www.ita.wor Ral Bahillo Herrero.3Industrias AgroalimentariasRBH, Tecnologa de los AlimentosETSIIAA. 2 n nd di ic ce e d de e l la aA As si ig gn na at tu ur ra a T Te ec cn no ol lo og g a a d de e l lo os s A Al li im me en nt to os s TEMA 1: INTRODUCCIN. __________________________________ 3 T TE EM MA A 2 2: : T TR RA AT TA AM MI IE EN NT TO OS S P PO OR R C CA AL LO OR R, , G GE EN NE ER RA AL LI ID DA AD DE ES S. . ___ 6 TEMA 3: ESCALDADO Y PASTEURIZACIN. ___________ 12 TEMA 4: ESTERILIZACIN. ___________________________ 20 TEMA 5:EXTRUSIN. ________________________________ 33 TEMA 6:, TOSTADO. __________________________________ 41 TEMA 7:TRATAMIENTOS POR FRIO, REFRIGERACIN ___ 45 TEMA 8: CONGELACIN. ____________________________ 51 www.ita.worldance.net RBH, Tecnologa de los AlimentosETSIIAA. 3 TEMA 1:INTRODUCCIN. Laconservacindeunalimentoconsisteenmantenersuniveldecalidadinicial,en color, forma, sabor, etc. Por lo tanto, habr que luchar contra las alteraciones, internas o externas, que modifican esas condiciones iniciales. Los productos pueden ir evolucionando, al degradarse, por diversas reacciones: +Reacciones qumicasde degradacin. ReaccionesdeMaillard(pardeamientoenzimtico)entreazcaresy protenas,setransformanencompuestosintermediosydespusen polmeros pardos (suelen ser amargos). Desnaturalizacindelasprotenasodeloscidosnucleicos.Se producencambiosenlaestructuraterciariaocuaternariaqueproducen variaciones de textura, caractersticas organolpticas, etc. Modificacindelosalmidones(amilasas,variacindetemperatura...), las propiedades que aportan esos almidones se van a perder (espesantes). Oxidaciones, en las grasas dan lugar a enranciamientos. Muchas de esas oxidaciones suelen ser de origen enzimtico. +Reacciones enzimticas de degradacin. Enzimasderuptura,rompencompuestosmayoreshidrolasas-como sonporejemplolasamilasas(almidn),lasproteasas(protenas),las lipasas (cidos grasos), las glucoxidasas (glcidos). Enzimasoxidasas,queporlogeneralsonmalas.Entreellasestnlas polifenoloxidasas (polifenoles) o las lipoxigenasas (lpidos). +Reaccionesbiolgicas. Lasvanasoportartodoslosproductos,cuandoseunena microorganismosseformanmetabolitos,seproducenreacciones alternantes,algunasdelascualespuedensertxicas,adiferenciadelas anteriores, que solo afectan al aspecto y no son perjudiciales. Se pueden producir tanto en medios aerobios como en anaerobios. www.ita.worldance.net RBH, Tecnologa de los AlimentosETSIIAA. 4 Todas estas reacciones pueden ser empleadas tanto para dirigir/controlar los procesos de fabricacin de determinados productos. FACTORES QUE INFLUYEN EN EL DETERIORO. +El tiempo. Sevaacumplirquecuantomayorseaeltiempodeconservacin,mayorserel deterioro. +Temperatura. Sueleseguirunprocesodedeteriorodecrecimientoexponencial:amayor temperatura,mayordeterioro(siempreconsiderandounatemperaturanormal,entre los0-30C).Unavezsuperadosciertoslmites(porencimaopordebajo)la temperaturaesbeneficiosaporquenossirveparacontrolarelcrecimientoyla eliminacin de microorganismos. +Hidratacin. Incide directamente en las reacciones biolgicas, ya que el agua es el medio en el que losmicroorganismosdesarrollansumetabolismo,luegopodemosdecirqueamayor cantidad de agua se va a producir un mayor deterioro. +Acidez (pH). ElvalordepHqueelproductopresentevaainfluirsobretodoenlasreacciones enzimticas y biolgicas, de tal manera que menor pH produce un menor crecimiento de microorganismos. +Composicin de la atmsfera. Se puede crear una determinada atmsfera en ambientes controlados, si no existe aire (oxgeno)entoncesnosevanaproduciroxidaciones,noseproduceeldesarrollode organismos aerobios, etc.Unacaractersticadelosproductosvegetalesunavezrecogidosesquesiguen respirando; cuando acaban con el oxgeno, la respiracin se detiene. TECNICAS PARA EVITAR ALTERACIONES. Hay tres mtodospara conseguirlo, (en esta asignatura slo veremos los fsicos) +MtodosFsicos. 1.Calentamiento.Todoslostratamientostrmicosvanaeliminarenzimasy microorganismos www.ita.worldance.net RBH, Tecnologa de los AlimentosETSIIAA. 5 2.Enfriamiento.Lostratamientosdecongelacinoderefrigeracinno destruyen los microorganismos pero retrasan o detienen su desarrollo. 3.Desecacin.Laconcentracin,ladeshidratacinolaliofilizacinson tratamientosdeinhibicindelaactividaddelagua(disminuyelaactividad enzimtica) +Mtodos qumicos. 1.Aditivos. 2.Conservantes. 3.CO2 +MtodosMicrobiolgicos. (Fermentacin) www.ita.worldance.net RBH, Tecnologa de los AlimentosETSIIAA. 6 T TE EM MA A 2 2: :T TR RA AT TA AM MI IE EN NT TO OS S P PO OR R C CA AL LO OR R, , G GE EN NE ER RA AL LI ID DA AD DE ES S. . El principal objetivo de todos los tratamientos trmicos es el de asegurar la destruccin de todos los microorganismosvivos que pueden deteriorar la calidad o de perjudicar la salud del consumidor. Cada microorganismo tiene su propia resistencia al calor y aunque a 300 C se les mata atodos,noselepuedeaplicaresttemperaturaalosproductosporlasalteraciones organolpticas que estos sufriran. Lo que se va a intentar es eliminar la mayor parte de los microorganismos sin alterar las demasiado las caractersticas propias al producto. A determinadastemperaturassloseacabaconciertosmicroorganismosperolas caractersticasseconservanmejor.Lasenzimassonbastantesensiblesalcaloryesde los elementos que ms pronto se degradan Paradisearunprocesotrmicohayqueconocerlatermorresistenciadelos microorganismos pertenecientes al producto, la naturaleza del alimento y los parmetros quelevienenasociados(conductividaddelcalor,alteracionesporcalor,velocidadde transmisin de calor...). Todoslostratamientostrmicosenlosqueseapliquenaltastemperaturasytiempos prolongadossevaaproducirunadestruccindemicroorganismosyenzimas.Losque apliquentemperaturasaltasperotiemposcortosconsiguenlomismosalvoquese conservan mucho mejor las caractersticas organolpticas del alimento. Segn lo que se quiera conseguir, el tratamiento ser ms o menos severo. En algunos casoseliminarlafloramicrobianaperosolosuperficialmente,enotroseliminaremos slo los que son perjudiciales para la salud y en otros ser necesario eliminar todos los microorganismos. Ventajas del calor: +Lostratamientosporcalorsepuedencontrolardeformamuyexacta,tantoen duracin como en la temperatura aplicada al producto. +Sedestruyencomponentesantinutricionalesdelalimento(componentesdel alimento que disminuyen la disponibilidad de algunos nutrientes). www.ita.worldance.net RBH, Tecnologa de los AlimentosETSIIAA. 7 CLASIFICACION DE LOS TRATAMIENTOS TERMICOS. 1.Escaldado. En esta operacin no se produce una destruccin fuerte de microorganismos, se realiza con vapor de agua o con agua caliente a una temperatura de unos 85-95C/ 5 minutos. Seaplicaafrutasyverduras(delicadas),elobjetivoesfacilitarprocesosposteriores (por ejemplo, elimina gases por la estructura porosa del tejido vegetal lo cual permite hacer el vaco en una conserva). El escaldado nos va a eliminar todas las enzimas, lo que nos asegura que no se estropeen a corto plazo. Para este proceso se suele reducir el tamao de las piezas. 2.Pasterizacin. Se aplica sobre todo en lquidos. Las temperaturas no suelen sobrepasar los 100 C, los tiempos son ms largos que los del escaldado.El objetivo principal de este proceso es la reduccin de la carga microbiana, eliminamos slolosmicroorganismospatgenos,porloqueaunvanaquedaralgunosenel producto. 3.Esterilizacin. Proceso similar pero realizado a temperaturas superiores (115-120 C /10 minutos), por tanto los alimentos se ven ms alterados que con la pasterizacin (sabores distintos). Se pretende destruir todos los microorganismos, tanto los patgenos como los que pueden afectaralestadodelosalimentos,loquenosproporcionaunavidatildeunos6 meses.Hayquetenercuidadodenoexponerlosproductostratadosalugares contaminados porque el producto se recargara de microbios de nuevo. Dentro de la esterilizacin existe la HTST (Alta Temperatura en Poco Tiempo) 4.UHT (Temperatura Ultra Alta). Temperaturas de 140 Cnos permiten reducir los tiempos de tratamiento de minutos a segundos con la consiguiente mejora en la calidad del producto (manteniendo lo ms posible su nivel de calidad inicial, en color, forma, sabor, etc.). Slo se puede conseguir en lquidos ya que los slidos necesitan ms tiempo para que el calor penetre hasta el interior del producto, y esa a temperatura se quemara. www.ita.worldance.net RBH, Tecnologa de los AlimentosETSIIAA. 8 PENETRACION DEL CALOR. Parasabercuntotiemposehadesometeraunalimentoalcalor,seestudiala velocidad de penetracin del calor del producto en su envase. Ej. Hay microorganismos que aguantan a 105 C ytenemos que saber cul es la parte del envase que tarda ms en alcanzar esa temperatura, para ello emplearemos termopares. Todo esto va a ser funcin dela forma del envase y del alimento que haya dentro. Los envases en los que el calor se transmite por conduccin el punto de calentamiento ms tardo est casi en el centro geomtrico del envase.Laconduccin,comoformanicadetransmisindelcalorsevaaproduciren alimentos slidos ya que el calor se transmite de partcula a partcula, lo cual lo hace ms lento y necesita de un incremento (gradiente) de temperatura entre las partculasparaqueselleveacabo.Tambinvaadependerdelascaractersticasdelos alimentos. En el resto de casos se va a producir una combinacin de conduccin y de conveccin (transmisin de calor por corrientes que se originan en el interior del envasedebido al cambiodedensidaddeloslquidosalcalentarse).Cuantomsliquidoexistamayor transmisin por conveccin va a haber. Hayotrosmtodosdetransmisindelcalorcomosonlasradiaciones,microondas, lser, infrarrojos... FUENTES Y MTODOS DE APLICACIN DEL CALOR. Vanaexistirvariosmtodosperoelprincipalcriteriodeseleccineseldelcoste, tambin est el de la seguridad de las instalaciones, el riesgo de contaminacin de los alimentos y los costes de mantenimiento. Normalmente,loquemsseusaesgasy/ocombustibleslquidosdebidoaquela electricidad es bastante ms cara. La electricidad tiene las ventajas de la seguridad y del control de los procesos. Como combustiblesslidosseemplean la antracita y la madera, tambin se emplean residuos agrcolas aunque en menor proporcin. Los mtodos de calentamiento pueden ser: +Directos. www.ita.worldance.net RBH, Tecnologa de los AlimentosETSIIAA. 9 Elcalorproduceproductosdecombustinencontactoconlosalimentos(carneala parrilla, o en el proceso de tostado de las galletas, en el que los quemadores estn en contacto con las galletas, por ej.) Enestosmtodoslatransmisindelcaloresmssegurayproporcionaunaseriede caractersticas determinadas, pero el producto puede verse contaminado por partculas extraas. Lo ms empleado es el gas porque se quema prcticamente todo l sin dejar apenas residuos, lo que no sucede con combustibles slidos o lquidos. +Indirectos.Sevanaemplearintercambiadoresdecalor.Segeneracalorenunpuntoexternoal readeprocesadoconunprimerintercambiadordecalorydespus,enunsegundo intercambiadordecalor,secalientaelproducto.Sepodrnempleartambin resistencias elctricas o Infrarrojos. EFECTOS DEL CALOR SOBRE LOS MICROORGANISMOS Elcalordesnaturalizalasprotenasylasenzimasquesonvitalesparaelcontroldel metabolismo de los microorganismos por lo que acaban muriendo. Elquesenecesiteunamayoromenortiempoparadestruirlosmicroorganismos depende de su concentracin (su contaminacin). Su disminucin se realiza de forma exponencial. Curva de Destruccin Trmica, TDT:EslacurvaquenosreflejaeltiempoDnecesarioparadestruirel90%delos microorganismosexistentesenunalimento.UnvalorgrandedeDsuponeunagran resistencia al calor. N de microorganismos 1000 100 10 123 D. tiempo (minutos) A temperaturas cada vez mayores, el tiempo de destruccindisminuye.Son potencias de 10 log10www.ita.worldance.net RBH, Tecnologa de los AlimentosETSIIAA. 10 SienfrentamosDconlatemperaturaobtenemoselvalordeZ,incrementodela temperaturanecesarioparadisminuir10veceselvalordeD(esdecir,eltiempo preciso para minorar la carga de microorganismos en un 90 %): N de microorganismos, f (D) 1000 100 10 Temperatura Z Son potencias de 10 log10 Paracaracterizarlaresistenciadeunmicroorganismoodeunaenzimasevana emplear los valores de Z y de D. FACTORES QUE DETERMINAN LA RESISTENCIA AL CALOR DE UN MICROORGANISMO.1.Tipo de organismo (Termfilo, Mesfilo o Sicrfilo). Lascondicionesenlaboratorioyenlaindustriavanaserlasmismasencuantoala condicin del organismo. 2.Factoresde incubacin y crecimiento del microorganismo. Lascondicionesenlaboratorioyenlaindustriavanaserdistintasencuantoaesos factores del medio en el que se van a encontrar. 3.Condiciones durante el tratamiento trmico (pH). Lascondicionesenlaboratorioyenlaindustriavanaserdistintasencuantoaesos factoresdelmedioenelquesevanaencontrar.Porej.Lasbacteriascomoel clostridium,salmonela...vanasoportarpeorlosmedioscidosylaslevaduraslos aguantan mejor. 4.Actividad del agua (humedad de tratamiento).Elcalor hmedo normalmente es ms efectivo que el calor seco. 5.Composicin del alimento. La presencia de grasas, protenas, coloides y sacarosa va a aumentar la resistencia de los microorganismosaladestruccin(aunqueenelcasodelasacarosa,unaalta www.ita.worldance.net RBH, Tecnologa de los AlimentosETSIIAA. 11 concentracintienelapropiedaddeabsorberaguarestandoactividaddelaguaalos organismos) HayalgunosenzimasmuyresistentesapHcidos(enfrutasporejemplo),porloque habr que determinar si van a afectar a los alimentos o bien no merecer la pena aplicar ms calor o ms tiempo de aplicacin para destruirlos. Enfuncindelaresistenciaaplicaremoseltratamientocorrespondiente,enlaprctica secogenmuestrasdelosdiferentesmicroorganismosyrealizamospruebasconellas para ver cuanto tiempo resisten los patgenos ms resistentes. Silogramoseliminarlos,habremoseliminadotambinatodoslosdems(menos resistentes). Los componentes aromticos, las vitaminas y los pigmentos, en un tratamiento trmico, siguenlasmismaspautasquelosmicroorganismosperosusvaloresdeDydeZson ms altos; entonces lo ideal ser aplicar altas temperaturas en poco tiempo. ApartirdelascurvasTDT,podremoselegirlacombinacinTemperatura/Tiempo ptimos(losquesuponganmenorcoste).EstaserlabasedelosprocesosdeUHTy HTST.Enlosalimentosvanaexistircambiosnutricionalesenprotenas,grasas,almidn, aunque a veces pueden llegar a ser beneficiosos (las protenas coagulan gelatinizando o gelificando algunos productos, otras veces se destruyen componentes antinutricionales). www.ita.worldance.net RBH, Tecnologa de los AlimentosETSIIAA. 12 TEMA 3:ESCALDADO Y PASTEURIZACIN. ESCALDADO. Esuntratamientotrmicoempleadoparaladestruccindelaactividadenzimtica.Se emplea en verduras y frutas como paso previo a otros procesos: no constituye un nico mtododeconservacinsinoqueesmsunpretratamientoentrelamateriaprimay lasoperacionesposteriores.Sueleserprevioaesterilizaciones,congelaciny deshidratacin. Enalgunaotraindustria,patatasfritas,tambinhayescaldadoperosufuncineneste casoesladefacilitarlalabordepelado(diferentealadedisminuirlaactividad enzimtica). En algn caso se suele combinar con el pelado o limpieza del producto, no siempre se puede, as se ahorra espacioy energa. OBJETIVOS DEL ESCALDADO. El escaldado se lleva a cabo porque hay procesos en los cuales las temperaturas que se alcanzansoninsuficientesparainactivarlasenzimas.Sinolasdestruimossevana producir alteraciones en los productos. En el caso de las conservas s se alcanzan estas temperaturas y las enzimas quedan inactivadas.Es en el final de los procesos donde los alimentos pueden quedar alterados y, por tanto, la inactivacin deber realizarse durante el procesado. LoquenosmarcalainactivacinsonlosvaloresDyT.Lasenzimasmspeligrosas son las lipoxigenasas, polifenoloxidasas, poligalacturonasas, florofilcasas. Lo normal es tomarcomoreferenciaalaenzimamsresistentealcalor;unavezeliminadasta tendremoslaseguridaddehaberdestruidoalresto.Loquetambinsepuedehaceres medirelvalordelascatalasasyperoxidasas,quesonmsresistentesalcalorquelos microorganismosy ms fcilmenteidentificables.Las funciones del escaldadotambin son las de: +Reducirelnmerodemicroorganismosenlasuperficiedelalimento(asel tratamiento posterior no va a ser tan fuerte). +Ablandamientodetejidos.Enunoscasosvaaserbeneficioso(carnes, guisantes...), pero en otros casos cambia las caractersticas del alimento. +Facilita el llenado de los envases. +Elimina aire en los espacios intercelulares. www.ita.worldance.net RBH, Tecnologa de los AlimentosETSIIAA. 13 TIPOS DE ESCALDADO1.Escaldadores de Vapor. Elalimentopasaatravsdeunaatmsferadevaporsaturado.Retienemejorlos nutrientes. La forma ms sencilla es una cinta transportadora por la que traslada el alimento y por encima hay vapor saturado. tttttttttttt Eltiemposeregulacontrolandolavelocidaddelacinta;lasdimensionesnormales suelen ser 15 m de largo, 1,5 m de ancho y unos 2 m de alto. Suelen ir cerrados para que no haya prdidas de vapor ni haya chorro energtico. No es convenientequehayamuchovapor.Loidealesquetantolasalidacomolaentradase lleve a cabo a travs de vlvulas hidrostticas. Suelen incorporar equipos para reciclar el vapor. Tienenelproblemadequeelcalentamientodelasdistintascapasdelalimentonoes uniforme,comohayquebuscarunacombinacindetiempoytemperaturapara inactivar las enzimas, algunas partes van aquedar ms recalentadas lo que supone una prdidadecaractersticasdelalimento.Paraevitaresteefectoindeseablesepuede aplicarelmtodoIOB,elcualconsisteenrealizarelescaldadoen2etapas,enla primera se calienta una capa muy fina y se mantiene a temperatura constante durante un tiempo;enlasegundafaseesecalorvaallegaratodoelalimentoproduciendola inactivacintotal.Adems,sevaaconseguirunareduccindeloscostesenergticos (sepierdeunadcimapartedelvapor),tambinsereducenlasprdidasdenutrientes porqueelprocesosecaelproductoyalaplicarvaporserecuperalahumedadpor absorcin (un 5% ms que con el mtodo inicial). El equipo necesario suele constar de una cinta elevadora para entrar en la primera fase, elcalorsemantienemientrassemueveconcintastransportadorasyporltimo,para dirigirsealenfriamientoseempleaotracintaelevadora.Poseeunacapacidaddeunos 4500Kg/h.Suretencindenutrientesesmejor(medidaenfuncindelaretencinde cido ascrbico) alcanzando el 75-85% de cido ascrbico. www.ita.worldance.net RBH, Tecnologa de los AlimentosETSIIAA. 14 2.Sistema de Lecho Fluidizado. Consta de una cinta o de una malla perforada en el seno de una mezcla de fluido y vapor que consigue que el producto sobrenade y a la vez se le vaya calentando. La corriente de calorfluyedeformauniformeycontinuo.Laduracindeltratamientoesmenory muchomsuniformeporquelaspartculasvanseparadas,semuevenyrotan independientemente por lo que el calor accede a ellas rpidamente. Adems, el producto se va mezclando y homogeneizando. El volumen de efluentes (gases) y agua residual es menor, tendremos menores prdidas de vitaminas, elementos termolbiles, etc. Nosesueleemplearenindustriaporqueesunsistemacaro,tantoelequipocomoel coste de realizar el escaldado. 3.Escaldadores de Agua Caliente.Elalimentopasaporunbaodeaguacaliente(70-100C)duranteuntiempo determinado, despus del calentamiento el producto se enfra. Se van a perder nutrientes solubles aunque a cambio los productos van a ganar peso. Ambos mtodos (el de vapor y el de agua) necesitan de instalaciones muy sencillas y bastante baratas. Hay una serie detendenciasalareduccindelconsumodeenerga,reduccindeprdidasde componentes solubles, de volumen del producto y de produccin de fluente; se debern respetar las medidas higinicas. El sistema ms comn es el llamado de Bobina, de Tambor o de Cilindro. Elsistemaconsisteenuntamborrotatorio,perforadoyparcialmentesumergido.El tiempo de tratamiento lo determina la velocidad de rotacin (ver fig. inferior). TambinexistenotrossistemascomoelescaldadordeTubo,queconsisteenuna tubera metlica que contiene el alimento en movimiento y el agua caliente pasa por ella y en el mismo sentido (lo arrastra). El tiempo de tratamiento ser funcin de la longitud deltuboydelavelocidaddearrastredelagua.Elespacioqueocupanesmenorque otros tipos de escaldadores y tienen una alta capacidad (para el espacio que ocupan). Su www.ita.worldance.net RBH, Tecnologa de los AlimentosETSIIAA. 15 inconvenienteestribaenquesonalgomscarosysuutilidadsebasatambinenla adaptacin del alimento al roce con las paredes.Otromtodo(tambinempleadoenescaldadoresdevapor)esel IOB;seleaplicaal alimento un precalentamiento, despus el escaldado y por ltimo un enfriado. El tiempo detratamientodisminuye,tambinelcosteenergtico,lasprdidasdecalidadyla emisin de efluentes. El agua caliente produce turbulencias que pueden provocar daos. El calentamiento en este sistema se va a producir en un lugar estanco (sin movimiento, luego se reducen los daos). Paraconseguirelprecalentamientoyelenfriamientoseempleanintercambiadoresde calorconrecicladodelflujodecalor:sevaaaprovecharelmismoflujodeaguapara calentar y para enfriar. El rendimiento es mucho mayor que el escaldado tradicional (16-20 Kg producto/Kg vapor frente a 0,25-0,50 Kg producto/Kg vapor). El ltimo sistema que se va a mencionar es el sistema Contracorriente, es difcil verlo en la industria porque es muy caro debido a que es necesario impulsar el agua en sentido contrario al del alimento. Es un sistema rpido y uniforme. EFECTOS SOBRE LOS NUTRIENTES Entodoslostratamientostrmicosvanaexistirprdidasdeelementos(losms termolbiles). Se van a desnaturalizar con el calor aligual que las vitaminas, protenas, etc.,sinembargo,elescaldadoesunprocesotansuavequelasprdidasvanaser mnimas;loquenosinteresaresreducirloselementossolublesquesepierden (vitaminas solubles, sales, almidn...). Seperdernmsomenosenfuncindelproducto,delapreparacindelalimento (cortadooentero)yaqueperdermscuantomayorsealarelacin Superficie/Volumen.Elprocesodeescaldadoqueseleapliquetambininfluirenlas prdidas (cada uno es diferente), del tiempo y la temperatura empleados, del mtodo de enfriamiento (es distinto si se hace con agua fra o con aire, etc.) Paraconocerculeslaprdidadenutrientessehaceunanlisisdecidoascrbico, vitamina C, que es sensible al calor y nos indica fcilmente la prdida. El escaldado tiene la ventaja de que algunas veces mejora el color del producto porque elagualimpiayeliminalosrestosdelasuperficiehaciendocambiarelndicederefraccindelaluzyconsiguiendounbrillomsintensoyunamejorpresencia.Sin www.ita.worldance.net RBH, Tecnologa de los AlimentosETSIIAA. 16 embargo,vaatenerelinconvenientedequeseproduceunaprdidadepigmentosen funcindeltratamientoylatemperatura,siendolosproductosverdeslosquemsse resienten. Para minorar la prdida se emplea el carbonato de Sodio o el xido de Calcio que protegen la clorofila si se adicionan al agua de escaldado. Laspatatassuelensufrirunpardeamientoenzimtico(debidoalas polifenoloxidadasas),loquesesuelehaceresmanteneralalimentoenunasalmuera antes del escaldado, teniendo mucho cuidado de no pasarnos con la concentracin de la sal (son bajas concentraciones) para no generar sabores extraos. Para reducir la prdida de sabor se recomienda tratamientos cortos. Latexturasufrecambios,seablanda,locualesbeneficiosocuandosellenanenvases aunquenoloestantoparaotrosprocesos.Lasprdidasdetexturasereducenconel empleo de cloruro de Calcio, que junto a las pectinas espesantes - del producto (frutas principalmente)danlugaralpectatoclcicoproporcionndolefirmezayestabilidadal producto. PASTEURIZACIN. Es un tratamiento trmico relativamente suave (a temperatura inferior a los100 C). Lo quesevaaconseguiresunaumentodelavidatildelproducto(variosdasparala leche y hasta en varios meses para las frutas). Hayinactivacinenzimtica,destruccindemicroorganismos(mohos,bacteriasno esporuladas); hay prdidas nutricionales y sensoriales. Loquedeterminalaintensidaddeltratamientoylavidatildelalimentoessuacidez (pH). -En productos con pH > 4,5 (la leche) ser necesario destruir las bacterias patgenas. -EnproductosconpH 4,5 alimento de acidez baja. II.3,7 < pH 7 se libera niacina. La tiamina sepierdeenfuncindelpHydelatemperaturadehorneado(15%panadera,50% pastelera galletera). www.ita.worldance.net RBH, Tecnologa de los AlimentosETSIIAA. 45 TEMA 7: TRATAMIENTOS POR FRIO, REFRIGERACION. Un alimento se conserva con el fro porque se va a disminuir la velocidad de reaccinde los procesosbiolgicos, enzimticos, el metabolismo de los microorganismos, etc. El froconsigue alargar la vida til de los alimentos durante un tiempo determinado. Este tiempo ser funcindel fro aplicado y del tipo de alimento. Aun as, la prolongacinde la vida til por fro es menor (si la refrigeracin se aplica como tratamiento nico) que la que se conseguira con los otros tratamientos trmicos. Podemosbajarlatemperaturahastavaloresprximosalpuntodecongelacin,pero sinllegaraalcanzarlo(enelcasodecongelacin,squesesuperaestevalor).Enla refrigeracin no se debe alcanzar el punto de congelacin por la formacin de cristales, ya que el proceso no es rpido y estos cristales son gruesos y daan los tejidos. Nota: aunque en la cmara haya valores de temperatura inferiores a los0 C, eso no significa el producto est congelado (hay sales en el agua del alimento, o bien el agua est asociada a algn elemento).Aldescenderlavelocidaddereaccin,tambinseconsiguedisminuirlaaw.Enla congelacin es muy importante quehaya muy bajas temperaturas y que no se rompa la cadena de fro. Refrigeracin: Operacin por la que se reduce la temperatura de un alimento hasta los -1 y 8 C. Se emplea para disminuir la velocidad de reaccin bioqumica y microbiolgica, es decir, paraaumentarlavidatildelosalimentos,tantolosfrescos(verduras,carnes)como los elaborados (leche). Inconveniente: poseen un bajo tiempo de conservacin. Ventaja:loscambiossobrelosalimentossonmnimos.Aldescongelarposeenuna calidad similar a los alimentos frescos. Eshabitualcombinarlarefrigeracinconotrastcnicasdeconservacinquenosean demasiado drsticas. Elsuministrodealimentosrefrigeradoshastaelconsumidorimplicaposeerunaserie de elementos bastante sofisticados y bien refrigerados para mantener la cadena de fro: Almacenaje. Transporte. Mostradorde venta. www.ita.worldance.net RBH, Tecnologa de los AlimentosETSIIAA. 46 El proceso ser tanto ms complicado y problemticocuantomenor sealavidatilde losproductos.Encuantoalosalimentospreparados,muysusceptiblesdedeteriorarse (algunosproductoscrnicos,pastasfrescas...)esmuyimportantequelascondiciones higinicas se extremen. Los alimentos, en funcin de la temperatura de almacn, se dividen en: --1 / +1 C: carnes y pescadosfrescos, pescado ahumado, embutidos y carne picada. -0/+5C:carnespasteurizadasyenlatadas,leche(frescaopasterizada),productos lcteos (nata, yogures), ensaladas preparadas, verduras, sndwichs, pastas frescas. -0 /+8 C:carnes curadas, mantequillas, quesos curados y la mayor parte de frutas y verduras. Existenalgunosproductosalosquesiselesaplicanciertastemperaturas(3-10C)se daanporfro(quemaduras),sesueledarenfrutastropicales(pia,mangos...)Estos daos no son graves pero existen y alteran principalmente al aspecto de la fruta. Aldisminuirlatemperatura,losmicroorganismosdetienensucrecimiento:retrasasu reproduccin.LosorganismosSicrfilossoncapacesdesoportarbajastemperaturas continuando con su reproduccin (5 / 15C). Sin embargo los Termfilos y los Mesfilos aesastemperaturasdetienensucrecimiento.Aunquelossicrfilossoncapacesde soportarlasbajastemperaturas,yportantodeafectaralosalimentos,tenemosla ventaja de que estos microorganismos no son patgenos. Como conclusin se puede decir quela refrigeracin no evita totalmente el desarrollo de microorganismos pero consigue evitar el crecimientode los que son patgenos. Su crecimiento va a variar de forma logartmica con la temperatura, las tasas de respiracin y de metabolismo disminuyen con la temperatura. FACTORES QUE AFECTAN A LOS ALIMENTOS. . En cuanto a Alimentos Frescos: Tipo de alimento. Hayalimentosquetienenunamayortendenciaadegradarsequeotros;sueleser funcin de la variedad del producto y de las condiciones de produccin (en frutas y vegetales).Tambinvaainfluirlapartedelaplantaempleadaparafabricarel alimento(laspartesquecrecenmsrpidamentesonlasquetienenmayorestasas metablicas y por tanto las que tienen menor vida til).www.ita.worldance.net RBH, Tecnologa de los AlimentosETSIIAA. 47 Estado de recogida del alimento. En frutas y verduras,el estado de recogida es muy importante porque cuanto ms maduro,cuantomsdaadoexternamente,cuantomscontaminado microbianamenteycuantosmenostratamientosantifngicosselehayanaplicado aun producto menos tiempo aguanta (menor vida til), Temperatura de transporte y de venta. Humedad relativa de las cmaras refrigeradas. Lascmarasindustrialesestnpreparadasparamantenerlahumedadrelativa correcta,consiguiendounptimomantenimientodelosproductos,perolos frigorficosdomsticos no consiguen este objetivo resecando bastante los productos . En cuanto a Alimentos Preparados: Tipo de alimento. Grado de inactivacin enzimtica del procesado. Control higinico del proceso. Envase del producto. . En cuanto a Productos Crnicos: Los tejidos animales respiran de forma aerobia en cantidades muy bajas una vez elanimalestmuerto,larespiracinquetienenmayoritariamenteesanaerobia (transforman el glucgeno en cido lctico), lo que da lugar a un descenso del pH yalaaparicindelfenmenodelrigormortis(rigidezenlostejidos).Lo beneficiosodelarefrigeracineslaminoracindelatasaderespiracin anaerobiay por tanto del rigor mortis. EQUIPOS DE REFRIGERACIN. Sonequiposmecnicos,suelenestarfabricadosdecobreporsubuenacapacidadde transmisin trmica, y todos constan de las siguientes partes: a /Evaporador. b /Compresor. c /Condensador. d /Vlvula de expansin. Elfuncionamientodeestosequipossebasaenunintercambiodefasesquelleva aparejado una absorcin o una emisin de calor. www.ita.worldance.net RBH, Tecnologa de los AlimentosETSIIAA. 48 Elprocesodeenfriamientohacepasaralrefrigerante(lquido)porelevaporador,el cualdisminuyelapresinporloquepasaagasabsorbiendocalordelmedio(stese enfra). Elrefrigerante(gas)pasaporelcompresor,dondelapresinaumenta;elgasllegaal condensador(lapresinsesiguemanteniendoalta)yallelgasrefrigerantepasade nuevo a lquido, preparado para reiniciar el ciclo en el evaporador. Propiedades de los Refrigerantes. =Bajopuntodevaporizacin,elcambiodeestadosealcanzafcilmente.(a temperatura baja) =Altocalorlatentedevaporizacin,deestamaneraellquidonecesitaabsorber mucho calor para transformarse en gas y as genera mucho fro. =Debe tener alta densidad para que el compresor tenga el menor tamao posible. =No debe ser txico, en caso de fugas. =No debe ser miscible con el aceite del compresor. = No debe ser inflamable. =No debe suponer un gran coste. REFRIGERANTES MECNICOS. El medio refrigerador puede ser aire o agua. El aire, al igual que sucede en los hornos, seposasobrelosalimentosformandounapequeacapaaislante,porloqueenlas cmarasexistenventiladoresparaforzarlaconveccinyaumentarlatransferenciade calor. Los vehculos refrigerados no sirven para el enfriamiento del producto que transportan, estosdebeniryafrosyaquenosuelentenerpotenciasuficienteparaello.Tanslopueden mantener la temperatura a la que llegan los productos. Para reducir costes en lugares donde hay varias cmaras, se puede establecerun punto central de generacin de fro. ExisteunatcnicadegeneracindefrollamadaVacumCooling(enfriamientoen vaco), se emplea para la mayor parte delos alimentos ysobre todo para los que tengan unagransuperficie(lashojasdelasverdurasporejemplo)elprocesoconsisteen disminuirlapresinhastalos0,5Kpa(aproximadamente),aestapresinelaguase evapora de la superficie de los alimentos (suelen ir lavados previamente) gracias al calorwww.ita.worldance.net RBH, Tecnologa de los AlimentosETSIIAA. 49 que roban de los mismos (de las hojas), quedando los productos enfriados. La relacin queexisteentreladisminucindelahumedadyeldescensodelatemperaturaesde aproximadamente de 5 C por cada 1% de descenso de la humedad. Otra tcnica de refrigeracin, aunque no se emplea mucho, es la llamadaHidrocooling (Inmersin en agua fra). El producto se enfra y se lava. El motivo de que no se emplee muchosonlosefectossecundariosyaqueelproductosalemojadoyhayquesecarlo, bienconcalor(noserapracticohaberrealizadoelenfriamiento),bienpor centrifugacin (se pueden producir daos en el producto por golpeo). Paraproductossemislidos(mantequillas,margarinas...)seenfranpormediodel contacto con superficies metlicas fras. SISTEMAS CRIOGNICOS. Un lquido criognico es un refrigerante, es decir, aporta fro por medio de cambios de fase(producidoporlaabsorcindecalor);esunsistemasimilaralosprocesosvistos antesperoconmuchamayorcapacidaddeenfriamiento.Esteenfriamientoseproducepordosmotivosprincipales:elcambiodefaseyelequilibriodetemperaturaalque tienden el producto y el refrigerante. Los fluidos empleados para la criogenizacin son: -CO2 (l), el cual pasa a estado gaseoso a 78 C. -CO2 (s), el cual se sublima a estado gaseoso a 78 C. -N2 (l), el cual pasa a estado gaseoso a 196 C. El enfriamiento debido al equilibrio de temperatura en estos elementos es el siguiente: -CO2 (l), supone el 13% del enfriamiento total. -CO2 (s), supone el 15% del enfriamiento total. -N2 (l), supone el 52% del enfriamiento total. ElCO2tieneelinconvenientedelatoxicidadambientalqueproduce;elN2tambin, aunque slo en algunos casos. Laformadeactuardeestosrefrigerantesessimilar:seinyectanenelaireenforma finamentepulverizada,loqueayudaaunarpidasublimacinagasyportantoun enfriamientorpidosindeshidratacin.SiseaplicaunexcesodeCO2(s)seforma nieve,lacualtambinsigueactuandosobreelproducto.Estefenmenosepuede aprovecharparadisminuirloscostesdeltransporteyaquepodemosemplearun vehculoaisladoenvezdeunofrigorfico.Ahorramosenpotenciarefrigeradorayen espacio. www.ita.worldance.net RBH, Tecnologa de los AlimentosETSIIAA. 50 Otro de los empleos que podemos darle a la nieve criognica es la refrigeracin de los procesosdefabricacindeembutidos,yaquecadatransformacinaplicadaalacarne supone un calentamiento. Hayunproceso,caroyqueseempleamuypoco,llamadoMoliendaCriognica,que elimina el polvo de CO2. Enalimentosmulticapaseempleaparaenfriarunacapaantesdesuperponerla siguiente,estopermitequelascapasnosemezclenaunquetrabajemosenperiodos cortos (si espersemos a que se enfriaran por si solas los tiempos de fabricacin seran excesivos, disminuyendo el rendimiento del trabajo). Con todo, el empleo mayoritario que le podemos dar a la criogenia es la congelacin. EFECTOS SOBRE LOS ALIMENTOS. I.-Cambiosmnimosensuspropiedades(evitaloscambiosolosretarda).Esun proceso recomendable para grasas, aceites. II.-El sabor permanece igual. III.-Nohaycambiosdecolor,salvoendeterminadosproductos(frutastropicales), muy sensibles que van a sufrir quemaduras por el fro. IV.-El cambio ms acusado es la textura, se endurecen los productos, se solidifican. V.-Losolores se van a mezclar slo en el caso de que alimentos con capacidad de emisin estn prximos a alimentos con capacidad de absorcin de olores. Por lo generalestonoocurreenlaindustriaaunquespuedesucederaescala domstica.VI.-Pueden existir prdidas de vitaminas hidrosolubles cuando lavamos las verduras (previoalrefrigerado),siendolasmssensibleslavitaminaC(envegetales),y lavitaminaB(enanimales).TambinpuedehaberprdidasdevitaminaBsise realiza un cocido previo. Detodoelprocesoderefrigeracin,lapartemsimportanteparamantener lacalidad delproductoesnoromperlacadenadefro,desdeelfabricantepasandoporel transporte y llegando hasta el consumidor. www.ita.worldance.net RBH, Tecnologa de los AlimentosETSIIAA. 51 TEMA 8:CONGELACIN. Estaesunatcnicareciente(enlospasesclidos),essimilaralarefrigeracinpero muchomsacentuada.Esunatcnicacostosa(aplicablesloenpasesdesarrollados). Sisehacebiencambiamuypocolascaractersticasyaumentamucholavidatildel producto, mucho ms que la refrigeracin. Este enfriamiento va ms all del punto de congelacin del producto (no slo del agua quecontiene).Enesteproceso,lamayorpartedelproductoestenestadoslido.En teoradeberanalcanzarselos-50,-60Cpero,debidoalosaltsimoscostesque supondraindustrialmente,slosellegaalos-20,-30C,enlosqueelproductose congela por completo en un 90% y las diferencias con el 100% son escasas. Hay que sealar que para que los productos alcancen esas temperaturas rpidamente, las cmaras de congelacin deben estar algo ms fras (-40C aproximadamente). Todosloscongeladosposeenunatemperaturadeequilibrio,deunos-18C,yesla temperatura que tiene toda la masa del producto despus de la estabilizacin trmica en condiciones adiabticas. Se dice que un alimento est sobrecongelado cuandoen el centro trmico de la pieza se alcanza la temperatura de equilibrio. La congelacin ayuda a detener el deterioro porque el agua disminuye su actividad casi porcompleto.Enelpocoaguaquequedasincongelarexistetalconcentracinde solutos que es casi imposible desarrollar alguna actividad metablica. Este efecto se ve acentuado si adems le hemos dado algn tratamiento trmico.Algunos productos frescos siguen respirando y generando un cierto calor que habr que eliminar. Unavezalcanzadoelpuntodecongelacin,hayqueeliminarelcalorlatentede cristalizacin para disminuir la formacin de cristales de hielo. La presencia de grasas y deotrosalimentosvaapermitirquesesolidifiquenaunatemperaturamayorqueel agua.Loscristalesdehielosevanaformaratemperaturasalgomsbajasquelas normalessifueseaguapura,dependiendodelacomposicindelproducto,asserla temperaturade congelacin. -Carne : -1 C. -Verduras: -1,5 -2,7 C. -Frutos Secos: -7C. www.ita.worldance.net RBH, Tecnologa de los AlimentosETSIIAA. 52 FORMACIN DE LOS CRISTALES DE HIELO. Loscristalesdehielosonunafaseslidaorganizadaqueseformaapartirdeuna solucin, de un lquido puro o un vapor. En los alimentos vamos a tener generalmente una solucin. Este proceso tiene 2 fases: -Nucleacin:formacindelncleodehieloporunacombinacindemolculasen una partcula ms ordenada y de tamao suficiente como para dar lugar a un cristal. -Crecimientodeloscristales:alrededordelncleo,estaagregacinpuedeser homognea o heterognea. La homognea tiene lugar en sistemas puros (no se da en alimentos),requiereenfriamientosfuertes;laheterogneaseproducecuandohay cuerpos extraos que facilitan la formacin de ncleos (nucleantes) disminuyendo la energanecesariaparaquelanucleacinseproduzca,cuantomenorseala temperatura, mayor nmerode cristales se formarn.. Enalgunosalimentoslanucleacinylacristalizacinpuedensersimultneosaunque normalmenteesposiblecontrolarlaproporcinNcleos/Crecimiento.Loscristales,si entranencontacto,tendernaunirseyaaumentardetamaoporlaagregacinde molculasalncleodebidoaquenecesitanmuchamenorenergaqueparalasimple formacin de ncleos. La nucleacin se consigue a temperaturas mucho menores que el crecimiento(paraesto,bastacontemperaturascercanasalpuntodecongelacin),a pesar de ello se recomienda trabajar a las temperaturas ms bajas posibles. El tamao de los cristales ser inversamente proporcional al nmero de cristales. El hielo ocupa ms volumen que el agua lquida (aproximadamente un 9% mayor) luego alcongelarlosalimentossehinchan,aunqueelvalordelaexpansintambines funcindelascaractersticasdelalimento(contenidohmedo,disposicincelular, concentracindesolutos,temperaturadecongelacindelproducto):amayorcantidad de agua, mayor expansin; los vegetales tienen espacios y huecos intercelulares que son ocupados por el agua y el hielo al expandirse por lo que el incremento de volumen no se nota; a mayor concentracin de solutos los puntos de congelacin se hacen ms bajos y haciendo que la expansin se reduzca o se dificulte. Encuantoalatemperaturadecongelacindelalimento,latransferenciadecalorse hace desde el alimento hacia el exterior (la transferencia de fro se hace desde el exterior hacia el alimento), esta trasferencia depende de: -Conductividadtrmicadelalimento:cuantomayorsea,mayorserlarapidezde congelacin. (K) www.ita.worldance.net RBH, Tecnologa de los AlimentosETSIIAA. 53 -readeintercambiocalrico:cuantomayorsea,mayorserlarapidezde congelacin. (A) -Distancia que tenga que recorrer el fro hasta el ncleo del alimento.(X) -Diferencias de temperatura entre el medio y el producto.(T) -Efectoaislantedelacapalmitesituadaalrededordelproducto,esestacionaria(se debe reducir al mnimo) EQUIPOS DE CONGELACIONVanaexistircongeladoresmecnicos-enlosquehaycambiodefasedeforma continua -,ylos criognicos (idnticos a los vistos en refrigeracin). Losprimerosusanairefroosuperficiesfraslascualesrobancaloralproducto,los segundos emplean lquidos criognicos (CO2, N2, Fren lquido). Para elegir un sistema u otro hay que preguntarse varias cosas: Cul es la velocidad de congelacin que se necesita? Si esta necesidad es grande emplearemos los criognicos o los mecnicos ms efectivos. Cul es la forma y tamao del producto, o del envase en el que se encuentra? Algunas formasnoseadaptanaalgunossistemas(productosgruesosorugososenel intercambiadores de placas)Otra cosa que nos puede interesar es :Elproceso es continuo o discontinuo?, solo hay algunossistemasqueadmitenaplicacinaprocesoscontinuos,lamayorasonpara procesos continuos. Por ltimo deberemos saber el precio, tanto del aparato como el coste de mantenimiento y funcionamiento. CONGELADORES MECNICOS. Congeladores Con Aire Fro. Son los ms antiguos y sencillos. Congeladores de cajn o armario. El alimento se congela porque est en contacto con algo fro, por conveccin natural. Normalmente no se emplean en industrias porque la velocidad de congelacin es muy baja,loqueleconvierteenunsistemacaro(hayquemantenerelalimentomucho tiempoparaquellegueacongelarse),sulentitudtambinafectaalacalidaddel producto.Seusanparacongelar(canalesdecarne)yendurecerhelados,ynopara www.ita.worldance.net RBH, Tecnologa de los AlimentosETSIIAA. 54 conservaralimentosyacongelados.Algunostienencongeladoresparamantenerla temperatura. Congeladores de aire forzado o tneles de congelacin. Elproductopasaatravsdeunchorrodeaireporconveccinforzada,esteairese encuentraaunos-30Cycirculaaunos5-6m/s.Conestavelocidadsereduceel grosordelacapalmiteyaumentaelcoeficientedetransmisindelcalor.Nos interesar una velocidad alta. Hay alimentos sensibles que se pueden daar. Estos sistemas se pueden emplear para trabajar en continuo o discontinuo. -En continuo existen vagonetas o cintas sinfn apiladas que transportan el producto a travs de un tnel aislante donde se produce la congelacin. Tambin hay tneles de mltiplesetapasenlosqueelalimentovacayendodecintaencintaevitando aglomeracionesyconsiguedisminuirprogresivamenteelgrosordelacapalmite. En general, el nmero de etapas es impar para que entre por uno de los lados y salga por el otro. NPar De Cintas N Impar De Cintas -En discontinuo, los alimentos se disponen de tal manera que ocupen bien el espacio (en armarios o bandejas apiladas, hay que intentar que al congelar estn llenos para evitarqueelairecirculeporloshuecos,sepierdeenerga,yparaquelas condicionesdecongelacinseanlasmismasentodalapartidaqueseest congelando. Sonmscompactosquelosdecajn,loquesuponeunahorrodeespaciode aproximadamente del 20 % y una reduccin de las prdidas calorficas del 30 %. El tratamiento es ms homogneo, son equipos relativamente ms baratos aunque tienen mayor precio. Son equipos muy adaptables a diversos procesos. Existepeligroparalosalimentosquenovayanenvasadosyaqueelairefropuede producirquemadurasyoxidaciones;elairefrorobahumedaddelalimentoloque www.ita.worldance.net RBH, Tecnologa de los AlimentosETSIIAA. 55 produceunaprdidadepesoyelaguapasaalevaporadordelsistemacongelndosey formando escarcha: hay que descongelar el congelador peridicamente para eliminarla. Congeladores De Cinta Sinfn. Son iguales a los del aire forzado pero algo modificados: tambinhay chorros de aire fro dirigidos hacia el producto pero en este caso, en vez de emplear cintas rectas, con varias etapas o en varios pisos lo que se hace es colocar una cinta en espiral. Ventajas:ocupanmenosespacio,tienenmayorcapacidaddecongelacin,lacargay descarga es automtica. Son equipos muy flexibles (se emplean para pizzas, pollo en porciones, pescado, pastelera...) Requieren poco mantenimiento. Congeladores De Lecho Fluidizado. Esotravariantedeloscongeladoresdetneldecongelacin.Enestos,elchorrode aire se encuentra a 25, -35 C, se mueve con una velocidad de 2-5 m/s y atraviesa una capa de productos de unos 10 - 20cm. Elproductoseconduceporunabandejaomallaperforadaypordondeseinyecta, desdeabajo,elchorrodeaire:elproductosefluidiza,flotasobrelacorrientede aire. El producto tpico que se somete a este proceso son los guisantes. Esteprocesosepuederealizarendosfasescuandoexisteunatendenciaaqueel productoformeagregados(frutastroceadas),yaquealsecarsesusuperficieesatendencia desaparece. Las fases son: 1.Congelacinde la parte externa: se realiza de forma rpida e intensa. 2. Congelacin de la parte interna: se realiza de forma menos drstica y ms lenta. La velocidad del aire ser funcin de la forma y el tamao de la pieza o del producto. Ventajas:Elcoeficientedetransmisindelcaloresmsalto,loquedisminuyeel tiempo de congelacin y da lugar a una mayor capacidad de trabajo. Deshidratanmenoselproductoyportantonoesnecesariounadescongelacinmuy peridica. Inconvenientes:Esmscaroqueotrossistemas,nosepuedeaplicaratodotipode productos(soloaaquellosquetengacapacidaddeflotarsobrelacorrientedeaire: guisantes, fresas, gambas, maz, patatas prefritas... www.ita.worldance.net RBH, Tecnologa de los AlimentosETSIIAA. 56 Parafiletesdepescado,hamburguesas...productosgrandesypesados,seemplean otrotipo deinstalaciones;enellas el producto no se llega a fluidificar, flotar, con el airefro.AestesistemaselellamaTroughtFlowFreezer(Congeladoresdeflujo Transversal). Congelacin Por Inmersin. Unavezenvasado,elalimento,setrasladaporunacintasinfn(normalmentede malla) y atraviesa por un bao preenfriado (no de agua, porque estara congelada), el bao puede ser una salmuera, una solucin de CaCl, propilenglicol o glicerina. A diferencia de la congelacin criognica, el lquido refrigerante no cambia de estado, elcambioseproducedemaneramslentaymenosdrstica.Comparadasconlas criognicas,soninstalacionesrelativamentebaratas.Sustransferenciasdecalorson ms elevadas.Estesistemaseempleaparacanalesdepollocongeladasenenvolturasdeplstico, zumos de fruta en tetrabrick o en cartn laminado. Congeladores De Superficies Fras. Son los que el producto se congela por contacto con superficies fras, la transferencia de calor se hace por conduccin. Tipos: Congeladores de Placas. Poseen una serie de placas en horizontal o en vertical (existen las dos posibilidades), las cualesestnhuecasypordondecirculaellquidorefrigeradorqueenfralasplacas. Puedenfuncionarendiscontinuooensemicontinuo(esmuydifcilquelohaganen continuo por la misma forma de realizar la congelacin). Elprocesosellevaacabosituandoencimadeunaseriedeplacasrefrigeradorasuna capa de producto, despus desciende, por un sistema hidrulico, el resto de placas sobre ella realizando adems una pequea funcin de compresinque facilita la transmisin del calor. www.ita.worldance.net RBH, Tecnologa de los AlimentosETSIIAA. 57 Los productos que mejor se va a adaptar a estos sistemas de congelacin sern los finos yuniformes,ylosquepeorlosproductosdeformairregular,losredondeadosylos gruesos. Ventajas: Sonbaratosensufuncionamiento,requierenpocoespacio,descongelanpocoel producto,sucoeficientedetransmisindelcaloresmayorqueelquehayconel sistema de chorro de aire o el de cajn, es similar al del lecho fluidizado Inconvenientes: La inversin inicial resulta cara y no es un equipo flexible, con capacidad de adaptarse a otros procesos, su empleo se restringe a productos muy concretos. Congeladores de Superficies Rascadas. Sufuncionamientoessimilaralquesevioenlosintercambiadorestubularesde superficie rascada (ver pgina 26), pero en este caso el lquido es refrigerante. Nosepodremplearmsqueparaalimentoslquidososemislidosquenose solidifiquenalcongelarse.Suusoestenfocadoprincipalmentealafabricacinde helados,lamasadelheladonoseendurecedeltodoalcongelarse(eseliniciodela congelacin, el bloque de helado se forma finalmente en congeladores de tipo cajn), y se le adiciona a la masa el aire que posteriormente le proporciona su cremosidad. El lquido refrigerante es NH3, salmuera o un lquido fluorocarbonado.Las temperaturas de congelacin no son tan bajas como en otros procesos (-4, -5 C). CONGELADORES CRIOGNICOS. Se caracterizan porque el refrigerante cambia de estado (de slido o lquido pasa a gas) por medio del calorproporcionado por el producto. El lquido debe entrar en contacto con el producto.LosrefrigerantesmsempleadossonCO2(s),CO2(l),N2(l)yelFren12(g),un diclofluorocarbono. Este ltimo es el ms barato, produce al alimento un menor choque trmicoyporellolosproductosmssensiblesalacongelacinseadaptanmejor,sin embargo y debido a razones ambientales se emplea cada vez menos. Estosrefrigerantes,alestarencontactoconlosproductosvanadejarresiduos,los cuales estn limitados por normativas legales. El CO2 tiene menor entalpa que el N2 y su punto de vaporizacin es ms bajo. www.ita.worldance.net RBH, Tecnologa de los AlimentosETSIIAA. 58 El 48% del efecto congelador del N2 es debido al cambio de estado (el 52% restante se debe al calentamiento del gas al absorber calor del alimento). En cuanto al CO2, el 85% de su capacidad congeladora es debida al cambio de estado. ElCO2esbacteriosttico(eliminabacterias)perotambinesalgotxicoparalas personasenlugarescerrados.SuconsumoesmselevadoenEuropayenEE.UU.- que el de N2 , tiene menores prdidas en el almacenaje. La eleccin entre uno u otro ser funcindedelproducto,elcostodeconsumodecongelanteydeloscostesde instalacin.Ventajas sobre el resto de sistemas: Suelen ser equipos en continuo, son relativamente simples y tienen un menor costede instalacin. Lasprdidassonmenores,lacongelacinesmuchomsrpidayunproductocuanto ms rpidamente haya sido congelado (si no sufre de choque trmico) conservar mejor sus caractersticas. Unsistemamecnicotardauntiempoenalcanzarelestadoestacionario,conla temperaturaadecuada,sinembargo,enlossistemascriognicoselprocesode congelacin se inicia de inmediato, lo que supone un ahorro de tiempo, de energa y de dinero.Unodelospocosinconvenienteseselpreciodelrefrigerante(escaro);hay algunos productos que no soportan bien el choque de temperaturas por lo que habr que estudiar cada uno particularmente. Deposito de refrigerante lquido Lacongelacincriognicatambinsepuedeemplearpararealizarunacongelacin superficial de la carne (permite cortarla fcilmente en rodajas) y de los helados (para las coberturas de chocolate caliente, se le da un tratamiento fuerte pero muy corto). Deposito de recirculacin. Refrigerante pulverizado Lnea de retorno. www.ita.worldance.net RBH, Tecnologa de los AlimentosETSIIAA. 59 EFECTOS DE LA CONGELACIN SOBRELOS ALIMENTOS. Estosefectossonprcticamentedespreciables,aunquesiserealizaalgntratamiento previo ser ese tratamiento el que dae al producto. Sabores, colores y olores no se ven afectados aunque si los periodos de tiempo de congelacin son excesivos pueden existir prdidas. Elmayorinconvenienteeslaformacindecristalesdehielogruesosalcongelarseel agua. Las emulsiones pueden desnaturalizarse, precipitan las protenas, este es el motivo de que no se fabrique leche congelada. En cuanto a productos de panificacin, es preferible una congelacin rpida, se emplean sistemas de alta potencia de congelacin. En tejidos animales: Son ms flexibles que los vegetales (su estructura es ms fibrosa y es ms difcil que se rompanalcongelarse),loscristalesdehieloalcreceresmsfcilquedaenla estructura celular y alteren la textura. Al congelar lentamente, loscristales que se sitan en los espacios intercelulares crecen deformando y rompiendo las paredes celulares, en esa zona hay una presin de vapor inferior que en el interior de las clulas por lo que el citoplasma(aguaprincipalmente)tiendeasalir(dejandounaaltaconcentracinde solutosenelinterior),ysecongelasobreelncleodeloscristalesdehielo,deesta maneracrecenloscristalesylasclulassedeshidratanquedandodaadas irreversiblemente. Eldaoproducidoesfuncindeltamaodelcristal,esdecir,deltiempoy/olas temperaturasaplicadas.Elquelacarneseveaafectadaenmayoromenormedidapor los cristales de hielo ser debido a la calidad de la carne, la capacidad de adaptacin del producto a la congelacin y a los tratamientos trmicos previos. Una congelacin rpida da lugar a ms cristales pero estos son de mucho menor tamao, por lo que al estar los espacios intercelulares y en el interior de la clula, el dao fsico causado es menor. No hay deshidratacin porque no hay grandes gradientes de presin de vapor, los cambios de textura sern mucho menores que en la congelacin lenta. Elalmacndelproductoyacongeladotambinpuedeafectarle,cuantomenorseala temperaturadecongelacin,menoreslareproduccindemicrobiosysumetabolismo (prcticamenteestossedetienenporcompleto),aunqueconestostratamientosno www.ita.worldance.net RBH, Tecnologa de los AlimentosETSIIAA. 60 conseguimos desnaturalizar las enzimas. El efecto sobre los microorganismos no est claro y hay que estudiar lascaractersticas de resistenciapara cada uno. Las clulas vegetativas de levaduras, mohos y bacterias (Gram ) s se destruyen por la congelacin;lasGram+ylasesporasdelosmohosaguantanalgomselfro;las esporasdelasbacteriassontotalmenteinmunesalfro,debidoaestoesnormal aplicar tratamientos previos para reducir en gran medida el nmero de microorganismos contaminantes.Lasfrutastienenunprocesadopreviodistintoaldelescaldado,selasacidifica, se las trata con SO2 (cada vez menos) o se elimina el aire del producto. Losmayorescambiosqueseproducenenelalmacnsonaquellosseocasionanes aquellosproductosquesehancongeladolentamenteoquenoseleshaaplicado tratamiento previo. En tejidos vegetales: Sevanaproducirdegradacionesdepigmentos(laclorofila,verde,puedepasara feofitina, marrn). Soluciones muy concentradas alteran el pH cambiando el color de algunos antocianos. Lasprdidasdevitaminastambinsepuedenllegaraproducir,sobretodode hidrosolubles(vitaminaC,cidopantotico).Existeunarelacinentrelaprdidade vitaminas y el aumento de la temperatura de congelacin: por cada aumento de 10 C de latemperaturaenelcongelador,lasprdidasdevitaminasaumentanentre60y70 veces. Las oxidaciones de lpidos se producen pero de forma muy lenta, la temperatura ronda los- 18 C. Suelen estar catalizadas por la presencia de metales, de luz o de enzimas. Enlasdegradaciones,sevanaproducirtodasaquellasreaccionesquenormalmente tendranlugarporexistirenzimas,(nolashemoseliminado)aunquedemaneramuy lenta.Eltiempomximodeconservacinenlacongelacinvaairdirectamenterelacionado con la textura, el color, la calidad nutritiva... RECRISTALIZACIN. Larecristalizacinconsisteentodosaquelloscambios,principalmentefsicos,quese producenenloscristalesdehielo,vaaafectaralaforma,tamao,orientacin... www.ita.worldance.net RBH, Tecnologa de los AlimentosETSIIAA. 61 fundamentalmente esta causado por prdidas de calor en alimentos congelados. Hay tres tipos de recristalizacin: 1-Recristalizacin Isomsica. Lamasadehielopermanececonstante,elcambiosevaaproducirenlaformadela estructurainternadelhielo,detalmanera quelarelacin Superficie/Volumensevaa reducir. 2-Recristalizacin Creciente. Este cambio se produce por estar en contacto varios cristales, se unen y dan lugar a un nico cristal; el nmero de cristales se va a reducir pero aumenta el tamao de los que quedan. 3-Recristalizacin Migratoria Sevaaformaruncristaldegrantamaoacostadeotrosmspequeos,ladiferencia con el anterior est en que son los ms pequeos los que se van aproximando al mayor Al crecer rompen las paredes celulares, aumenta la presin de vapor en el interior (aun quedaagualquida),enelexteriorlapresinesmsbajaytiendeaequilibrarse extrayendo agua de las clulas dando como resultado una fuerte deshidratacin. De todos estos efectos, el ms perjudicial es el de la Recristalizacin Migratoria,por el aumentodeltamaodeloscristalesdehieloyeldaoqueestoproducesobrelas clulas.Lacausadeestarecristalizacinseencuentraenlasfluctuacionesde temperaturaenelalmacenamiento.Parareducirestasvariaciones,lascmarasposeen diversos sistemas de aislamiento del exterior (cortinas de plstico grueso en las entradas al almacn). Una vez cerrada la cmara, la temperatura vuelve a descender y el vapor de agua es captado los cristales ya existentes (no se forman ncleos nuevos) Los almacenes y cmaras suele existir una humedad relativa muy baja debido a que es absorbida del aire por el evaporador; la atmsfera que rodea a los alimentos va a estar muyresecayparacompensarlo,tomaasuvezhumedaddelalimentoquedandoeste deshidratado en su parte superficial de forma ms o menos importante: es el fenmeno conocido como quemadura por fro. En estas zonas, el color que toma la superficie quemada es de color blanquecino o claro. Estecolorsedebeaunefectopticoprovocadoporloshuecosvacosquedejanlos cristalesdehieloalevaporarse:laluztienediferentecomportamientoenesaszonas, comparndolo con las zonas adyacentes. www.ita.worldance.net RBH, Tecnologa de los AlimentosETSIIAA. 62 Para evitar este fenmeno, lo nico que se puede hacer es envasar el producto antes de congelarlo; los productos que ms se ven afectados por esta situacin son aquellos que tienen una relacin grande de Superficie/Volumen. El control de las cmaras se llevar a cabo por medio de: Controles de temperatura de los productos, las temperaturas fijadas no deben variar en ms de ! 1,5 C. Empleo de puertas automticas con cortinas hermticas. Rpidos traslados de un lugar a otro de los productos. Una correcta rotacin de Stocks. H.Q.L., High Quality Life. Es un concepto que se suele aplicar a los productos congelados y que expresa el tiempo queunalimentopuedealmacenarsesinqueel70-80%deunpaneldecatadores detecten cambios del producto respecto de su estado original, es decir, el tiempo que el producto puede permanecer congelado sin perder sus caractersticas iniciales. Esunconceptodiferentealdevidatil,yaquestenoexpresaladuracindelas propiedades originales si no el tiempo durante el cual el alimento se puede mantener en condiciones aceptables de consumo.Existeunconjuntodeelementosindicadoresempleados,tantoenproductosfrescos comocongelados,empleadosparaconocerelestadodelalimento(temperatura, frescura, vida til del producto...). DESCONGELACIN.Este proceso se realiza a temperatura ambiente, el hielo se fundeformando una capa de aguasobreelproducto;puestoqueelaguatienemenorcoeficientedetransmisinde calor,lavelocidaddepenetracindelcalordisminuye.Lacapacadavezserms gruesa a medida que se descongela y por tanto tambin lo ser esa capa aislante. Si se formaron cristales grandes van a existir daos y cambios de textura, adems se ha producidounexhudadoenelqueseliberansustanciasqueproducenreacciones enzimticasydegradaciones.Hayproductosquenorecibentratamientoprevio (helados,nata...),unavezquesondescongeladoshayqueconsumirlosrpidamentey conservarlossiempre en el frigorfico. Los distintos mtodos de descongelacin evitan por lo general el sobrecalentamiento y la deshidratacinpero llevan a cabo este proceso lomsrpidoposible.Estosmtodosson:microondas(poco),aguacaliente(20C), cmaras de aire con baja humedad, cmaras a vaco.www.ita.worldance.net