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AREA DE CONTROL DE CALIDAD Y SEGURIDAD ALIMENTARIA JAIME FISAC PONGILIONI Ingeniero Agrónomo Col. Nº 4578 COIACC Col. Nº 3199 COIAL EL SISTEMA DE AUTOCONTROL EN LA INDUSTRIA AGROALIMENTARIA (A) “INTRODUCCIÓN A LOS MÉTODOS DE CONSERVACIÓN DE ALIMENTOS (B) “PROCESOS TÉRMICOS DE CONSERVACIÓN Madrid, Diciembre de 2012 MÓDULO 4

MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

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Page 1: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

AREA DE CONTROL DE CALIDAD Y SEGURIDAD ALIMENTARIA

JAIME FISAC PONGILIONI

Ingeniero Agrónomo Col. Nº 4578 COIACC

Col. Nº 3199 COIAL

EL SISTEMA DE AUTOCONTROL EN

LA INDUSTRIA AGROALIMENTARIA

(A) “INTRODUCCIÓN A LOS MÉTODOS DE CONSERVACIÓN DE ALIMENTOS”

(B) “PROCESOS TÉRMICOS DE CONSERVACIÓN”

Madrid, Diciembre de 2012

MÓDULO 4

Page 2: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

INTRODUCCIÓN A LOS MÉTODOS DE

CONSERVACIÓN DE ALIMENTOS

OBJETIVO DE LA CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS

Evitar que los alimentos sean atacados por microorganismos que

provoquen su descomposición y así poder almacenarlos durante mas

tiempo garantizando en todo momento su Seguridad Alimentaria y

preservando su Calidad.

Desde el punto de vista técnico consiste en “bloquear” la acción de

aquellos agentes (microorganismos o enzimas) que pueden alterar las

características organolépticas (color, textura, olor y sabor) originales

del producto alimenticio.

Los agentes alterantes pueden ser endógenos (enzimas presentes en el

alimento) o exógenos (bacterias, mohos y levaduras).

Page 3: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

CONSERVACIÓN POR FRÍO

CONSERVACIÓN POR CALOR

CONSERVACIÓN POR IRRADIACIÓN

CONSERVACIÓN POR PÉRDIDA DE AGUA

OTROS PROCEDIMIENTOS DE CONSERVACIÓN

LIOFILIZACIÓN

SALMUERA

SALAZÓN

CONCENTRADO DE AZÚCAR

ENCURTIDO

ADITIVOS

CONSERVAS / SEMICONSERVAS

MÉTODOS DE CONSERVACIÓN

ENVASADO EN ATMÓSFERA MODIFICADA / A VACÍO

Page 4: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

CONSERVACIÓN POR FRÍO

Método más extendido a nivel mundial.

Inhibición total o parcial de la actividad de los agentes alterantes.

Se permite la conservación de alimentos a largo plazo.

REFRIGERACIÓN:

Conservación del producto durante días o semanas.

Se reduce la velocidad de crecimiento de microorganismos

termófilos y de bastantes mesófilos.

Consiste en mantener los alimentos a Tª superior a la

congelación.

El enfriamiento inicial debe ser lo más rápido posible.

Para que tenga éxito la conservación, es muy importante que la

carga contaminante inicial del producto sea lo más baja posible

(los procesos tiene que aplicarse con frío, limpieza y rapidez).

Page 5: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

Hay que controlar los siguientes parámetros:

Temperatura

Humedad Relativa:

Cuanto más baja mejor pero mas caro resulta su

mantenimiento.

(0 – 5 ºC):

Se elije en f (producto, HR, condiciones

almacenamiento, tiempo, atmósfera,…).

Si el ambiente es seco hay transferencia de

humedad del alimento al medio (mermas) y si es

excesivamente alto se favorece el crecimiento

microbiológico (deterioro prematuro).

Se elije en f (producto, temperatura, condiciones

ambientales, …).

Page 6: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

Luz:

Composición de la atmósfera:

[CO] Retraso de la maduración.

[O2] Aceleración de la maduración.

Minimizar para evitar la oxidación de la grasa.

Ventilación:

Importante para mantener una HR uniforme y

eliminar olores y sabores alterados.

Muy importante durante el almacenamiento de

frutas y verduras (oxido de etileno).

Page 7: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

CONGELACIÓN:

Conservación del producto a largo plazo preservando su calidad

organoléptica y nutritiva.

A -18ºC hay presente en el alimento una fracción de agua

liquida.

Alteraciones que sufre el producto:

Quemaduras por frío.

Modificaciones Químicas:

Enranciamiento de grasas. Cambios de color. Pérdida de nutrientes.

Consiste en someter el producto a una Tª inferior a la su punto

de congelación.

Se fija la estructura del tejido y se aisla el agua bajo la forma de

cristales de hielo evitando su disponibilidad para la flora

microbiana.

Page 8: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

Etapas en la congelación:

PRODUCTO

REFRIGERADO

PRODUCTO

CONGELADO

Agua

Tª = 4ºC

Hielo

Tª = -8ºC

Agua

Tª = 0ºC

Hielo

Tª = 0ºC qs

ql qs

qs calor sensible.

No afecta al estado del material/producto.

ql calor latente.

El empleado para el cambio de estado del material/producto.

qs = m * cp * Δt

ql = m * Lf

El empleado para bajar la temperatura del producto.

Page 9: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

Congelación carne de vacuno

Congelación de productos

alimenticios frágiles o pequeños

Congelador de placas verticales

Page 10: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

ENFRIAMIENTO CALENTAMIENTO

CANITIDAD DE CALOR A EXTRAER

(enfriamiento) o A SUMINISTRAR (calentamiento)

Kcal/Kg Kj/Kg

Enfriamiento de la

temperatura corporal (de

37ºC a 0ºC)

Calentamiento de 0ºC a 37ºC 37 155

Agua de congelación de 0ºC

a hielo a 0ºC

Descongelación del hielo a

0ºC a agua a 0ºC 80 335

Enfriamiento de hielo a 0ºC

a -20ºC

Calentamiento de -20 ºC a

hielo a 0 ºC 10 42

Page 11: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

CONSERVACIÓN POR CALOR

Destrucción total de gérmenes patógenos y sus formas esporuladas.

COCCIÓN:

Se ablanda la celulosa y el colágeno, coagulan las proteínas

(60ºC), gelatinizan los almidones y se disuelven los minerales

y los azucares.

MÉTODOS SECOS: Asado, tostado, horneado.

MÉTODOS HÚMEDOS: Hervido, vaporizado.

MÉTODOS SECOS CON GRASA: Fritura.

ESCALDADO:

Inmersión del producto en agua entre 85-100ºC rodeándolo de

vapor vivo.

Se inhiben enzimas, remueven gases, ablandan tejidos, resalta

el color, facilita operaciones mecánicas posteriores, elimina

sabores no deseados y limpia el producto.

Page 12: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

PASTEURIZACIÓN:

Se emplea en leche, bebidas aromáticas (zumos) cervezas y

algunas pastas de queso.

Los productos pasteurizados tan solo duran unos días.

No se destruyen las formas esporuladas.

Se inhiben las principales enzimas que causas en deterioro.

Métodos comúnmente utilizados:

HTLT (Hight Temperature/Long Time): 63 ºC / 30 min.

HTST (Hight Temperature/Short Time): 72 ºC / 16 seg.

UHT (Ulta Hight Temperature): 135-150 ºC / 2-8 seg.

Método

LTLT HTST

Temperatura (ºC) 62,8 71,7 88,3 90,0 94,0 95,5 100

Tiempo (seg) 1.800 15 1,05 0,5 0,01 0,05 0,01

Ej: pasteurización de la leche.

Page 13: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

ESTERILIZACIÓN:

Destrucción de patógenos y sus formas esporuladas.

Tª > 100 ºC unos pocos segundos.

Comúnmente utilizado en enlatado y envasado aséptico de

alimentos.

Autoclave Discontinuo

Page 14: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

Autoclave Continuo

Esterilizador hidrostático

1.- A presión

2.- En condiciones atmosféricas

Utilización de vapor de agua.

Aire caliente / llama directa

Page 15: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

Esterilizador rotatorio automático

Esterilizador Hydrolock

Page 16: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

CONSERVACIÓN POR IRRADIACIÓN (Pasteurización Fría)

Aplicación de radiaciones ionizantes capaces de eliminar

los microorganismos (algunos de ellos patógenos) de un

amplio grupo de productos y componentes alimenticios.

Principales modificaciones que se producen en el producto:

Cambios en el color en carnes, pescados, frutas y quesos.

Modificaciones de la textura en la carne.

Pérdida de vitaminas hidrosolubles y liposolubles.

Radiaciones utilizadas:

Electrones de alta energía.

Ondas electromagnéticas (radiación X, Gamma)

Previene la reproducción de microorganismos, bacterias y hongos

modificando su estructura molecular evitando su proliferación.

Page 17: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

CONSERVACIÓN POR PÉRDIDA DE AGUA

Consiste en reducir la cantidad de agua disponible (actividad de

agua: aw) necesaria para la supervivencia y proliferación de los

microorganismos evitando el deterioro de los alimentos y su

putrefacción.

Actividad de Agua (aw):

Es la cantidad de agua que hay disponible en un alimento.

aw =

P vapor del alimento

P vapor del H

2O pura

Mide la capacidad de conservación, propagación microbiana, … del

alimento.

La aw se puede bajar aumentando la [ ] de solutos en la fase acuosa:

Extrayendo agua del alimento (secado/liofilización)

Adicionando solutos a la fase acuosa (azúcares)

Page 18: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

La estabilidad del alimento depende de su contenido en agua libre:

Desarrollo de microorganismos.

Reacciones enzimáticas.

Reacciones químicas.

aw = P

P0

= HR

100

= F

F0

= ma

ma + ms

P = presión de vapor de agua en el alimento.

P0 = presión de vapor de agua en el alimento.

HR = humedad relativa.

F = fugacidad.

ma = moles de agua (g/18).

ms = moles de soluto (g/pm).

Cuando una disolución/sólido húmedo se encuentra en equilibrio con la

atmósfera de su entorno:

aw disolución/sólido soluble = HR atmósfera

Page 19: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

ISOTERMA DE SORCIÓN

Representa el contenido de

agua en función de la

actividad de agua.

Isoterma de adsorción:

Se coloca el producto seco en contacto con una atmósfera de HR creciente.

Isoterma de desorción:

Se coloca el producto húmedo en contacto con una atmósfera de HR decreciente.

Cambios que se producen en el alimento en

función de su contenido en agua.

Page 20: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

Zona I: Agua Constitucional.

Agua fuertemente ligada a puntos específicos del sólido.

Agua inmóvil.

Esos puntos pueden ser:

No congela a -40 ºC.

aw = 0- 0,35

0,03 % del agua total.

Capa BET: Límite entre Zona I y Zona II

Agua de la monocapa.

Cantidad de agua necesaria para formar una monocapa sobre sitios altamente

polares de la materia seca.

Cantidad de agua que puede estar fuertemente unida a la materia seca.

Grupos hidróxilo de polisacáridos.

Grupos amino y carbonilo de proteínas.

Forman enlace de Hidrógeno, ión-dipolo u otras

interacciones fuertes.

El agua no está disponible como disolvente: no contribuye a

la actividad microbiana o química.

“Valor Monocapa o Monomolecular”.

Page 21: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

Zona II:

Multicapa (0,5 %).

Vecinal (3 – 2 %).

Se localiza en capas externas.

aw > 0,3

La mayor parte no congela a -40ºC.

Propiedades como solvente reducidas.

Movilidad reducida.

Puentes de Hidrógeno agua-agua y agua-soluto.

Zona III:

Atrapada en macro-capilares.

Agua Libre o Atrapada.

Contiene solutos de bajo Peso Molecular.

Fácil de congelar.

Propiedades del solvente similar al agua pura.

Su eliminación reduce la aw al 0,8

Representa el 95% del agua.

Efecto de la temperatura sobre las

isotermas de sorción.

Page 22: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

aw efecto

0 a 0,2 (agua de monocapa) No hay actividad enzimática, crecimiento

microbiano, oscurecimiento enzimático,

gran oxidación de lípidos.

0,65 Pueden crecer hongos osmofílicos.

0,7 a 0,8 (agua capilar) Empiezan a crecer hongos y levaduras.

0,8 (límite del agua débilmente enlazada) Empieza en crecimiento de bacterias.

0,3 a 0,8 Oxidación de lípidos, baja actividad

enzimática (lipasas).

0,8 a 1,0 (agua débilmente enlazada) Rápida actividad enzimática (amilasas,

fenoloxidasas, peroxidasas).

Actividad de Agua y Reacciones

Page 23: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

Organismo Aw mínima

Bacterias 0,91

Levadura 0,88

Moho 0,8

Bacterias halófilas 0,75

Levadura hosmófila 0,60

Salmonella 0,95

Clostridium Botulinum 0,95

Escherichia Coli 0,96

Staphilococus Aureus 0,96

Bacilus sp. 0,96

aw mínima para el crecimiento de microorganismos.

Page 24: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

DESECACIÓN / DESHIDRATACIÓN / SECADO

Reducción de la aw para prolongar la vida útil de los alimentos.

El contenido microbiano del alimento crudo es un factor

determinante para asegurar la calidad de un producto desecado.

Al rehidratar un producto desecado, los microorganismos

pueden proliferar de nuevo.

Al deshidratar un alimento se pueden producir una serie de

reacciones químicas que conllevan la aparición de

aromas/aspectos indeseados (reacción de Maillard, …).

Además, facilita la conservación del producto, reduce su peso y

el volumen por unidad de “valor alimenticio”.

Operaciones Unitarias: evaporación y sublimación.

Page 25: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

Reacción de Maillard:

Page 26: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

Métodos empleados:

Secado por aire caliente:

El alimento se pone en contacto con una corriente de aire caliente.

El calor se aporta al producto principalmente por convección.

Secado por contacto directo con una superficie caliente:

El calor se aporta al producto principalmente por conducción.

Secado mediante el aporte de energía por una fuente

radiante, de microondas o dieléctrica.

Liofilización (*): El agua de los alimentos se congela y se sublima, generalmente

aportando calor a una presión muy baja.

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Secado por aire caliente.

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Secado por contacto directo con una superficie caliente.

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Page 35: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

Secado mediante el aporte de energía por una fuente

radiante, de microondas o dieléctrica.

Page 36: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

Liofilización.

Page 37: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

Rehumidificación.

Reconstitución de productos secos en polvo.

Page 38: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

OTROS PROCEDIMIENTOS DE CONSERVACIÓN

LIOFILIZACIÓN:

Desecación del producto mediante el vacío.

cámara

refrigeración

PRODUCTO

FRESCO

cámara

congelación

PRODUCTO

CONGELADO

cámara

de vacío

PRODUCTO

CONGELADO

SUBLIMACIÓN

PRODUCTO

DESECADO

AGUA

Tras la rehidratación, tanto el valor nutritivo como las

características organolépticas son prácticamente las mismas

que el producto fresco.

Productos típicos liofilizados:

Leche infantil, sopas, café, infusiones, …

El producto liofilizado solo tiene un 2% de agua.

Page 39: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

SALAZON

Adición de sal (ClNa) al alimento sal seca SALAZÓN

disolución SALMUERA

Se consigue alargar la vida útil del producto durante mucho

tiempo.

Se consigue la deshidratación parcial de los alimentos, se

refuerza el sabor y se inhibe el crecimiento de algunas bacterias.

Se suele emplear para carnes y pescados.

A menudo se suele emplear la sal añadiendo nitrato sódico y

nitrito, así como eneldo, mostaza, pimentón y canela para realzar

los sabores.

Ejemplos: jamón curado, cecina, …

Page 40: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

SALMUERA

Disolución altamente concentrada de sal ( > 100.000 mg sal/l.

agua).

El uso de la salmuera para la conservación de alimentos está muy

extendido, pues aporta sabor, ejerce un efecto conservador el

influye en la textura y las características de los alimentos.

La sal empleada debe ser de buena calidad; presentar un bajo

contenido en Ca, Mg y Fe , color blanco y libre de bacterias

halofíticas y materias extrañas.

Al introducir hortalizas en salmuera con una [ ] 8-11% se inhibe

la multiplicación de la mayoría de los microorganismos, aunque

los responsables de las fermentaciones son capaces de tolerar

dicha [ ] .

Page 41: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

Los principales microorganismos que intervienen en la

fermentación provocando cambios deseables son:

Lactobacteriaceae; produce ácido láctico a partir de los

azúcares naturales presentes en las hortalizas.

Acetobacter; produce CO2 (efecto de agitación) y H2.

Levaduras; producen CO2 y alcohol.

Importante en control de la Tª para dirigir la fermentación (15-20 ºC).

Requisitos para una correcta fermentación:

Tener en cuenta el contenido en humedad del producto para

mantener una [ ] inicial del 8-10 % (40º salinómetro). Una [ ]

inicial superior al 17 % inhibe el crecimiento de las bacterias de

la fermentación.

Las hortalizas tienen que estar sanas, sin lesiones y pre-

clasificadas por su tamaño.

Page 42: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

La introducción de las hortalizas en la salmuera debe realizarse

rápidamente tras su recepción, pesado y clasificación.

Para conseguir que todas las porciones del producto sean

penetradas por la salmuera, ésta debe introducirse en los

recipientes de fermentación previo a la introducción del

producto.

Para evitar la estratificación hay que procurar un mezclado

homogéneo apropiado cada cierto tiempo.

Hay que llevar un control regular de la salmuera, diluyendo o

concentrando la salmuera cuando fuera necesario.

Realización de drenaje final de la salmuera:

Para eliminar el exudado lechoso, la suciedad, actividad

enzimática y levaduras superficiales.

Reposición por otra salmuera fresca (15 % de sal, 1% Hlac).

Mantenimiento de meses; 10 % sal + 0,3 % Hlac.

Page 43: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

CONCENTRADO DE AZÚCAR

Se suele emplear para conservas de frutas y vegetales.

Método parecido a la deshidratación por su estabilidad

microbiana conseguida.

Contenido en humedad Alimentos de humedad intermedia

Deshidratación Osmótica: interacción producto + jarabe (glucosa)

El producto no es comercialmente estable por su contenido en

humedad.

Estabilidad Comercial

Deshidratación Osmótica Congelación

Secado por aire

Vacío

Técnica de conservación de bajo coste.

Se mejora la textura, sabor, aroma, estabilidad del producto y

favorece la retención de nutrientes durante el almacenamiento.

+

Page 44: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

> Eficiencia energética.

DISOLUCIÓN

ALIMENTO

> aw

> [ ] SOLUTOS

H20 +

componentes

Agentes Osmóticos:

Sacarosa: Frutas

Cloruro Sódico: Hortalizas, pescado y carne.

Glucosa, fructosa, lactosa, dextrosa, maltosa, polisacáridos,

maltodextrina, jarabe de almidón de maíz.

A > temperatura de la disolución, mayor pérdida de agua del

producto.

Page 45: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

FRUTAS Y HORTALIZAS

FRESCAS

Pelado

Eliminación de las pepitas

Cortado en rodajas (slicing)

PRE-TRATAMIENTOS

DESHIDRATACIÓN OSMÓTICA Disolución Osmótica

Diluida Evaporación

Agua Disolución Osmótica

Concentrada Lavado

Enlatado Congelación Pasteurización Secado

Secado por

aire

Secado por

congelación

Secado al

vacío

Proceso de productos deshidratados osmóticamente.

Page 46: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

PASTEURIZACIÓN

ENCURTIDOS

Permite la conserva de los productos vegetales durante mucho tiempo.

Se mantienen las características nutritivas y organolépticas del

producto.

En muchas ocasiones se añaden hierbas y sustancias antimicrobianas

(mostaza, ajo, canela y clavos) que realzan el sabor.

DISOLUCIÓN

ALIMENTO

Vinagre (pH < 4,6)

Lactobacilus

plantarum

+

VINAGRE:

Mata necrobacterias.

L. plantarum:

pH.

acidez.

conservación.

Page 47: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

Materia Prima No Fermentación

Fermentación ácido-láctica (anaeróbica)

Page 48: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

ADITIVOS

Sustancias químicas naturales o de síntesis que se añaden a los

alimentos de manera intencionada para modificar sus propiedades,

técnicas de elaboración, conservación o mejorar su adaptación al uso

al que está destinado.

Ejemplo de Aditivos:

Propionato de Na [Na(C2H5COO)] / Sal Sódica: E-281

Sorbato de Na: E-201

Retardar el crecimiento de bacterias y hongos:

Evitar enfermedades carenciales:

Vitaminas.

Minerales.

Nutrientes esenciales

Impedir la destrucción tras la oxidación de los lípidos:

Butil hidroxianisol (BHA).

Butil hidroxitolueno (BHT).

Page 49: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

Lista positiva de aditivos (conservantes) alimenticios: 2001

Page 50: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

CONSERVAS / SEMICONSERVAS

Son los alimentos elaborados de productos de origen vegetal

con o sin adición de otras sustancias , sometidos a tratamientos

autorizados que garanticen su conservación y contenidos en

envases apropiados.

Los tratamientos estabilizarán el alimento solamente durante

un tiempo determinado.

Los productos no están esterilizados.

Hay que conservarlos en refrigeración.

El alimento está conservado crudo macerado con algún

conservante natural (sal, vinagre,…).

Page 51: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

Productos enlatados:

El envasado de alimentos se hace en recipientes metálicos,

fabricados con acero recubierto con una capa de estaño.

Dependiendo del tipo de alimento, el acero con su propia capa

de estaño a su vez se recubre con el barniz adecuado al tipo de

alimento que se envase.

Una vez lleno el envase con el producto, se procede a su

cerrado hermético.

Para ello se somete a un proceso de calentamiento adecuado al

tipo de producto que se ha enlatado.

Los grados de temperatura y los tiempos de proceso dependen

del alimento y en f (alta/baja acidez del producto).

Tras el calentamiento se somete a un proceso de enfriamiento.

El tratamiento térmico garantiza la destrucción de los

microorganismos que pudieran causas trastornos sanitarios.

Page 52: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos
Page 53: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos
Page 54: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

ATMÓSFERA MODIFICADA / VACÍO

Método de conservación de alimentos muy práctico y sencillo.

Mantiene la frescura del producto, mejora su presentación y

aumenta su periodo de conservación.

Se puede aplicar a todo tipo de productos; frutas, verduras,

carnes rojas, jamón, embutidos, pescados, mariscos, quesos,

productos lácteos, ensaladas, productos de panadería y pastas,

alimentos preparados, alimentos deshidratados, zumos, vinos,

bebidas, etc.

Composición normal del aire:

Oxigeno: 21% Nitrógeno: 78% CO2: <0,1%

Page 55: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

Envasado en Atmósfera Modificada (EAM):

Implica la eliminación del aire del interior del envase y su

sustitución por un gas o mezcla se gases; la mezcla de gases a

emplear depende del tipo de producto.

La atmósfera gaseosa que rodea al producto cambia

continuamente (dinámica) durante todo el periodo de

almacenamiento debido a la influencia de varios factores

(respiración del producto envasado, cambios bioquímicos,

lenta difusión de los gases a través del envase, …).

Obtención de la composición más adecuada en el espacio de

cabeza del envase por dos métodos fundamentales:

1.- Sustitución mecánica del aire:

1.1- Arrastre con una corriente de gas.

1.2- Por vacio compensado.

Page 56: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

Arrastre con gas:

Se suele realizar con una máquina del tipo formado-

llenado-cerrado.

Mezcla de

Gases

Gas

atmosférico

O2: 21 %

N2: 78%

CO2: < 0,1%

producto

Espacio de cabeza

[ O2] residual espacio de cabeza: 2-5 %

Técnica no recomendada para productos

envasados sensibles al oxigeno.

Ventaja: velocidad de la operación (en continuo).

Page 57: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

Envasado de bebidas no alcohólicas/cervezas:

Sustitución del aire por una corriente de N2.

Inyección de una gota de N2 liquido

inmediatamente antes de su cerrado.

El N2 liquido se evapora rápidamente

formando un gas que arrastra al O2 captado

durante el proceso de llenado.

Beneficios:

Aumento de la vida útil. Retención del aroma del producto. Disminución de la corrosión del bote.

Vacío compensado:

Primero se practica el vacío al envase

formado/termoformado con el producto en su

interior y acto seguido se inyecta el gas.

Page 58: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

Mezcla de

Gases

Gas

atmosférico

O2: 21 %

N2: 78%

CO2: < 0,1%

producto

Espacio de cabeza

Ventaja: eficaz con respecto al residual de O2.

vacío

Page 59: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

2.- Generación de la atmósfera modificada:

Modificación pasiva de la atmósfera.

Las frutas y hortalizas continúan respirando tras su

recolección (consumiendo O2 y produciendo CO2 y

vapor de agua). Eligiendo un film con la

permeabilidad adecuada se consigue, de forma

pasiva, crear una atmósfera equilibrada adecuada

para este tipo de productos.

Las atmósferas modificadas de equilibrio (AMdE),

conteniendo 2-5 % O2 y 3-8 % CO2 actúan

retrasando la maduración y reblandecimiento de

frutas y hortalizas, así como reduciendo la

degradación de la clorofila, podredumbres

microbiológicas y pardeamientos enzimáticos.

Page 60: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

Envasado activo.

Incorporación de ciertos aditivos en el film de

empaquetado o el envase para modificar la

atmósfera del espacio de cabeza e incrementar la

vida útil del producto.

Absorbedores/Secuestradores de O2.

Absorbedores/Emisores de CO2.

Secuestradores de Etileno.

Emisores de Etanol.

Tipo de secuestrador en f (origen del O2 / CO2):

O2 de cabeza + disuelto en el momento del

envasado. Secuestrador de O2 de espacio de

cabeza.

Liberadores de conservantes.

Absorbedores de humedad.

Page 61: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

Secuestradores no metálicos:

Agentes reductores orgánicos (ácido ascórbico,

sales del ácido ascórbico y catecol).

Secuestradores de oxigeno enzimáticos

(glocosaoxidasa ó etanoloxidasa).

Se encuentran en el interior de bolsitas (“no

comer”) que se introducen en el interior del

envase o en etiquetas adhesivas (USA/Europa)

Secuestradores metálicos:

Polvo de Fe + Catalizador adecuado HR > 85%

Agente reductor metálico hidratado que

secuestra el O2 convirtiéndolo en un óxido

estable irreversible.

O2 que entra al envase por su permeabilidad. Hay

que evitar que entre en contacto con el producto.

Producto barrera mejorado químicamente.

Page 62: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

[ O2] residual espacio de cabeza: < 0,01 %

Secuestradores de O2 en bebidas:

No se emplean secuestradores metálicos.

Utilización de compuestos no metálicos y

organometálicos con afinidad por el O2

incorporados a los cierres.

Page 63: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

Materiales Secuestradores de O2 : ZERO2 TM

Material plástico de envasado con propiedades

secuestrantes de O2.

Los componentes reactivos son activados

mediante luz u-va o procesos similares de alta

energía.

Las propiedades secuestradoras están inactivas

hasta que recibe el estímulo apropiado.

Absorvedores de CO2.

Aplicación: cafés (frescos/tostados/molidos).

Objetivos: 1.- evitar la entrada de Humedad y O2 para

preservar los aromas volátiles.

2.- evitar que el CO2 que desprenden los

productos tostados revienten el envase.

Soluciones: 1.- emplear envases con válvulas de 1 vía para

expulsar el exceso de CO2.

Page 64: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

2.- emplear secuestradores de CO2 ó O2/CO2.

CaO

+

C activo secuestro del CO2

Fe polvo

+

Ca (OH)2

secuestro del O2

secuestro del CO2

Emisores de CO2.

Para envasado de carnes y pescados en AM.

Se puede utilizar en bolsitas junto a secuestradores

de O2. (envase Verifrais TM) :

Se puede utilizar en bolsitas junto a

secuestradores de O2.

producto

Espacio de cabeza Falso fondo perforado

+

bolsita porosa con:

Ascorbato/bicarbonato Na

Page 65: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

La rotura de envases o el desarrollo de un vacío

parcial es un problema para los productos con

secuestradores de O2.

producto

Espacio de cabeza

exudado

+

Ascorbato/bicarbonato Na

CO2

Para evitar lo anterior, se han desarrollado

bolsitas/etiquetas con secuestrador de O2 y emisor

de CO2.

Bolsita/Etiqueta: carbonato ferroso +

catalizador haluro-metálico (ó variantes no

ferrosas).

Uso: para aperitivos, nueces secas, ….

Page 66: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos
Page 67: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos
Page 68: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos
Page 69: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

Secuestradores de Etileno (C2H4).

Etileno: regulador del crecimiento de las plantas que

acelera el ritmo de la respiración provocando la

maduración de ciertos productos hortofrutícolas.

KMnO4 sobre un soporte inerte (sílice/alúmina).

KMnO4 oxida al C2H4 produciendo acetato +

etanol con cambio de color de púrpura a marrón.

En combinación con absorbedores de humedad:

carbón activo + catalizador metálico + gel sílice. Neupalon TM

Page 70: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

Uso: tartas, bollería, panadería, …

Inhibe el crecimiento de mohos/levaduras y

mantiene la frescura del producto.

Liberadores de Conservantes.

Actualmente en desarrollo para determinar su

efectividad.

Problemas legislativos y económicos.

Incorporación de ciertos aditivos al material de los

envases con efecto microbicida y antioxidante.

Emisores de Etanol (C2H6O).

Etanol: como agente microbicida inhibe el

crecimiento de mohos, bacterias y levaduras.

Bolsitas y láminas impregnadas en etanol sobre un

material que emite con control vapor de etanol.

Ethicap TM

Page 71: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

En productos con elevado contenido de H:

Polímero superabsorbente (puede absorber hasta

500 veces su peso en agua) tales como sales de

poliacrilato, carboximetilcelulosa (CMC) y

copolímeros de almidón.

Absorbedores de Humedad.

En bolsitas, láminas, almohadillas, …

Para los alimentos secos envasados: oxido de Ca,

arcillas activadas, gel de silicio, …

Tyvek TM

Bolsitas con triple acción; absorber la H, C activo

(eliminar olores) y polvo de Fe (eliminar el O2).

Page 72: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

Gases utilizados en el envasado en atmósfera modificada:

Oxigeno (O2):

Es el gas que más influye en el deterioro de los

alimentos, siendo utilizado por los organismos

aerobios que provocan la descomposición así como

por los tejidos vegetales participando a la vez en

algunas reacciones enzimáticas en los alimentos,

incluyendo la oxidación de la mioglobina en la carne

y la oxidación de la grasa y de compuestos sensibles

como vitaminas y aromas.

Page 73: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

Dióxido de Carbono (CO2):

Objetivo: reducir la cantidad de oxigeno lo máximo

posible e incluso hasta eliminarlo por completo.

Excepciones: cuando el oxígeno es necesario para

la respiración de frutas y hortalizas, la retención del

color (carne roja) o para evitar las condiciones

anaerobias en el caso del pescado blanco.

Excelente inhibidor frente al crecimiento bacteriano.

Es muy efectivo contra las bacterias aerobias de la

descomposición, gram-negativas tales como las

Pseudomonas que provocan pérdida de color y malos

olores en carnes, aves y pescados.

No retrasa el crecimiento de todos los

microorganismos; las bacterias acido-lácticas crecen

en presencia de CO2 y con niveles bajos de O2 y tiene

poco efecto sobre las levaduras.

Page 74: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

El efecto inhibidor se incrementa a bajas temperaturas

debido al aumento de su solubilidad (179,9 ml/100 ml

de agua a 0ºC).

A [ ] elevadas suele utilizarse para el envasado de

productos de panadería, quesos duros y pescados

grasos.

La absorción de CO2 depende en gran medida del

contenido en humedad y grasa del producto. El

productos tales como las carnes rojas, aves y mariscos

un exceso en la absorción de CO2 puede conducir al

fenómeno conocido como “colapso del envase” sobre

todo a Tª de refrigeración. La aparición del exudado

del producto dentro del envase se produce por la

disolución del gas en la superficie de la carne fresca

disminuyendo el pH y por tanto la CRA de la proteína.

Page 75: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

Las [ ] elevadas pueden provocar la decoloración y el

desarrollo de sabores ácidos punzantes en carnes

rojas y aves aunque desaparece de forma rápida tras la

apertura del envase.

Algunos productos lácteos (cremas) son muy sensibles

a [ ] elevadas favoreciendo el manchado.

El CO2 difunde a través del film de envasado unas 30

veces más rápidamente de lo que lo hacen otros gases.

Nitrógeno (N2):

Gas inerte con baja solubilidad en agua y grasa.

Se utiliza para desplazar el O2, retrasar la oxidación y

prevenir el enranciamiento de los frutos secos.

Indirectamente actúa retrasando el desarrollo

microbiológico de organismos aerobios productores

de la descomposición.

Actúa de relleno para evitar el colapso del envase en

aquellos alimentos que absorben el CO2.

Page 76: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

Monóxido de Carbono (CO):

Muy efectivo para conservar el color rojo de las

carnes frescas debido a la formación de

carboximioglobina.

Al ser un gas altamente tóxico, su uso está prohibido

en Europa. En USA está permitido, donde se utiliza

principalmente para prevenir el pardeamiento en el

envasado de la lechuga.

Ejerce un reducido efecto sobre los microorganismos.

Mezcla de gases:

Cobertura Inerte: N2. Atmósfera semi-activa: CO2/N2 ; O2/CO2/N2. Atmósfera completamente activa: CO2 ; CO2/O2.

La combinación de gases depende del tipo de

producto, material de envase, Tª almacenamiento,

contenido de humedad y grasa, nivel de micro inicial,

y necesidades de estabilización del color (carnes

rojas).

Page 77: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

Mezcla de gases recomendadas para el envasado en AM.

Page 78: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

Composición gaseosa recomendada para el empaquetado de

productos cárnicos.

Page 79: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

Se suele utilizar para definir a los alimentos EAM de forma

incorrecta.

Envasado en Atmósfera Controlada:

Resulta imposible controlar la atmósfera del envasado durante

el almacenamiento del producto.

Estimación de Vida útil de productos envasados en AM.

Page 80: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

Se suele utilizar para definir a los alimentos EAM de forma

incorrecta.

Envasado en Atmósfera Modificada:

Resulta imposible controlar la atmósfera del envasado durante el

almacenamiento del producto.

Definiciones Importantes:

Método de empaquetado que implica la eliminación del aire del

interior del envase y su sustitución por un gas o mezcla de gases, en f

(tipo de producto).

La atmósfera gaseosa cambia continuamente durante todo el periodo

de almacenamiento (influencia de varios factores).

Envasado en Atmósfera Controlada:

Page 81: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

Es el método más simple y más común de modificar la atmósfera

interna de un envase.

Envasado en Gas:

El producto se coloca en un envase formado con film de baja

permeabilidad al O2, se elimina el aire y se sella el envase.

Término alternativo empleado con frecuencia para describir el EAM.

Es un nombre inapropiado, ya que la modificación de la atmósfera se

puede conseguir por un simple vacío.

Envasado al Vacío:

EL envase sin aire se pliega (colapsa) alrededor del producto ya que

Pint <<< Pext

Término utilizado en muchas ocasiones para referirse a la mezcla de

gases utilizada para modificar la atmósfera dentro del envase.

Cocktail de gas (mezcla de gases):

Page 82: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

Almacenamiento en Atmósfera Controlada:

Forma de almacenamiento de grandes cantidades en el cual las [ ] de

los gases introducidos inicialmente se mantienen durante el periodo

de almacenamiento mediante registros y regulación constantes.

Ejemplos:

Las cámaras de almacenamiento ´se encuentran refrigeradas.

Almacenamiento en cámaras refrigeradas herméticas de

gran cantidad de frutas para controlar los niveles de O2

y CO2.

Incremento de la vida útil de canales frescas de aves

almacenadas en cantidades industriales.

Almacenamiento Hipobárico:

Almacenamiento a baja presión para almacenamiento de ciertas

frutas.

Se controla con precisión la presión, temperatura y humedad.

Page 83: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

Ventajas e Inconvenientes del envasado en AM:

VENTAJAS INCONVENIENTES

El ∆ de la vida útil permite la reposición

en los lineales con menor frecuencia.

Inversión en maquinaria de envasado con gas.

Reducción de desechos a nivel detallista Coste de los gases y material de envasado.

Mejor presentación, clara visión del

producto y visibilidad de todo el entorno

Inversiones en equipo analítico para

garantizar en empleo adecuado de gases.

Apilado higiénico de los envases, cerrados

,libres de goteo y de olores.

Gastos en los sistemas para asegurar la

calidad, evitar distribuir envases pinchados,…

Reducción de costes de producción y

almacenamiento, debido a la mejor

utilización del trabajo, espacio y equipos

Posibilidad de crecimiento de patógenos

sobre alimentos, debido al exceso de Tª

cometidos por distribuidores y consumidores.

Poca o ninguna necesidad de conservantes

químicos.

Pérdida del beneficio cuando se abre o se

perfora el envase.

El ∆ de la zona de distribución y

reducción de costes de transporte, debido

a una menor frecuencia de reparto.

Empaquetado y control de las porciones

centralizados.

El ∆ en el volumen de los paquetes, que

podría afectar adversamente a los costes de

transporte y al espacio necesario en la

distribución al por menos.

Fácil separación de productos en lonchas

Page 84: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

Sistemas de suministro de Nitrógeno y Oxigeno.

Page 85: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos
Page 86: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

Envasado al Vacío:

Es el método más simple y común de modificar la atmósfera

interna de un envase.

El producto se coloca sobre un envase formado con film de

baja permeabilidad al oxigeno, se elimina el aire y se suelda en

envase. El envase sin aire, se pliega (colapsa) alrededor del

producto, puesto que la presión interna es muy inferior a la

atmosférica.

La [02] < 1%

Debido a las propiedades barrera del film empleado, se limita

la entrada de oxígeno desde el exterior.

En el caso de la carne envasada al vacío, la respiración de la

carne consume rápidamente el oxigeno residual que es

sustituido por el CO2, que al final se incrementa en el interior

del envase hasta un 10-20%.

Page 87: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

La carne envasada a vacio NO aceptación venta al por menor

Carne roja Ausencia de O2

Permeabilidad del envase

Carne parda

mioglobina

metamioglobina

+ Acumulación

exudado

NO ACEPTADO

CONSUMIDOR

Page 88: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

Envasado en Gas:

Es el método más simple y común de modificar la atmósfera

interna de un envase.

El producto se coloca sobre un envase formado con film de

baja permeabilidad al oxigeno, se elimina el aire y se suelda en

envase. El envase sin aire, se pliega (colapsa) alrededor del

producto, puesto que la presión interna es muy inferior a la

atmosférica.

La [02] < 1%

Debido a las propiedades barrera del film empleado, se limita

la entrada de oxígeno desde el exterior.

En el caso de la carne envasada al vacío, la respiración de la

carne consume rápidamente el oxigeno residual que es

sustituido por el CO2, que al final se incrementa en el interior

del envase hasta un 10-20%.

Page 89: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

PROCESOS TÉRMICOS DE CONSERVACIÓN

Se trata de simular y optimizar cualquier Proceso de Tratamiento Térmico, a

partir de los datos analíticos de los parámetros D y Z de todos los

parámetros, proporcionando los puntos óptimos del Tratamiento real

Industrial con el máximo de destrucción Microbiológica y el mínimo de

destrucción del resto de parámetros que caracterizan el óptimo de procesado

de los alimentos. Se han incorporado las metodologías de cálculo de

Diferencias Finitas y Elementos Finitos (Programa Compassis).

(A)

INTRODUCCIÓN

Page 90: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

CONCEPTOS PREVIOS

1.- Cinética de destrucción de microorganismos.

1.1 Influencia del tiempo de tratamiento a Tª constante.

Siendo: N = nº de células vegetativas / esporas supervivientes. N0 = población inicial de N. t = duración del tratamiento térmico.

Experimentalmente se demuestra una relación entre dichos parámetros.

log N = a*t + log N0

D = tiempo de tratamiento durante el cual la proporción de células destruidas es del 90% y

caracteriza la TERMO-RESISTENCIA

- De una especie de microorganismo.

- A una temperatura determinada.

1

D

t

log N

log N = (-1/D)*t + log N0

N = N0 * 10 (-t/D)

Page 91: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

1.2 Efecto de la temperatura de tratamiento.

Las infinitas combinaciones de tiempo – temperatura que producen

el mismo grado de destrucción térmica siguen la siguiente cinética:

log t = a*T + b

Z = elevación de la Temperatura necesaria para reducir la décima parte (1/10) el tiempo de

tratamiento térmico estándar para obtener la misma tasa de destrucción.

1

Z

T

log t ó log D

log t(*) = a*T(*) + b T-t de referencia/estándar

t(*) = tiempo de referencia

T(*) = temp. de referencia

log (t/t(*)) = a*(T-T(*) )

log (t/t(*)) = (-1/Z)*(T-T(*) )

Page 92: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

t = t(*) * 10 -(T-T(*))/Z

D= D(*) * 10 -(T-T(*))/Z

1.3 Cuantificación de los tratamientos térmicos.

Escalas usualmente más utilizadas:

Para la esterilización: T (*) = 121,1 ºC

Para la pasteurización de bebidas: T (*) = 60,0 ºC t (*) = 1 min

Valor de Esterilización = FTref = Ʃ Lti * Δti = = [T - T(*)] / Z

dt

Siendo: m = tasa de reducción decimal a conseguir

m = - log (N/N0) = -t/D

t referencia = FTref =

[T - T(*)] / Z dt = m * DTr

Siendo: L= Letalidad = 10 [T - T(*)] / Z

t tratamiento = Ʃ Lti * Δti

Page 93: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

1

DT1 = 90% reducción decimal

t

log N

DT2

log N0

log 104

log 103

T1

T

log D

log t1

log t2

1

Z

T2

t2 t1

Page 94: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

Z para un m1

Microbiológico Log D

Z para un m1

Organoléptico ó Bioquímico

T

Page 95: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

1.4 Efectividad de los tratamientos térmicos.

Valor F

Parámetro utilizado en la industria conservera.

Es el tiempo (minutos) que se requiere, a una temperatura

determinada, para reducir la población microbiana presente en un

alimento hasta un cierto nivel deseado (letalidad).

Cada microorganismo tiene su propio Valor F.

Cuando el Valor F se refiere a la temperatura de referencia (121ºC)

se define como F0.

F = D * (log N0 – log Nt)

N0 = población (nº) inicial de microorganismos.

Nt = población (nº) final de microorganismos a la que se pretende llegar.

D = tiempo de reducción decimal.

Page 96: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

EJERCICIOS

Clostridium Botulinum produce una potente neurotoxina cuando se multiplica en los

alimentos.

Como es una bacteria anaerobia y en productos de conserva no existe oxigeno, CB

puede crecer y producir la toxina.

Para salvaguardar al consumidor, al esterilizar un alimento de pH > 4,5 , siempre se

supone que existe una espora de CB por envase, y es necesario reducir su número a

una espora viable por cada billón (102) de envases. Es decir, hay que conseguir que

el tratamiento térmico ocasione 12 reducciones decimales.

Experimentalmente se consigue dicha reducción decimal por uno de los siguientes

métodos:

A) Tª = 105 ºC ; t = 103 minutos.

B) Tª = 117 ºC ; t = 6,5 minutos.

Calcular el tiempo de acción que debe aplicarse para obtener el mismo resultado a

las temperaturas de 100 ºC y 120 ºC.

Se pide:

1

Se sabe que el Valor F0 mínimo para las conservas de alimentos de pH > 4,5 es 2,53

min.

Page 97: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

Tª = 105 ºC ; t = 103 minutos.

Tª = 117 ºC ; t = 6,5 minutos.

1º) Cálculo de Z:

D= D(*) * 10 -(T-T(*))/Z

t= t(*) * 10 -(T-T(*))/Z

Z = 10 ºC

2º) Cálculo del tiempo de reducción decimal D121,1ºC:

El tiempo necesario para obtener una reducción de 1012

(m=12) a 121,1 ºC es:

t 121,1ºC = 2,53 min t 121,1ºC = m * D121,1ºC

m= 12 D121,1ºC = 0,21 min

3º) Partiendo de una población inicial de 1012

esporas, ¿Cuántas sobrevivirán?:

Aplicando 100 ºC durante 1 hora

Aplicando 120 ºC durante 20 min

D100ºC = 27 min.

D120ºC = 0,27 min.

N = N0 * 10 - T/D N100ºC = 1012 * 10

-60/27 = 6 * 10

9

N120ºC = 1012 * 10 -20/0,27

= 8,4 * 10-63

INEFICAZ

ESTERILIDAD

Page 98: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

4º) ¿Qué Tª debe aplicarse para obtener una reducción decimal de m=10 en 50 min?

D = D(*) * 10 -(T-T(*))/Z

D = 50/10 = 5 = D(*) 121,1ºC * 10

- (T - 121,1) / 10 T= 107 ºC

Page 99: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

Se pasteuriza un vino en un intercambiador de placas a 72ºC durante 15 segundos. 2

¿Qué valor de esterilización se alcanza sabiendo que el número de unidades

de pasteurización se calcula sobre la base de una temperatura de referencia

de 60 ºC y un valor Z de 7ºC?.

T = 72 ºC ; t 72ºC

= 15 seg T = 60 ºC ; t 60ºC

= ¿?

FT*

= t*60ºC

= t72ºC

* LT = F

60ºC = t

72ºC * 10

(T – T*)/Z = (15/60) * 10

(72 – 60) / 7 = 12,9

Lactobacilus fructidevorans tiene, en el vino, un tiempo de reducción decimal

de 1,7 min a 60ºC. ¿qué nivel de reducción decimal se alcanza mediante

dicha pasteurización?.

D60ºC

= 1,7 ; t*60ºC

= n * D60ºC n = 12,9 / 1,7= 7,6

Page 100: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

Por una mala regulación de la temperatura, se pasteuriza a 71ºC en lugar de

72ºC ¿Qué nuevo nivel de reducción decimal se alcanza?

D71ºC

= D(*)

60ºC * 10

(T – T*) / Z = 1,7 * 10

– (71 – 60) / 7 = 0,0456 min

t71ºC

= n * D71ºC

n = 15/60 * 0,0456 = 5,48

Un solo ΔT = 1ºC provoca el aumento del número de supervivientes en un factor > 100.

n = 7,6 tratamiento con 72 ºC, luego la reducción decimal es: N/N0=10

-n=10

-7,6

n = 5,48 tratamiento con 71 ºC, luego la reducción decimal es: N/N0=10

-n=10

-5,48

Page 101: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

Se esteriliza leche a 135 ºC durante 4 seg ; de este modo se conserva el 99 %

de vitamina B1.

¿que proporción de vitaminas se mantendrá si se esteriliza a 110 ºC

manteniendo el mismo valor de esterilidad ? Z = 10 ºC para esterilización ; Z

= 25 ºC para la destrucción de vitamina.

3

La Tasa de reducción decimal n de la Vitamina C a 135 ºC durante 4 seg es :

n = log N/N0 = log 1/ 0,996 = 1,74 . 10-3

D135ºC

= t135ºC

/ n = 4 / (60 * 1,74 * 10-3

) = 38,4 min

D110ºC

= D(*)

135ºC * 10

–(110-135)/25 = 383 min

El tiempo de esterilización a 110 ºC para obtener el mismo valor de esterilización

obtenido anteriormente es:

t110ºC

= t(*)

135ºC * 10

–(T-T(*))/Z = (4/60) * 10

–(110 – 135)/10 = 21,1 min

Log (C/C0) = - t/D

C/C0 = 10- t/D

= 10–(21,1/383)

= 0,881

es decir, 88,1 %

Page 102: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

OPTIMIZACIÓN Y CORRELACIÓN DE LOS PARÁMETROS

MICROBIOLÓGIOS, BIOQUIMICOS y ORGANOLÉPTICOS

UTILIZANDO DIFERENCIAS FINITAS / ELEMENTOS FINITOS

PASOS A SEGUIR:

1.- Obtención de los datos analíticos correspondientes a los parámetros:

- Microbiológico (UFC). - Bioquímico. - Organoléptico.

2.- Calcular el log de los datos analíticos anteriormente descritos.

3.- Determinar las curvas de regresión de cada parámetro con sus temperaturas

correspondientes.

a 3 temperaturas distintas.

4.- Calcular todas las DT correspondientes a cada T y el valor Z.

5.- Interpolar la Tª que queramos y su D correspondiente.

6.- Determinar la curva de penetración de calor por el método de las diferencias

finitas/elementos finitos.

7.- Adaptar el tiempo de la Integral Térmica mD a la obtenida en el punto 6.

Page 103: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

1.1.- Materiales Necesarios:

- Matraces de 250 ml de capacidad conteniendo 100 ml de una

suspensión del microorganismo contaminante de densidad

óptica conocida en suero salino.

- Baños termostatizados a distintas temperaturas.

- Pipetas automáticas de distintos volúmenes y puntas estériles.

- Tubos de suero salino estéril con un volumen de 9.0 ml.

- Placas de petri con medio de cultivo Yeast Morphology

Agar (Y.M.A.) para realizar recuento de

microorganismos viables.

- Estufas de incubación.

- Espátulas de Drigalsky para realizar la extensión de las

muestras .

OBTENCIÓN DE LOS DATOS ANALÍTICOS CORRESPONDIENTES A

LOS PARÁMETROS: Microbiológicos. 1

Page 104: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

1.2.- Procedimiento:

1.- Poner al baño en agua a 44, 47 y 50 ºC tres matraces aforados con 100

ml cada uno con suero salino y mantener éstas temperaturas.

2.- Incorporar a cada matraz una suspensión de microorganismo

contaminante.

3.- Nada mas inocular los matraces (tiempo cero), se toma una muestra de

0,1 ml con micropipeta y se deposita en una placa petri con agar para

extenderla por toda la superficie con la espátula de Drigalsky esterilizada

previamente con filamento en alcohol o mechero Bunsen.

4.- Se repite las operaciones anteriores cada 5, 10, 15, 20, … , 90 minutos e

incubar las placas a 28 ºC.

5.- A las 24/48 horas hacer el recuento de microorganismos viables (ufc) por

mililitro de suspensión.

Page 105: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

44 ºC 47 ºC 50 ºC

100 ml 100 ml 100 ml

suero salino

microorganismo

contaminante micropipeta

baño termostatizado a distinta temperatura

matraz aforado

(100 ml)

placa petri agar

espátula de

Digralski

Mechero

Bunsen

ESTERILIZACIÓN ESPÁTULA

DESTRUCCIÓN DE MICROORGANISMO

(tasa de destrucción) ¿?

INOCULACIÓN

SUPERFICIAL DE 0,1 ml

DE LA DISOLUCIÓN

EXTENSIÓN SUPERFICIAL

DEL INÓCULO

INCUBACIÓN EN ESTUFA

(28 ºC de 24 a 48 horas)

RECUENTO EN PLACA

(u.f.c.)

REPETIR CADA 5 MINUTOS DURANTE 90 MINUTOS

Page 106: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

0 5 10 15 20 25 30 35 40

44 ºC

47ºC

50ºC

45 50 55 60 65 70 75 80 85 90

44 ºC

47ºC

50ºC

PLACAS INCUBADAS

Page 107: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

Obtenemos por cada valor de temperatura Ti (42, 47 y 50 ºC) 18 placas

(correspondiente a la destrucción de microorganismos cada 5 minutos).

1.3.- Resultados obtenidos:

Page 108: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

CÁLCULO DEL log DE LOS DATOS OBTENIDOS ANTERIORMENTE 2

Page 109: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

DETERMINAR LA Curva de Regresión DE CADA TEMPERATURA 3

Page 110: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos
Page 111: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

CALCULAR EL PARÁMETRO D CORRESPONDIENTE A CADA Tª 4

Page 112: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos
Page 113: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

INTERPOLAR LA Tª QUE QUERAMOS Y SU D Y Z CORRESPONDIENTE 5

log Dtnuevo = (Tdatos-Tnuevo) / Z+log DTdatos

Para interpolar los valores de Tª, su D y Z correspondiente utilizaremos la

siguiente fórmula de interpolación.

Nueva Tª

Nuevo log DT

Nueva DT

Page 114: MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

DETERMINAR LA CURVA DE PENETRACIÓN DE CALOR POR EL

MÉTODO DE LAS DIFERENCIAS FINITAS Y ELEMENTOS FINITOS 6

1.- Se determinará la curva teórica de penetración de calor en el interior de

un producto alimenticio envasado (lata, film plástico,…).

Utilizaremos el programa Compassis teniendo en cuenta los siguientes datos:

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Desde el programa Compassis podemos exportar los resultados numéricos a

una hoja de Excel.

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ÁREA DE CONTROL DE CALIDAD Y DE SEGURIDAD ALIMENTARIA

JAIME FISAC PONGILIONI

Ingeniero Agrónomo Col. Nº 4578 COIACC

Col. Nº 3199 COIAL