slices immersed in a liquid medium.The authors acknowledge the financial support from the "Spanish Ministerio de Economia y Competitividad (MINECO), Instituto Nacional de Investigation y Tecnologia Agraria y Alimentaria (INIA)" in Spain, the European Regional Development Fund (ERDF 2014-2020) (Project RTA2013-00030-C03-02) and the PhD grant of M. Contreras from Universitat Politecnica de Valencia.Contreras-Ruiz, M.; Benedito Fort, JJ.; Bon Corbín, J.; Garcia-Perez, J. (2018). Accelerated mild heating of dry-cured ham by applying power ultrasound in a liquid medium. Innovative Food Science & Emerging Technologies. 50:94-101. https://doi.org/10.1016/j.ifset.2018.10.010S941015

Review of Spanish Discard information of megrim (Lepidorhombus whiffiagonis) in ICES Sub-areas VI , VII and Div. VIIIabd

Trawlers Spanish discards obtained on board commercial vessels in Sub-areas VI and VII in 1988, 1989, 1994, 1999-200-2004 are present to: 1. Validate the discard estimation of megrim onboard comparing length distribution of retained fish on board with landed fishes. 2. Compare estimation megrim discarded following two methodologies: primary sampling unit as hauls or as fishing trips. Examine possible modification on discards estimations in years where results obtained by different methods were relevant. 3. Analyse possible differences in discard patter along the sampled perio

Phosphorylation-independent activation of the atypical response regulator NblR

Cyanobacteria respond to environmental stress conditions by adjusting their photosynthesis machinery. In Synechococcus sp. PCC 7942, phycobilisome degradation and other acclimation responses after nutrient or high-light stress require activation by the orphan response regulator NblR, a member of the OmpR/PhoB family. Although NblR contains a putative phosphorylatable residue (Asp57), it lacks other conserved residues required to chelate the Mg2+ necessary for aspartic acid phosphorylation or to transduce the phosphorylation signal. In close agreement with these features, NblR was not phosphorylated in vitro by the low-molecular-mass phosphate donor acetyl phosphate and mutation of Asp57 to Ala had no impact on previously characterized NblR functions in Synechococcus. On the other hand, in vitro and in vivo assays show that the default state of NblR is monomeric, suggesting that, despite input differences, NblR activation could involve the same general mechanism of activation by dimerization present in known members of the OmpR/PhoB family. Structural and functional data indicate that the receiver domain of NblR shares similarities with other phosphorylation-independent response regulators such as FrzS and HP1043. To acknowledge the peculiarities of these atypical ‘two-component’ regulators with phosphorylation-independent signal transduction mechanisms, we propose the term PIARR, standing for phosphorylation-independent activation of response regulator.This work was supported by the Ministerio de Educación y Ciencia (grants BFU2006-12424 to A.C. and BIO2005-00153 to A. M.) and the Generalitat Valenciana (grant ACOMP06/083 to A.C.)

Exergetic model of secondary successions for plant communities in Arid Chaco (Argentina)

Ecosystems are open systems where energy fluxes produce modifications over plant communities. According to the state and transition model, plant formations are defined by changes in natural conditions and disturbs. Based on these changes, it is possible to define vectors that show the tendencies of the communities towards other states. Within the subregion of Arid Chaco, mature communities of Aspidosperma quebracho blanco represent the quasistable equilibrium communities or “climax,” similar to that observed in the Chancaní Natural Reserve (Córdoba, Argentina). Biodiversity values and Lyapunov coefficients were calculated based on plant abundance and cover data. Lyapunov coefficients were calculated as the Euclidean distance of each site with respect to reference condition (community of Aspidosperma quebracho blanco), representing for each state the necessary exergy to reach the reference condition.When Lyapunov coefficients decrease in time, it is expected for the system to drive towards a quasistationary state; otherwise, the equilibrium is unstable and becomes less resilient. The diversity of species has a significant effect over the resistance to perturbations but equivocal for the recovery rate. Lyapunov coefficients may be more precise succession indicators than biodiversity indexes, representing the amount of exergy needed for a vegetation state to reach the reference condition.publishedVersionFil: Karlin, Marcos Sebastián. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Agropecuarias; Argentina.Fil: Galán, Rodrigo. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Agropecuarias; Argentina.Fil: Contreras, Ana Marina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Agropecuarias; Argentina.Fil: Zapata, Ricardo Miguel. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Agropecuarias; Argentina.Fil: Coirini, Rubén O. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Agropecuarias; Argentina.Fil: Ruiz Posse, Eduardo Juan. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Agropecuarias; Argentina

Preliminary results on Northern hake from the “Spanish Discard Sampling Programme”

The “Spanish Discard Sampling Programme” was started in 1988, however it has not had a continuous implementation in time. Results on Northern hake discard were obtained sampling the Spanish trawl fishery operating in the Northern hake distribution area. Discarding strategy varies between fleets, depending mainly on the target species of the fleet. Differences along the time series were probably due to market changes more than to the abundance of the species. In the years with a higher sampling quality, 2003 and 2004, the total level of Northern hake discard was estimated to be around 5% in weight and between 11-15% in number, respectively. Discards were compounded by ages from 0 to 3, mainly ages 1 and 2