^{Ángel Francés, Marcia Oliveira, Avelino Álvarez-Ordóñez y Mercedes López*
Departamento de Higiene y Tecnología de los Alimentos. Instituto de Ciencia y Tecnología de los Alimentos. Universidad de León. España
*Correspondencia: Mercedes López Fernández Teléfono: + 34 987 291 183
E-mail: mmlopf@unileon.es}

RESUMEN

La aplicación de un tratamiento de plasma atmosférico no térmico (PANT) previo a la deshidratación de los alimentos no solo puede acortar marcadamente el tiempo de secado y reducir el consumo energético, sino que también puede generar productos con mejores atributos de calidad. La reducción del tiempo de deshidratación parece que está relacionada con las modificaciones físicas y químicas superficiales originadas en los alimentos por las especies químicas generadas durante la ionización de los gases, traduciéndose en una mejora de su permeabilidad que facilitaría la eliminación de la humedad. Esta tecnología, si bien todavía está en desarrollo, ofrece un prometedor potencial de aplicación en la industria alimentaria.

INTRODUCCIÓN

La deshidratación es un método de conservación de alimentos ampliamente utilizado en la actualidad por la industria alimentaria y, probablemente, uno de los más antiguos puestos a punto por el hombre cuando éste aprendió a cultivar la tierra y criar animales (Miraei Ashtiani et al., 2020). Esta técnica consiste en la eliminación de la mayor parte del contenido de agua de los alimentos, por evaporación mediante la aplicación de calor, hasta alcanzar valores suficientemente bajos de actividad del agua capaces de inhibir el desarrollo microbiano y las reacciones enzimáticas y bioquímicas de alteración, lo que permite no sólo prolongar la vida útil de los alimentos, sino también facilitar su almacenamiento, transporte y distribución mediante la disminución del volumen y el peso del producto (Bao et al., 2022).

Aunque existen diferentes técnicas convencionales que permiten reducir el contenido de agua de los alimentos, la más comúnmente empleada a nivel industrial es la deshidratación por aire caliente, debido a su bajo coste de inversión y de operación, versatilidad y facilidad de uso (Du et al., 2024). Sin embargo, alcanzar el valor de humedad deseado requiere de un tiempo de procesado prolongado (generalmente entre 1 y 7 horas, dependiendo de la temperatura, el contenido de humedad y la estructura del producto), así como de la utilización de elevadas temperaturas externas, lo que conlleva un elevado gasto energético, la pérdida de fitoquímicos y nutrientes esenciales, así como la obtención de un producto desecado con una porosidad y rehidratación reducidas (Obajemihi et al., 2022; Du et al., 2024).

Por ello, en estos últimos años se ha realizado un importante esfuerzo investigador en la puesta a punto de técnicas de pretratamiento previas a la deshidratación que permitan acelerar la velocidad de secado y/o reducir la temperatura del proceso y, por tanto, disminuir significativamente el consumo energético y mejorar tanto el valor nutritivo como las propiedades organolépticas y funcionales de los productos. En este sentido, el empleo de pretratamientos convencionales, que, generalmente, incluyen el escaldado, con agua caliente o vapor, y la utilización de soluciones hiperosmóticas o alcalinas, entre otras, aunque ha logrado efectos positivos en el proceso al reducir el tiempo de secado y mejorar la calidad del producto obtenido, también puede provocar la pérdida de nutrientes solubles y causar problemas de seguridad alimentaria debido a la presencia, en los productos desecados, de residuos químicos (Zhou et al., 2020; Bassey et al., 2021; Bao et al., 2022). Otro problema que plantean estas estrategias es la generación de aguas residuales que contienen sólidos orgánicos y sales corrosivas, lo que supone costes adicionales para los productores.

Por ello, en estos últimos años se están evaluando diversas técnicas físicas no térmicas, incluyendo los ultrasonidos (Romero y Yépez, 2015; Bozkir et al., 2019; Bao et al., 2021, 2022) y los pulsos eléctricos de alto voltaje (Alam et al., 2018; Ostermeier et al., 2018; Du et al., 2024), como métodos de pretratamiento alternativos para la deshidratación convencional de diversas frutas y hortalizas, habiéndose comprobado que su aplicación es capaz de reducir marcadamente el tiempo de secado con aire caliente de moras, caquis, cebollas, chirivía y azufaifo, rindiendo, además, productos con mejores atributos de calidad. Asimismo, existen varios estudios recientemente publicados en los que también se evidencia que el pretratamiento con plasma atmosférico no térmico (PANT) resulta una estrategia eficaz, por su capacidad de modificar las células y tejidos, aumentando, así, la permeabilidad, la eliminación de humedad e, incluso, la liberación de componentes intracelulares.

La tecnología del PANT consiste en la utilización de gases excitados, que se obtienen tras la exposición de un gas, a temperatura ambiente y presión atmosférica, a una descarga eléctrica, lo que provoca fenómenos de ionización, disociación y excitación de sus átomos y moléculas. En consecuencia, el PANT está compuesto, además de por fotones UV, por electrones, iones, radicales libres, por moléculas y átomos en estado excitado, incluyendo especies reactivas de oxígeno y nitrógeno, como nitrato, nitrito, peróxido de hidrógeno, ozono, superóxido, radicales hidroxilo, oxígeno singlete, oxígeno atómico, óxido nítrico o dióxido de nitrógeno (Figura 1), que son fundamentales para sus aplicaciones en la industria alimentaria. En concreto, estas especies químicas reactivas son capaces de inducir modificaciones físicas y químicas, principalmente en la superficie de los alimentos, mejorando la permeabilidad y facilitando la eliminación de la humedad en el proceso de deshidratación. Este enfoque no solo reduce el tiempo de secado, sino que también contribuye en el mantenimiento del valor nutritivo y las propiedades organolépticas y funcionales de los alimentos. Además, esta tecnología ofrece una serie de ventajas, como su gran efectividad a temperatura ambiente, bajo consumo energético y mínimo impacto medioambiental (Figura 2). Por todo ello, este enfoque ha suscitado un gran interés en la comunidad científica.

APLICACIONES RECIENTES DEL PRETRATAMIENTO CON PLASMA ATMOSFÉRICO NO TÉRMICO EN LA DESHIDRATACIÓN

Diversos grupos de investigación han demostrado que el pretratamiento con PANT, de diversos alimentos de origen vegetal, resulta una estrategia eficaz para reducir, posteriormente, el tiempo de secado de un proceso de deshidratación con aire caliente y, además, mejorar las propiedades nutricionales y organolépticas de los productos resultantes (Figura 3).

De hecho, la efectividad de esta estrategia se observó por primera vez en 2019 en la deshidratación de uvas (Huang et al., 2019) y pimientos (Zhang et al., 2019). Así, Huang et al. (2019) pusieron de manifiesto que la exposición de uvas blancas a la acción del plasma, al desintegrar la cutícula cerosa superficial, era capaz de mejorar eficazmente la difusión de la humedad y, en consecuencia, acortar el tiempo de secado en la producción de pasas. De hecho, estos autores describieron que el tiempo requerido para alcanzar el grado de humedad final deseado en un proceso de deshidratación convencional (en unas condiciones de humedad relativa inferior al 30 % y aire a 70 ºC con una velocidad de flujo de 5 m/s) se redujo en un 20 % al exponer las uvas previamente a la acción de un PANT generado a partir de aire, a un flujo de 40 L/minuto, con un equipo de chorro de plasma a una potencia de 500 W y una frecuencia de 25 kHz. Además, los investigadores también comprobaron que, aunque la apariencia, el color y la textura de las pasas tratadas con plasma fueron similares a las de las no tratadas y tratadas químicamente (en una solución mixta de NaOH al 0,5 % y oleato de etilo al 2 % durante 30 segundos a 80 °C), presentaron, por el contrario, una mayor concentración de compuestos fenólicos y sustancias antioxidantes, concluyendo que el PANT sería la mejor alternativa al pretratamiento químico, comúnmente utilizado en la actualidad en el secado de uvas.

Estos resultados fueron posteriormente confirmados por Miraei Ashtiani et al. (2020) al comprobar que, una exposición de las uvas, durante tiempos comprendidos entre 10 y 60 segundos, a un pretratamiento con PANT (generado a partir de aire circulando a una velocidad de 10 L/min e ionizado con una descarga de arco a 300 W, 27 kV y 50 Hz) fue capaz de reducir, en el subsecuente proceso de deshidratación con aire caliente (a 60 ºC y un flujo de 1,5 m/s), no sólo el tiempo de secado sino también el consumo de energía, hasta en un 26 %. Además, el pretratamiento mejoró la calidad de las pasas. Concretamente, éstas presentaron un contenido más elevado de fenoles totales, una mayor actividad antioxidante y una superior retención de vitamina C, que resultó de hasta un 30,5 %, 62,3 % y 168,7 %, respectivamente, en comparación con las uvas no tratadas con PANT.

Asimismo, Zhang et al. (2019) evidenciaron el gran potencial que presenta la aplicación de esta tecnología en el secado de pimientos, un producto que resulta también difícil de deshidratar ya que la superficie más externa está cubierta con una capa de cera epicuticular que dificulta la transferencia de humedad. Estos autores pusieron de manifiesto que el tratamiento de estos frutos, durante un tiempo tan corto como 30 segundos, con plasma no térmico, generado a partir de aire a un flujo de 3 L/min y unas condiciones de descarga eléctrica de 750 W y 20 kHz, permitió reducir de 6 a 5 horas el proceso de deshidratación (aire a 70 ºC y un flujo de 6 m/s). Además, los autores pudieron observar que, aunque el pretratamiento con PANT no provocó cambios significativos en el color, mejoró la retención del contenido de pigmento rojo y la actividad antioxidante de las muestras.

Resultados en la misma línea se han descrito en estudios posteriores para otros productos. Por ejemplo, se ha señalado que el PANT resulta una técnica muy eficaz para aumentar la velocidad de secado del “tucumã” (una fruta originaria de la región amazónica de Brasil, especialmente común en el estado de Pará) cuando se deshidrata con aire caliente a una velocidad de 0,5 m/s (Loureiro et al., 2021). Así, se ha observado que un tratamiento previo, durante 10 minutos, de la pulpa de esta fruta con un plasma de aire generado con un equipo de descarga de barrera dieléctrica (DBD) empleando un voltaje de 20 kV y distintas frecuencias de descarga (200, 500 y 800 Hz) mostraba, en el posterior proceso de secado, un aumento de la difusividad del agua, hasta en un 437%, lo que permitió acortar el tiempo de secado, hasta en un 60%, mejorar la capacidad de rehidratación del producto y reducir los efectos originados por la temperatura sobre la calidad nutricional de la “tucumã” seca. En este sentido, el pretratamiento con PANT, independientemente de la frecuencia de excitación utilizada, aumentó el contenido tanto de compuestos fenólicos totales como de sustancias antioxidantes y, excepto al emplear la frecuencia de 500 Hz, también el de β-caroteno.

Asimismo, se ha observado que la exposición previa de las bayas de goji, durante 30 segundos a la acción de un PANT obtenido a partir de aire, con una velocidad de flujo de 3 L/min, utilizando para su ionización una potencia de 750 W y una frecuencia de 20 kHz, redujo a la mitad el tiempo necesario para su deshidratación con aire caliente, a 65 ºC y a una velocidad de 3 m/s (Zhou et al., 2020). A pesar de que las bayas desecadas tratadas presentaron, en comparación con las no tratadas, un menor contenido en compuestos fenólicos y flavonoides totales, exhibieron, por el contrario, un mejor color y una mayor capacidad de rehidratación. Estos resultados han sido recientemente confirmados por Du et al. (2024) para estos frutos utilizando otras condiciones de generación y aplicación de esta tecnología. Así, estos autores observaron que el pretratamiento de las bayas, durante 1 minuto, con un plasma de aire (obtenido a un flujo de 10 L/min y empleado un voltaje y una frecuencia de descarga eléctrica de 18,8 kV y 5 KHz, respectivamente, con un equipo de chorro de plasma) previamente a su deshidratación, utilizando aire caliente (65 ºC) a una velocidad de 3 m/s y con una humedad relativa del 30 %, fue capaz de acortar el tiempo de secado en un 34 % y disminuir el consumo de energía en un 30 %. Además, la exposición previa a la acción del PANT dio lugar a productos deshidratados que presentaban, en comparación con los no tratados, no sólo un mejor color sino también una mejor retención de nutrientes esenciales, incluyendo vitamina C, carotenoides y polisacáridos, que fue atribuido a la capacidad del pretratamiento de reducir la actividad de dos enzimas, la peroxidasa y la polifenoloxidasa, así como el tiempo de secado.

También se ha señalado en varias ocasiones que el PANT puede resultar un pretratamiento eficaz en la deshidratación de la azufaifa, una fruta con una apariencia muy similar a la aceituna, también conocida como “dátil rojo” (Bao et al., 2021; Bao et al., 2022). Se ha comprobado, por ejemplo, que su exposición, durante 1 minuto, a la acción de un plasma de aire, generado con una potencia, voltaje y frecuencia de descarga de 650 W, 5 kV y 40 Hz, respectivamente, permitía, en el posterior proceso de deshidratación, llevado a cabo con aire a 70 ºC, reducir en un 12 % el tiempo requerido para alcanzar el grado de humedad deseado (25 %) y obtener un producto desecado con una mejor capacidad antioxidante (un 11 %), un mayor contenido de vitamina C (un 29 %), así como de fenoles (un 12 %), flavonoides (un 10 %) y procianidinas (un 8,5 %) totales, y un menor contenido de 5-hidroximetilfurfural (un 15 %) (Bao et al., 2022).

Igualmente, se ha evidenciado el gran potencial que presenta la aplicación del plasma en la desecación de las flores de azafrán (Crocus sativus Linnaeus), una de las especias más caras y valiosas del mundo, que se utiliza en la industria alimentaria principalmente como colorante y aromatizante. Así, Tabibian et al. (2020) demostraron que la aplicación de un pretratamiento de 30 segundos con un plasma no térmico, obtenido en condiciones atmosféricas, con una descarga de arco con una potencia, voltaje y frecuencia de excitación de 1 kW, 8 kV y 50 Hz, respectivamente, permitía, durante el posterior secado, con aire caliente (60 °C, 1,5 m/s, humedad relativa 35 %), de los estigmas de las flores de la especia reducir, no sólo el tiempo de secado, en un 30 %, sino también el consumo de energía, en un 27 %. Además, las muestras desecadas con el pretratamiento presentaron, en comparación con las no tratadas, niveles significativamente más elevados de crocina (12,3 %), picrocrocina (19,3 %), compuestos fenólicos (11,3 %) y actividad antioxidante (1,8 %), así como mejores propiedades sensoriales, color, sabor y aroma, que son los principales atributos de calidad del azafrán.

De acuerdo con los resultados publicados por Shishir et al. (2020), el pretratamiento con PANT también resulta un enfoque innovador y eficaz para acelerar el proceso de secado y, en consecuencia, reducir el consumo de energía y mantener mejor los compuestos bioactivos de la seta “shiitake” (Lentinus edodes), el segundo hongo comestible más cultivado en el mundo, representando, aproximadamente, el 25 % de la producción mundial de hongos. Los autores citados, al evaluar el efecto ejercido por una exposición de las setas, durante 1 minuto, a la acción de un plasma de aire, generado con una descarga de barrera dieléctrica a 650 W, sobre el posterior proceso de deshidratación con aire a una velocidad de flujo de 1,18 m/s y utilizando 3 temperaturas diferentes (50, 60 y 70 ºC), pudieron comprobar que, independientemente de las condiciones de secado aplicadas, el pretratamiento permitía reducir el tiempo de secado (entre un 18 y un 20 %) y el consumo de energía (entre un 17 y un 19 %), así como incrementar la retención de los compuestos fenólicos, flavonoides y actividad antioxidante, hasta en 4,8, 2,8 y 1,5 veces, respectivamente.

Finalmente, también se ha observado que la exposición de semillas de comino, durante un tiempo tan corto como 15 segundos, a la acción de un plasma de nitrógeno, generado en un equipo de descarga de barrera dieléctrica aplicando unas condiciones de potencia, frecuencia y voltaje de descarga de 300 W, 10 kHz y 6,2 kV, aunque mejoró su subsecuente deshidratación llevada a cabo a temperaturas comprendidas entre 30 y 40 ºC, tan sólo permitió acortar el tiempo del proceso entre un 8,4 y 9,9 % (Namjoo et al., 2022). Esta baja efectividad del pretratamiento con PANT en el secado de estas semillas, en comparación con la señalada anteriormente para otros productos, podría estar relacionada, al menos en parte, por la propia morfología y composición de las muestras, rígidas y con una superficie especialmente dura. Sin embargo, los autores comprobaron que el efecto positivo conseguido con el pretratamiento con plasma podía potenciarse cuando el secado se llevó a cabo asistido con ultrasonidos, lográndose reducir el tiempo del proceso en un 46,7 % y el consumo de energía en un 39,5 %.

MECANISMO DEL PRETRATAMIENTO CON PLASMA ATMOSFÉRICO NO TÉRMICO EN LA MEJORA DE LA DESHIDRATACIÓN

Aunque en los últimos años numerosos investigadores han realizado importantes esfuerzos para descubrir el mecanismo mediante el cual el pretratamiento con PANT acelera la deshidratación de los alimentos y, en consecuencia, la eficiencia de la utilización de energía y la calidad de los productos resultantes, lo cierto es que éste aún no se conoce con precisión. No obstante, parece existir un acuerdo unánime en que las especies químicas reactivas generadas en el plasma, al interaccionar con los alimentos, inducen una serie de modificaciones físicas y químicas que resultan clave en el proceso (Bai et al., 2025). Así, estas especies químicas pueden modificar la microestructura superficial del alimento, lo que mejoraría la permeabilidad y permitiría una deshidratación más eficiente. Además, el plasma puede romper enlaces químicos y facilitar la eliminación de la humedad al aumentar la actividad de los procesos de transferencia de masa.

En este sentido, se ha descrito en numerosas ocasiones la capacidad de los tratamientos con PANT para alterar la integridad de la pared celular epidérmica, probablemente debido a la interacción de las especies reactivas de oxígeno y de nitrógeno con la superficie de los sustratos, provocando la degradación oxidativa de diversos componentes clave que conforman esta estructura (Bai et al., 2025). Asimismo, se ha señalado que los electrones e iones presentes en el plasma son capaces de romper enlaces entre los polímeros de la pared celular, lo que resultaría, a su vez, en una reducción de la resistencia de la pared y la creación de un mayor número de cavidades y espacios intracelulares (Namjoo et al., 2022). Además, la capa epidérmica superficial podría sufrir un fenómeno de erosión mecánica debido al impacto de las partículas energéticas presentes en el plasma, como los electrones y los átomos excitados, o a las tensiones electrostáticas originadas por la acumulación de cargas en determinadas áreas superficiales (Bai et al., 2024), modificando aún más la microestructura de la epidermis.

En cualquier caso, la existencia de daños en la microestructura superficial de los alimentos expuestos a la acción del PANT ha sido puesta de manifiesto repetidamente por métodos directos e indirectos. Las imágenes obtenidas en diversos estudios de microscopía electrónica (Huang et al., 2019; Miraei Ashtiania et al., 2020; Tabibian et al., 2020; Zhou et al., 2020; Bao et al., 2021; Loureiro et al., 2021; Namjoo et al., 2022; Bai et al., 2025) han permitido observar distintas modificaciones morfológicas superficiales en los tejidos vegetales tras los tratamientos, incluyendo la ruptura parcial de la cutícula, deformación celular, aparición de superficies rugosas y la creación de poros y fisuras, que actuarían como canales adicionales para el transporte de humedad.

Como se indica en el estudio de Huang et al. (2019), el tratamiento con plasma indujo el desarrollo de microporos y microfisuras en la epidermis de las uvas, concluyendo los autores que el nivel, o simplemente la intensidad, de destrucción de esta estructura es el factor que determina en mayor medida la eficacia de un pretratamiento acelerador de la deshidratación. Resultados similares han sido descritos en los trabajos llevados a cabo con rodajas de azufaifo (Bao et al., 2021) y de ajo (Bai et al., 2024), “tucumã” (Loureiro et al., 2021), bayas de goji (Zhou et al., 2020), estigmas de las flores de azafrán (Tabibian et al., 2020), semillas de comino (Namjoo et al., 2022) o guisantes (Bai et al., 2025). Sin embargo, en el estudio sobre pimientos se evidenció que, dependiendo del tiempo de exposición al PANT, el tratamiento puede mejorar la velocidad de secado, pero un aumento adicional de este parámetro puede provocar un endurecimiento de la superficie y, en consecuencia, tener un efecto perjudicial sobre el secado (Zhang et al., 2019).

La existencia de daños en los materiales tratados con PANT se ha puesto de manifiesto, asimismo, indirectamente, determinando cambios en sus propiedades superficiales, incluyendo un aumento de su hidrofilicidad. Así, se ha comprobado, tras medir el ángulo de contacto del agua en la superficie de las bayas “Haskap” (Lonicera japonica), un tipo de baya, muy similar a los arándanos, cultivada comercialmente en América del Norte, Polonia, Rusia, China y Japón (Li et al., 2023), que el valor de este parámetro experimenta una disminución significativa tras la exposición del sustrato a la acción del PANT. Concretamente, el valor inicial, de 66 º, se redujo a 30 º, lo que indica un aumento en la hidrofilia superficial de estas bayas como resultado del tratamiento. De forma similar, tras el procesado de uvas con un plasma de aire, el valor del ángulo de contacto del agua superficial fue del orden de un 40 % inferior en comparación al que exhibían las frutas no tratadas (Huang et al., 2019). Este comportamiento implica, según los autores, la desintegración de la cutícula cerosa superficial de la uva y, por lo tanto, una mayor humectabilidad y permeabilidad a un disolvente polar, como el agua. El mecanismo subyacente al incremento de la hidrofilicidad superficial en los sustratos tratados con PANT parece estar asociado con la capacidad de las especies químicas reactivas para inducir la formación de grupos funcionales hidrofílicos, como grupos amino, carbonato, amida o carboxilo, en la superficie del material (Karunanithi et al., 2024), contribuyendo, asimismo, su actividad en la degradación de las ceras de la cutícula hidrofóbica y en la formación de fisuras y depresiones superficiales (Loureiro et al., 2021; Li et al., 2023; Karunanithi et al., 2024; Bai et al., 2025).

Es de destacar, finalmente, que también se ha señalado que los tratamientos por PANT podrían afectar la microestructura interna de los sustratos, principalmente de forma indirecta, como consecuencia de los cambios superficiales experimentados. En este contexto, en el estudio llevado a cabo por Zhou et al. (2020) se evaluó, a nivel ultraestructural, el efecto ejercido por el PANT en las células de las bayas de goji, pudiéndose comprobar, mediante técnicas de microscopía electrónica de transmisión, que el tratamiento originaba una degradación de orgánulos, como las mitocondrias, una pérdida de la lámina media, una reducción del espesor de la pared celular y un aumento de la permeabilidad, lo que facilitaría la liberación y difusión de la humedad.

En resumen, aunque por el momento el mecanismo mediante el cual el pretratamiento con PANT acelera la subsecuente deshidratación de los alimentos no se conoce en su totalidad, es probable que esté relacionado con una acción simultánea de los diversos componentes que conforman el plasma. Por otra parte, tampoco se conoce la contribución relativa que cada especie química reactiva individual ejerce en su efectividad.

FACTORES QUE DETERMINAN LA EFECTIVIDAD DEL PRETRATAMIENTO CON PLASMA ATMOSFÉRICO NO TÉRMICO EN LA MEJORA DE LA DESHIDRATACIÓN

A pesar de que son muy limitados los estudios orientados a evaluar el impacto de diversos factores sobre la eficacia del PANT en la posterior deshidratación de los alimentos utilizando aire caliente, los datos disponibles sugieren que ciertos parámetros relacionados con la generación (frecuencia de excitación) y aplicación (tiempo de tratamiento, distancia existente entre el punto de generación del plasma y el sustrato) de esta tecnología desempeñan un papel clave en los resultados obtenidos.

Así, Loureiro et al. (2021) al evaluar el efecto que sobre la deshidratación del “tucumã” ejercía un pretratamiento, durante 10 minutos, con un plasma de aire generado utilizando diferentes frecuencias de excitación (200, 500 y 800 Hz), pudieron observar que, con la utilización de 200 y 800 Hz se conseguían las mayores velocidades de secado, acortando el tiempo del proceso en un 61 % y en un 55 %, respectivamente, frente al 22 % logrado con 500 Hz, lo que fue atribuido a una mayor transferencia de humedad, posiblemente favorecida por la formación de cavidades superficiales más grandes, evidenciadas con técnicas de microscopía electrónica. Además, los productos desecados obtenidos con una frecuencia de 200 Hz presentaron mejor capacidad de rehidratación. En cuanto a la calidad nutricional de la “tucumã” seca, la aplicación del pretratamiento, independientemente de la frecuencia utilizada, redujo los niveles de carotenoides, aunque los generados con las frecuencias más altas empleadas, conservaron mejor los compuestos fenólicos.

Aunque en la mayoría de los artículos publicados que evalúan el efecto del pretratamiento con PANT en la posterior eficacia de la deshidratación con aire caliente se ha mantenido constante la distancia existente entre la fuente de plasma y el sustrato vegetal, recientemente se ha puesto de manifiesto que este parámetro ejerce un marcado efecto, habiéndose comprobado que, a medida que esta separación aumentó (de 1 a 3 cm), la velocidad de secado de las uvas disminuyó, fenómeno que fue atribuido a la pérdida de alguna de las especies reactivas del plasma (Huang et al., 2019). De hecho, los autores observaron que las pasas presentaban unas fisuras que resultaron más profundas y rugosas cuanto más cerca del punto de generación del plasma eran colocadas las frutas durante el tratamiento con PANT.

De forma similar a la distancia existente entre el punto de generación de PANT y el material vegetal, la mayor parte de los trabajos publicados se han llevado a cabo tras un tiempo determinado de pretratamiento. Sin embargo, a partir de aquellos encaminados a evaluar la influencia que este parámetro ejerce en la posterior eficacia de la deshidratación (Tabibian et al., 2020; Zhou et al., 2020; Bao et al., 2021; Namjoo et al., 22022) se extraen resultados aparentemente contradictorios. Mientras que algunos autores han encontrado que un aumento del tiempo de pretratamiento mejora la eficiencia, otros han observado el efecto contrario, no faltando investigadores que detectan la existencia de un valor óptimo para este parámetro. Así, en el estudio llevado a cabo por Tabibian et al. (2020) al evaluar el efecto que diferentes tiempos de pretratamiento (15, 30, 45 y 60 segundos) con PANT ejercía sobre el tiempo de deshidratación y el consumo de energía durante el secado con aire caliente (60 °C; 1,5 m/s) de los estigmas de las flores del azafrán, se comprobó que ambos parámetros disminuían progresivamente con el tiempo de exposición al plasma. No obstante, los productos obtenidos tras un pretratamiento de 30 segundos exhibieron los mejores atributos de calidad, especialmente color, sabor y gusto, así como con una mayor actividad antioxidante y concentración de compuestos fenólicos. Por su parte, Zhou et al. (2020).

también comprobaron que un aumento del tiempo de exposición de las bayas de goji, de 15 a 30 segundos, a un plasma de aire permitió, en comparación con los frutos no tratados, acortar aún más el tiempo requerido para su deshidratación (llevada a cabo con aire a 65 ºC y a un flujo de 3 m/s), del 36 % al 50 %. Sin embargo, la aplicación de tiempos de tratamiento más prolongados (45 y 60 segundos) no mejoraron la efectividad. Asimismo, estos autores observaron que, aunque la capacidad de reconstitución del producto desecado no estuvo determinada por el tiempo de exposición, la mayor retención de polifenoles y flavonoides totales la presentaron las bayas previamente pretratadas durante 30 y 45 segundos, respectivamente. Sin embargo, Namjoo et al. (2022) evidenciaron que un incremento del tiempo de pretratamiento, de 15 a 30 segundos, con un plasma de nitrógeno no permitió acortar aún más el tiempo de deshidratación de las semillas de comino, independientemente de la temperatura utilizada en el proceso (40, 45 y 50 ºC), aunque dio lugar a un material más denso y con una superficie compactada, lo que resultó en una menor retención del color. Por el contrario, Bao et al. (2021) comprobaron que si bien un tratamiento previo de plasma de aire aplicado a rodajas de azufaifo, durante 15 segundos en cada lado, previamente a la deshidratación, realizada tanto a 60 como a 70 ºC, permitió aumentar la velocidad de difusión del agua en comparación con la observada para las muestras no tratadas, este efecto no se observó tras la aplicación de tiempos más prolongados (de 30 y 60 s en cada lado).

Estos aparentes desacuerdos en relación con la influencia del tiempo de tratamiento son probablemente debidos a la gran variabilidad en las condiciones experimentales utilizadas en todos estos trabajos, incluyendo, entre otros, la composición y propiedades de los alimentos vegetales tratados, equipos y parámetros utilizados para la generación y aplicación del plasma e, incluso, las características empleadas para la posterior deshidratación.

CONCLUSIÓN

A pesar de los prometedores resultados observados, la deshidratación de los alimentos asistida por plasma atmosférico no térmico aún se encuentra en una etapa temprana de investigación y desarrollo, siendo necesario abordar diferentes desafíos para su implementación en la industria alimentaria, entre los que se incluyen la optimización de las condiciones de generación y aplicación del plasma, así como el escalado de la tecnología a las necesidades comerciales.