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UNIDAD IV - METODOS NO TERMICOS PARA CONSERVAR ALIMENTOS

UCC - CIENCIA Y TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS ING. HOLLLMAN M.

Unidad IV

Tratamiento no térmico en los alimentos (Otros métodos de Conservación)

CIENCIA Y TECNOLOGIA DE LOS ALIMENTOS

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Historia

Es posible que uno de los principales problemas que se enfrentó el ser humano fuera la buena conservación de la materia primas alimenticias conseguidas. Desde los tiempos más remotos tuvo como primordial preocupación la necesidad de prolongar la vida útil de sus fuentes alimenticias, que conseguían mediante sistemas de conservación relacionada al hábitat en el que desarrollaban sus vidas. Durante el primer periodo los alimentos eran conservados sin otro fundamento de una simple selección de sus fuentes y almacenado durante un tiempo corto.

Esquema histórico de los métodos de conservación

Los métodos de conservación de hoy en día tienen como objetivo principal evitar el deterioro de la calidad de los alimentos elaborados durante los periodos necesarios de almacenamiento. Esta calidad se le valorar en términos nutricionales, sensoriales y de seguridad o salud pública.

En la práctica cuando una materia prima alimenticia, más o menos perecedera, no puede ser utilizada de inmediato necesita de un tratamiento adecuado para evitar el riesgo de sufrir alteraciones físicas, químicas o biológicas.

Para prolongar la vida de los alimentos y de almacenar los productos procesados es imprescindible conservarlos de alguna manera.

Los alimentos conservados son aquellos que después de haber sido sometidos a tratamientos apropiados buscando la inactivación de microorganismos de acción patógena y degradante sobre alimentos. Estas condiciones permiten el estudio de la viabilidad en la aplicación de técnicas de conservación de


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alimentos como técnicas de esterilización que se deben mantener en las debidas condiciones higiénico-sanitarias para su consumo durante un periodo de tiempo determinado.

La optimización de la buena estabilidad de las materias alimenticias pasa por elegir aquellas metodologías que permitan ejercer un riguroso control sobre la “población microbiana” reducir el número inicial de microorganismos y evitar o predecir el desarrollo del mismo. Para conseguir la reducción de la carga inicial basta con extremar desde un principio la higiene en todas las manipulaciones. En cambio para luchar contra el desarrollo de microorganismos existe la alternativa de escoger entre dos tipos de métodos físicos y químicos.

Ventajas de métodos NO térmicos

1. Cambios mínimos en la calidad del alimento2. Mínima pérdida de sabores y nutrientes3. Sabor a “fresco”4. Gasto energético reducido5. Desarrollo de nuevos productos

La conservación se basa en una serie de acciones:

“Prevención o retraso de la descomposición bacteriana: Mantener los alimentos sin microorganismos y Eliminar los existentes.

“Prevención o retraso del auto descomposición de los alimentos mediante la Destrucción o inactivación de sus enzimas y Prevenir o retardar las reacciones químicas.

“Prevención de las alteraciones debidas a los insectos, animales superiores, microorganismos etc.

En general los métodos de conservación pueden dividirse en dos grandes grupos: físicos y químicos.

Clasificación de los métodos


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En esta primera parte se tratara los métodos de conservación físicos.

4.1 Métodos físicos

4.1.1 Tratamientos con radiaciones

La irradiación de alimentos es un procedimiento físico que consiste en exponerlos a la acción directa de radiaciones electromagnéticas, electrónicas o atómicas y se usan para mejorar la calidad higiénica, aumentar su conservación o modificar algunas características tecnológicas. Se está utilizando para mejorar la conservación de alimentos, para la destrucción de microorganismos o para la inhibición de las transformaciones bioquímicas (reacciones que tienen lugar en un alimento y los van deteriorando). Se utiliza en alimentos ricos en ácidos grasos poliinsaturados puede originar peróxidos.

A. Ventajas

-Los alimentos no son sometidos a la acción del calor y por tanto sus características organolépticas apenas se modifican.-Permite el tratamiento de alimentos envasados.-Los alimentos pueden conservarse con una única manipulación, sin precisar la utilización de aditivos químicos.-La necesidad energética del proceso son muy bajas.-Las pérdidas de valor nutritivo son similares a la de los métodos de conservación corrientes.


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-El proceso puede controlarse automáticamente y requiere muy poca mano de obra.

Las desventajas

-El alto costo de la instalación.-La mala comercialización del producto

B. Clasificación

Radiaciones ultravioletas: Utilizan radiaciones de longitud de ondas más corta que la de la luz visible. Son de baja frecuencia y de baja energía. Las reacciones químicas inducidas por estas radiaciones pueden causar la detención de las reacciones metabólicas esenciales para la supervivencia de los microorganismos. De esta forma se inducen modificaciones tales como la ruptura de enlaces, lo que llega a impedir la transcripción y la replicación del ADN.

Trascripción: No crecimiento microbiano.Replicar ADN: No reproducción.

La resistencia de los microorganismos o esta radiación queda determinada por su capacidad para reparar estos daños. Las radiaciones de esta clase penetran poco en los líquidos y casi nada en los sólidos, por eso se utilizan para destruir los microorganismos presentes en el aire o en la superficie. las radiaciones se utilizan tanto para alimentos como para envases.

Radiaciones Ionizantes: Son radiaciones de alta frecuencia, lo que significa que poseen un alto contenido energético, un gran poder de penetración y su acción es letal.

Ventajas: Es muy letal. La dosis se puede ajustar para dar tratamientos pasteurizantes o esterilizantes, No hay cambios organolépticos a niveles bajos,No deja residuos Al producirse poco calor, se puede emplear en productos crudos y congelados, Presenta una penetración instantánea uniforme y profunda.

Inconvenientes: Son precisos: el control y la protección del personal, y de la zona de trabajo frente a las fuentes radioactivas.

C. Irradiación de los alimentosLa irradiación de los alimentos ha sido identificada como una tecnología segura para reducir el riesgo de ETA (Enfermedades Transmitidas por Alimentos), en la producción, procesamiento, manipulación y preparación de alimentos de alta calidad. Es a su vez, una herramienta que sirve como complemento a otros métodos para garantizar la seguridad y aumentar la vida en anaquel de los alimentos. La presencia de bacterias patógenas como la Salmonella, Escherichia coli O157:H7, Listeria monocytogenes ó Yersinia enterocolítica, son un problema de creciente preocupación para las


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autoridades de salud pública, que puede reducirse o eliminarse con el empleo de esta técnica, también denominada "Pasteurización en frío".

La irradiación de alimentos, como una tecnología de seguridad alimentaria, ha sido estudiada por más de 50 años y está aprobada en más de 40 países. Cuenta también con la aprobación de importantes organismos internacionales, la Organización Mundial de la Salud (OMS), la Organización para la Alimentación y la Agricultura (FAO) y la Organización Internacional de Energía Atómica (IAEA), autoriza la irradiación de papa, cebolla y ajo para inhibir brote; de frutilla para prolongar la vida útil; de champiñón y espárrago para retardar senescencia; y de especias, frutas y vegetales deshidratados, para reducir la contaminación microbiana.

D. Conceptos Básicos sobre Irradiación de AlimentosLa irradiación de alimentos es un método físico de conservación, comparable a otros que utilizan el calor o el frío. Consiste en exponer el producto a la acción de las radiaciones ionizantes (radiación capaz de transformar moléculas y átomos en iones, quitando electrones) durante un cierto lapso, que es proporcional a la cantidad de energía que deseemos que el alimento absorba. Esta cantidad de energía por unidad de masa de producto se define como dosis, y su unidad es el Gray (Gy), que es la absorción de un Joule de energía por kilo de masa irradiada. (1000 Grays = 1 kiloGray)

Se utilizan actualmente 4 fuentes de energía ionizante:

Rayos gamma provenientes de Cobalto radioactivo 60Co Rayos gamma provenientes de Cesio radioactivo 137Cs Rayos X, de energía no mayor de 5 megaelectron-Volt Electrones acelerados, de energía no mayor de 10 MeV

Los 2 últimos son producidos por medio de máquinas aceleradoras de electrones, alimentadas por corriente eléctrica. De estas 4 fuentes, la más utilizada a nivel mundial, y la única disponible en nuestro país, es el 60Co. Los rayos gamma provenientes de 60Co y 137Cs, poseen una longitud de onda muy corta, similares a la luz ultravioleta y las microondas; y debido a que no pueden quitar neutrones (partículas subatómicas que pueden hacer a las sustancias radioactivas), los productos y envases irradiados no se vuelven radioactivos. Los rayos gamma penetran el envase y el producto pasando a través de él, sin dejar residuo alguno. La cantidad de energía que permanece en el producto es insignificante y se retiene en forma de calor; el cual puede provocar un aumento muy pequeño de temperatura ( 1-2 grados) que se disipa rápidamente.


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Símbolo "Radura". Debe aparecer impreso en verde en el etiquetado de los productos alimenticios tratados por irradiación.

E. Aplicaciones

De acuerdo con la cantidad de energía entregada, se pueden lograr distintos efectos. En un rango creciente de dosis, es posible inhibir la brotación de bulbos, tubérculos y raíces (papas sin brote durante 9 meses a temperatura ambiente); esterilizar insectos como la "mosca del Mediterráneo" (Ceratitis capitata) para evitar su propagación a áreas libres, cumpliendo así con los fines cuarentenarios, en productos frutihortícolas y granos; esterilizar parásitos, como Trichinella spiralis en carne de cerdo, interrumpiendo su ciclo vital en el hombre e impidiendo la enfermedad (triquinosis); retardar la maduración de frutas tropicales como banana, papaya y mango (en general tanto en este caso como en los siguientes, la vida útil se duplica o triplica); demorar la senescencia de champiñones y espárragos; prolongar el tiempo de comercialización de, por ejemplo, carnes frescas y "frutas finas", por reducción de la contaminación microbiana total, banal, en un proceso similar al de la pasteurización por calor, lo cual se denomina "radurizacion" (frutillas de 21 días, filete de merluza de 30 días, ambos conservados en refrigeración); controlar el desarrollo de microorganismos patógenos no esporulados (excepto virus), tales como Salmonella en pollo y huevos, en un proceso que se conoce como "radicidación"; y por último, esterilizar alimentos, es decir, aplicar un tratamiento capaz de conservarlos sin desarrollo microbiano, a temperatura ambiente durante años, lo cual se asemeja a la esterilización comercial, y se indica como "radapertización".

F. La clasificación de la OMS según la dosis, es la siguiente:

Dosis Baja (hasta 1 kGy): es usada para demorar los procesos fisiológicos, como maduración y senescencia de frutas frescas y vegetales, y para controlar insectos y parásitos en los alimentos. Dosis Media (hasta 10 kGy): es usada para reducir los microorganismos patógenos y descomponedores de distintos alimentos; para mejorar propiedades tecnológicas de los alimentos, como reducir los tiempos de cocción de vegetales deshidratados; y para extender la vida en anaquel de varios alimentos. Dosis Alta (superior a 10 kGy): es usada para la esterilización de carne, pollo, mariscos y pescados, y otras preparaciones en combinación con un leve calentamiento para inactivar enzimas, y para la desinfección de ciertos alimentos o ingredientes, como ser especias.

Dosis específicas de radiación destruyen las células en reproducción, lo que está vivo en un alimento: microorganismos, insectos, parásitos, brotes. Por otro lado, la energía ionizante produce poco efecto sobre el producto. Los


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cambios nutricionales y sensoriales son comparables a los de los procesos de enlatado, cocción y congelado, y muchas veces, menores.

La irradiación puede también ser alternativa al uso de sustancias químicas de toxicidad sospechada, tales como fumigantes, algunos conservadores (nitrito de sodio en carnes), e inhibidores de brotación (hidrazida maleica). Tanto el bromuro de metilo como la fosfina se emplean para fumigar productos frutihortícolas y granos destruyendo insectos con fines cuarentenarios; el empleo de ambos está en vías de ser prohibido debido a los crecientes indicios sobre su toxicidad al hombre, tanto el consumidor como el operador. Además, el bromuro de metilo es un depresor de la capa de ozono, y según el protocolo de Montreal (Nov. 1995), está sujeto a restricciones crecientes hasta su prohibición estimada en el 2010. La irradiación tiene además otras ventajas sobre el uso de los fumigantes: mayor penetración; tratamiento más rápido; no requiere aireación posterior, no deja residuos.

G. Efectos Químicos sobre el Alimento La energía radiante emitida produce ionizaciones -rupturas y pérdida de la "estabilidad" de los átomos y/o moléculas- del alimento con el que interaccionan. Suele denominarse a este proceso, "efecto primario". Como consecuencia del efecto primario -desestabilización- aparecen iones y radicales libres que se combinan entre sí o con otras moléculas para formar sustancias ajenas a la composición inicial del producto. Esto se denomina "efecto secundario", que se prolonga en el alimento, con formación y desaparición de compuestos hasta lograr la formación de compuestos quimicamente estables. Estos fenómenos -efectos primario y secundario- se denominan, radiólisis, y los nuevos compuestos originados son denominados productos radiolíticos, los cuáles se producen en cantidades muy pequeñas. Los compuestos radiolíticos no presentan riesgos para la salud, y se ha comprobado que los mismos compuestos se forman al realizarse la cocción de los alimentos u otros procesos de conservación.

Cabe mencionar que el efecto sobre las moléculas es tanto mayor cuanto mayor es su tamaño. Los ácidos nucleicos (material genético) son las moléculas más complejas de las células, por tanto la posibilidad de que sufran daños directos es muy elevada. Por otra parte, las moléculas de agua cuando son irradiadas dan lugar a radicales libres, con un marcado carácter oxidante ó reductor y elevada capacidad de reacción. La repercusión de estos radicales es tan importante que se considera que el efecto secundario es tanto más intenso cuanto mayor es el contenido acuoso.

H. Propiedades Organolépticas Utilizando la dosis adecuada de radiación, pueden mantenerse estas propiedades en gran medida; sin embargo, al aplicar dosis elevadas de radiación, se producen en el alimento, modificaciones del sabor, color y textura que pueden hacer al alimento inaceptable para el consumo. En general las alteraciones organolépticas producidas por irradiación se presentan a dosis menores que las necesarias para producir alteraciones nutricionales. Estas alteraciones, pueden minimizarse irradiando el alimento envasado al vacío o en atmósferas modificadas, en estado congelado o en presencia de antioxidantes.


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Una de las alteraciones organolépticas más características es la aparición de un olor y/o sabor típico a radiación. Esto es debido principalmente al efecto de los radicales libres sobre los lípidos y las proteínas. Este aroma es más pronunciado inmediatamente después de la irradiación y decrece e incluso desaparece durante el almacenamiento o después de cocinar el producto. El color del producto también puede verse afectado (oscurecimiento en las carnes). En frutas y hortalizas se produce un considerable ablandamiento. Esta modificación no se presenta de inmediato, sino al cabo de varias horas e incluso días después de recibir la irradiación.

I. Beneficios de la Irradiación de los Alimentos Ciertamente, el más importante beneficio es la mayor calidad desde el punto de vista microbiológico que ofrecen estos alimentos, ya que el proceso destruye patógenos problemáticos desde el punto de vista de la salud pública, entre los que podemos mencionar: Salmonella, E. coli O157:H7, Campylobacter, Listeria monocitogenes, Trichinella spiralis, etc. Es de destacar que los productos pueden ser tratados ya envasados, lo que aumenta aún más la seguridad e inocuidad del alimento.

Otro de los beneficios es que aumenta la vida en anaquel de los alimentos tratados. Al retardar el deterioro natural de carnes, granos y sus derivados, frutas, disminuyen la cantidad de pérdidas del producto por deterioro, lo que ayuda a mantener bajo el precio de los alimentos y hacerlos llegar a poblaciones que muchas veces no tienen acceso a ellos. Disminuye también la utilización de compuestos químicos. Un típico ejemplo es el uso de fumigantes en las especias y condimentos, que luego dejan residuos tóxicos en el producto. Otros compuestos químicos cuyo empleo se puede reducir o anular son los nitritos en carnes; los inhibidores de la brotación, como la hidrazida maleica; sustancias antimicrobianas (sorbatos, benzoatos).

El hecho de ser un método que no utiliza calor, es ventajoso también en el caso de las especias, debido a que se conservan en gran medida los aromas y sabores típicos, que de otra forma se perderían.

J. Aspectos Nutricionales El proceso de irradiación aumenta pocos grados la temperatura del alimento, por esto, las pérdidas de nutrientes son muy pequeñas y en la mayoría de los casos, son menores a las que se producen por otros métodos de conservación como ser el enlatado, desecado, y pasteurización ó esterilización por calor.

Los nutrientes más sensibles a la irradiación, se corresponden con los también más sensibles a los tratamientos térmicos, el ácido ascórbico, la vitamina B1 y la E. Estas pérdidas, al igual que la de ácidos grasos esenciales, pueden minimizarse si se trabaja en un ambiente libre de oxígeno o si se irradia en estado congelado. Con respecto a los macronutrientes, no se producen alteraciones significativas.

La irradiación no reemplaza a los procedimientos correctos de producción y manipulación de los alimentos. Por esto, la manipulación de los alimentos tratados con radiación, debe llevarse a cabo bajo las mismas normas de


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seguridad utilizadas para cualquier otro tipo de alimento. Este procedimento, no es ideal para todos los alimentos, como sucede con la leche u otros productos con un alto contenido de agua. En este sentido, esta técnica tampoco puede mejorar la calidad de alimentos que no son frescos, ni tampoco prevenir contaminaciones que ocurran luego de la irradiación.

Por todo esto, entendemos que la irradiación de los alimentos no es un proceso milagroso, pero es muy útil para mejorar la seguridad de algunos alimentos, siempre y cuando se utilice adecuadamente. Esto es particularmente cierto en el caso de poblaciones que presentan una mayor sensibilidad a los patógenos transmitidos por los alimentos, como son los bebes, las mujeres embarazadas (Listeria monocytogenes), los ancianos, los pacientes de todas las edades que presentan un sistema inmune deprimido (HIV-quimioterapia-trasplantados-desnutridos).

4.1.2 Altas Presiones

Consiste en aplicar sobre el alimento presiones elevadas entre 1.000 y 10.000 atm. Este tratamiento afecta a diversos sistemas biológicos, fundamentalmente al as membranas celulares, por lo que se ve seria mente comprometida la supervivencia de los microorganismos contaminantes. Estos tratamientos modifican los componentes de alimento de peso molecular elevado, con lo que es frecuente cierto grado de desnaturalización proteica o gelidificacion de almidones. Por el contrario a las altas presiones sobre alimentos de bajo peso molecular se observa pocas modificaciones como en vitaminas y compuestos responsables de aroma y el sabor. Por ello, en muchos casos el alimento mantiene su valor nutritivo y no difiere en sus caracteres sensoriales.

Ventajas: Descontaminación, Destrucción de microorganismos, Mantenimiento de vitaminas, aromas y sabor, Nuevos productos en desarrollo, Producto entero

Desventajas: Costo y Método en desarrollo

4.1.3 Pulsos Eléctricos

Esta técnica consiste en la inactivación de los microrganismo al aplicar un número elevado de pulsos eléctricos de corta duración (μs) y de alta intensidad de campo. Al no producirse aumento en la temperatura, no se alteran las características fisicoquímicas del alimento, ni tampoco existen variaciones significativas en los componentes nutritivos; por ahora solo se ha podido aplicar a alimentos de fluidos viscosos homogéneos, como zumo de frutas, leche, yogur que permiten el paso de la electricidad.

Ventajas: No hay pérdidas de nutrientes ni cambios sensoriales, Destrucción microbiana sin aumento de la temperatura

Desventajas: en los Fluidos y/o Partículas pequeñas y el Costo


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4.1.4 Atmosferas Protectoras

Es un sistema de envasado o almacenamiento en atmosferas protectoras. Consiste en sustituir la atmosfera que rodea el producto por otra diferente, preparada para cada tipo de alimento. El uso de esta técnica permite alargar la vida útil de alimento, ya que se inhibe el crecimiento de microorganismos y se controlan mejor las reacciones químicas y enzimáticas. Los gases que se utilizan son: O2, N2, CO2. La efectividad del uso de atmosferas protectoras es variable dependiendo del tipo de alimento, la mezcla de gas, tanto cuantitativa como cualitativa, así como el material del envase, la temperatura de almacenamiento y los equipos de envasado empleados.

La calidad nutricional de los productos tratados mediante esta técnica se mantiene, sin que existan perdidas de nutrientes incluso de vitaminas. Una de las desventajas es que Si no se controlan ciertas condiciones pueden aparecer olores y sabores indeseables. Se utiliza para productos seco, líquidos, cárnicos, gaseosas, H2O, charcuterías, algunas frutas y vegetales envasados en atmosferas modificadas.

Las atmosfera protectoras se clasifica en 5 tipos de:

Envasado en atmosfera modificada: Se sustituye la atmosfera que rodea al alimento en el momento del envasado por otra compuesta por un gas o por la mezcla de varios.

Envase por atmosfera controlada: El alimento se mantiene durante todo el periodo de almacenamiento en una atmosfera de composición fija.

Envasado con película de permeabilidad especial: La atmosfera que rodea al producto se modifica de forma natural debido a la respiración y cambios bioquímicos del producto y a la permeabilidad de la pared del envase.

Envasado al vacío: El producto se envasa con un tipo de material impermeable a los gases y el aire se evacua, sellándose a continuación el envase.

Almacenamiento hipobarico: Se almacena bajo presión

4.1.5 La Atmósfera Controlada

Los equipos y sistemas frigoríficos ocupados en refrigeración, en su mayoría están orientados a los alimentos en su almacenaje, conservación, distribución y proceso. Los equipos y sistemas frigoríficos sufren adaptaciones físicas y de operación, según la aplicación y el tipo de producto, obteniendo mayor eficacia y eficiencia en ellos. Así por ejemplo, tenemos sistemas IQF, túneles


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californianos, cámaras de atmósfera controladas, Chiller de banco de hielo, Hidro cooler para pre-fríos, etc. Esta vez conoceremos un poco más sobre atmósferas controladas. La atmósfera controlada se ocupa en Chile desde finales de los 80 por los frigoríficos fruteros, siendo fortalizado por la comercialización de los kiwis y las manzanas.

Atmósfera controlada es un término que se utilizaba hasta fines del 2000 para referirse a cualquiera de los siguientes procesos:

- Atmósfera controlada.- Atmósfera modificada.- Ambiente controlado.- Envasado inyectando gas.- Envasado al vacío.- Envasado al vacío con película adherida.

4.1.5.1 Atmósfera controlada

La atmósfera controlada es una técnica frigorífica de conservación en la que se interviene modificando la composición gaseosa de la atmósfera en una cámara frigorífica, en la que se realiza un control de regulación de las variables físicas del ambiente (temperatura, humedad y circulación del aire). Se entiende como atmósfera controlada (AC) la conservación de productos hortofrutícolas, generalmente, en una atmósfera empobrecida en oxígeno (O2) y enriquecida en dióxido carbónico (CO2). En este caso, la composición del aire se ajusta de forma precisa a los requerimientos del producto envasado, manteniéndose constante durante todo el proceso.

Esta técnica asociada al frío, acentúa el efecto de la refrigeración sobre la actividad vital de los tejidos, evitando ciertos problemas fisiológicos y disminuir las pérdidas por podredumbres. La acción de la atmósfera sobre la respiración del fruto es mucho más importante que la acción de las bajas temperaturas. Esta atmósfera controlada ralentiza las reacciones bioquímicas provocando una mayor lentitud en la respiración, retrasando la maduración, estando el fruto en condiciones latentes, con la posibilidad de una reactivación vegetativa una vez puesto el fruto en aire atmosférico normal.

4.1.5.2 Atmósfera Modificada

La técnica se basa en el empleo de nitrógeno solo o mezclado con dióxido de carbono, y en la reducción del contenido en oxígeno hasta niveles normalmente inferiores al 1%.La atmósfera modificada se consigue realizando vacío y posterior reinyección de la mezcla adecuada de gases, de tal manera que la atmósfera que se


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consigue en el envase va variando con el paso del tiempo en función de las necesidades y respuesta del producto.

En la técnica del envasado en atmósfera modificada (EAM) se deben tener en cuenta cuatro componentes básicos: el envase empleado, la mezcla de gases, los materiales de envase y los equipos de envasado; todos ellos condicionados a su vez por la naturaleza del producto a envasar.

La composición normal del aire utilizado en el EAM es de 21% de oxígeno, 78 % de nitrógeno (N2) y menos del 0,1 % de dióxido de carbono. El CO2 es un gas altamente soluble en agua y con propiedades bacterioestáticas y fungiestáticas, lo que retarda el crecimiento de hongos y bacterias aeróbicas. El CO2 actúa alargando la fase vegetativa del crecimiento microbiano. El dióxido de carbono no es totalmente inerte y puede influir sobre el color, la consistencia y otros atributos de la calidad de las hortalizas.

Las concentraciones de CO2 han de estar comprendidas entre el 20 y 60%, siendo más efectiva su acción a bajas temperaturas. En el envasado en atmósfera modificada se procura reducir al máximo el contenido en oxígeno para disminuir el deterioro de los productos por oxidación. El nitrógeno se caracteriza por ser un gas inerte. La utilización del N2 evita el colapso de los envases en aquellos casos en los que el producto absorbe CO2.

Los factores que afectan a la intensidad de estos procesos y las condiciones de manipulación y comercialización, deben ser tenidos en cuenta para diseñar las características del sistema: producto-envase-entorno. Por ello, para efectuar el envasado en atmósfera modificada, debe seleccionarse una película polimérica con características de permeabilidad adecuadas.

El empleo de películas de diferente permeabilidad dará lugar a la formación de atmósfera de equilibrios distintos y por tanto la evolución de los frutos también será diferente. La envoltura individual de los frutos con una película retráctil conforma una segunda lámina externa de protección y una microatmósfera alrededor del fruto. Esta barrera evita la pérdida de humedad, protege frente a la propagación de podredumbres y mejora las condiciones higiénicas en la manipulación.

4.1.5.3 Ambiente Controlado

El ambiente controlado implica un control total, no sólo de los gases de la atmósfera sino también de la temperatura, contenido en humedad relativa, etc., durante las fases de distribución.

4.1.5.4 Envasado inyectando gas


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El envasado con gas consiste en arrastrar el aire del interior del envase y su sustitución por otro gas, como dióxido de carbono o nitrógeno. En este envasado, el aire se desplaza físicamente y puede o no modificarse totalmente la atmósfera interna. En el comercio, este envasado se usa generalmente para eliminar el oxígeno del interior del envase de productos granulados de muy baja humedad, como café, o del espacio de cabeza de productos líquidos sensibles al oxígeno, como zumos.

4.1.5.5 Envasado al vacío

El envasado al vacío consiste en la eliminación total del aire del interior del envase sin que sea reemplazado por otro gas. En el envasado al vacío, existe una diferencia de presión entre el exterior y el interior del envase. Por tanto, cuando el envase es rígido, como un envase metálico o de vidrio, el efecto de la diferencia de presión podría acarrear el ingreso de aire o microorganismos. En el caso de envases semirrígidos, la diferencia de presión puede causar el colapso del envase y el subsiguiente daño al producto al contactar con él, así como la aparición de fugas. Los alimentos metabólicamente activos envasados al vacío, como las carnes o ensaladas mixtas, continúan con sus actividades respiratorias, consumiéndose así la pequeña cantidad de oxígeno presente en los tejidos del producto, con lo que aumenta el vacío y se produce dióxido de carbono y vapor de agua. Desde el punto de vista práctico, el envasado a vacío de un producto metabólicamente activo, se transforma, por tanto, en un envasado en atmósfera controlada. Durante casi dos décadas, el envasado al vacío ha sido el método de elección para grandes piezas cárnicas de vacuno y cerdo y es una técnica que se emplea todavía para el envasado de algunas piezas cárnicas destinadas al comercio minorista.

4.1.5.6 Envasado al vacío con película adherida

El material de envasado elegido debe ser capaz de mantener constante la mezcla de gases, impidiendo la entrada de oxígeno y la fuga de dióxido de carbono. Además es importante que posea las características de antivaho y de permeabilidad. Con la cualidad del antivaho evitamos que las gotas de agua procedentes del vapor de agua se condensen en la superficie interna del envase. La soldadura de los envases además de ser resistentes e impermeables, deben facilitar la apertura de la bolsa. A continuación se van a describir de forma resumida los distintos tipos de películas plásticas que se emplean actualmente en el envasado de frutas y hortalizas frescas.

4.1.5.7 Películas laminadas

Estas películas están conformadas por láminas de diferentes materiales unidas mediante un adhesivo, en forma de sándwich. Las películas laminadas ofrecen una mejor calidad de grabado ya que la superficie impresa es incorporada entre las numerosas láminas que las constituyen y esto evita el desgaste durante la manipulación. La desventaja de este tipo de películas es que el proceso de elaboración es caro, lo que hace que este tipo de materiales no sea muy empleado. Las películas laminadas tienen una excelente calidad de grabado al ser impresas generalmente por el reverso sobre el polipropileno y


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embebidas en la película. Suelen emplearse con productos de baja o media actividad respiratoria, ya que las capas interfieren en la movilidad del oxígeno hacia el interior del envase.

4.1.5.8 Películas construidas.

Se caracterizan por ser láminas producidas simultáneamente que se unen sin necesidad de adhesivo. Son más económicas que las películas laminadas, sin embargo éstas últimas sellan mejor, pues el polietileno se funde y se reconstruye de forma más segura.Las películas construidas son grabadas en la superficie y tienden a desgastarse con la maquinaria durante el llenado y el sellado. La velocidad de transmisión de oxígeno hacia el interior del envase es mayor que en las películas laminadas.

4.1.5.9 Películas micro perforadas.

Se emplean en aquellos productos que precisan de una velocidad de transmisión de oxígeno elevada. Se trata de películas que contienen pequeños agujeros de aproximadamente 40-200 micras de diámetro que atraviesan la película. La atmósfera dentro del envase es determinada por el área total de perforaciones en la superficie del envase.

Las películas micro perforadas mantienen unos niveles de humedad relativa altos y son muy efectivas para prolongar la vida media de productos especialmente sensibles a las pérdidas por deshidratación y de deterioro por microorganismos.

4.1.5.10 Membranas micro porosas.

La membrana micro poroso se emplea en combinación con otras películas flexibles. Se coloca sobre una película impermeable al oxígeno la cual tiene una gran perforación. De esta forma se consigue que todos los intercambios gaseosos se produzcan a través de la membrana micro porosas, que tiene unos poros de 0,2-3 micras de diámetro. La velocidad de transmisión de oxígeno se puede variar cambiando su espesor o modificando el número y tamaño del micro poro que conforman la membrana.

4.1.5.11 Películas inteligentes.

Englobadas dentro de los llamados envases activos, son aquellas que están formadas por membranas que crean una atmósfera modificada dentro del mismo y que aseguran que el producto no consuma todo el oxígeno del interior y se convierta en una atmósfera anaeróbica. Estas membranas o películas inteligentes impiden la formación de sabores y olores desagradables, así como la reducción del riesgo de intoxicaciones alimentarias debido a la producción de toxinas por microorganismos anaeróbicos. Estas láminas son


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capaces de soportar variaciones de la temperatura de almacenamiento entre 3o a 10oK e incrementan la permeabilidad a los gases (velocidad de transmisión de oxígeno) mil veces cuando la temperatura aumenta por encima de la temperatura límite establecida, evitando la aparición de procesos de anaerobiosis.

4.1.5.12 El flow-pack

El flow-pack es un sistema de envasado que se aplica a numerosos productos. El envase está formado por una lámina de film, normalmente polipropileno, que la máquina conforma y sella para formar el envase.

Se caracteriza por una sutura longitudinal en el centro y sendas suturas en los extremos delantero y trasero. En los productos hortícolas, este tipo de envase puede emplearse con o sin bandeja, como es el caso de las fresas y de los pimientos tricolores respectivamente.

Después de aclarado el concepto de atmósfera controlada (moderno), veamos cuáles son las características constructivas especiales de la cámara y del tipo de equipamiento y accesorios. Partamos de la base que la cámara es construida generalmente con paneles aislantes tipo sándwich de alta densidad y resistencia mecánica. La cámara debe resistir la diferencia de presión de 25 milímetros columna de agua (mm.c.w.) entre el interior y el exterior. Además varios equipos adicionales como:

A. Absorbedores de dióxido de carbono (CO2)

Los absorbedores de CO2 se han desarrollado para la eliminación del CO2 de las cámaras frigoríficas. Además el absorbedor tiene la cualidad de eliminar una parte del etileno producido (C2H4). El absorbedor se compone de un recipiente lleno de carbón activo, un ventilador, un sistema de conducción de aire y una parte de comando.

Funcionamiento

De forma regular se envía el aire de la cámara por el filtro de carbón activo. Las moléculas de CO2 y de C2H4 se adhieren al carbón activo y desaparecen de la atmósfera de la cámara. Este proceso se llama absorción. Después de realizar unas cuantas acciones de absorción, el carbón activo se encuentra saturado y no puede seguir eliminando las moléculas de CO2 y C2H4. El carbón activo debe limpiarse con aire exterior para facilitar la eliminación de los gases absorbidos. Este proceso se llama Regeneración. Estos sistemas trabajan de forma totalmente automática, la regeneración se realiza de forma continua, sin que se tenga que intervenir. El absorbedor lleva incorporado un panel de uso, de forma que se puede programar de forma cómoda y fácil por cámara. Si el absorbedor se encuentra unido a un sistema de análisis, se puede programar valores deseados de CO2. Si estos valores son sobrepasados, el absorbedor se activa. Si el sistema detecta una avería, será señalizada de forma óptica y acústica.


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B. Catalizadores de etileno (C2H4).

Un catalizador de etileno sirve para eliminar etileno de las cámaras frigoríficas.

El gas de etileno es producido por los productos que respiran acelerando el proceso de maduración, hasta llegar a la pudrición. Así mismo provoca un proceso acelerado de envejecimiento. La eliminación de este gas permite una más larga conservación de los productos. Además permite proceder a madurar la fruta en el momento que desee, aportando gas etilénico a la cámara.

Funcionamiento El catalizador dispone de dos columnas cada una dispone de un medio de almacenamiento de calor con catalizador de platina, dos elementos de calor y un ventilador. Se guía el aire de la cámara a tratar por una de las columnas calentándolo. A continuación el aire es guiado con una alta temperatura por el catalizador, 300° celcius, en el cual se descompone el gas etilénico. A continuación el caudal de aire es pasado por el nuevamente, para eliminar las moléculas restantes de etileno. El aire es enfriado y devuelto a la cámara.

Como se trata de un funcionamiento por descomposición, no hace falta realizar ninguna regeneración. El funcionamiento permite descomponer el etileno presente hasta un nivel de 1 ppb (partes por billón). Con su sistema de recuperación de calor y el dominio de una temperatura óptima necesaria, nuestro catalizador consume únicamente la energía indispensable.

El catalizador de etileno es de fácil manejo a través del panel de uso situado en la parte exterior del cuadro. El catalizador puede ser utilizado a través de un computador personal (PC) si éste se encuentra conectado a un sistema de análisis con PC. Si el sistema detecta cualquier avería, ésta es señalizada de forma acústica y óptica. También existe otro equipo para eliminar etileno, el OXTOMCAV, este equipo, funciona con unos filtros del tipo ionizado, que ionizan las moléculas que pasa a través del filtro, descomponiendo así dicha moléculas y transformándola en compuestos secundarios como oxígeno (oxígeno ionizado) y vapor de agua.

Al llegar a un 5% se detiene el quemador definitivamente, ya que la misma fruta se encarga de bajar el nivel de O2 ya que él necesita respirar absorbiendo O2 y desprendiendo CO2. Por medio de una mayor rapidez de bajar el porcentaje de oxígeno, fue creado un sistema llamado, gasificador de nitrógeno.


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C. Quemador de Oxígeno (O2)

La función del quemador de oxígeno es absorber el aire del ambiente por medio de una turbina y lo canaliza a la caldera, quemando el O2 a una temperatura de 80° celcius con lo que se reduce de un 21% a un 5% de O2 y aumentando el CO2 de 0.03% a un 13.5% en el cual ingresa en la cámara en proceso, modificando su atmósfera.Este proceso demora alrededor de 4 a 5 días en bajar el porcentaje de oxígeno desde un 21% a un 5%.

D. Gasificador de nitrógeno

Durante 7 años, se compararon las diferencias de calidad obtenidas al establecer la atmósfera controlada en un día con barrido con N2, versus bajar los niveles de O2 entre 4 a 10 días con el quemador de oxígeno, dependiendo el tamaño de la cámara. Se observó que considerablemente la fruta se encuentra en mejores condiciones. Prueba de ello, podemos decir que esta técnica de barrido con nitrógeno es mucho más confiable y mejor que el quemador de oxígeno, siendo reemplazada por esta. La disminución del O2 se produce por barrido con N2 puro por lo que la atmósfera puede establecerse en unas pocas horas. Este sistema presenta algunas ventajas adicionales, puesto que junto con barrer el O2, el N2 desplaza el exceso de CO2 y etileno sin inyectar productos volátiles a la cámara.

Funcionamiento

La inyección se realiza desde equipos externos al frigorífico. Un depósito (termo) de nitrógeno móvil o fijo que tiene una temperatura aproximadamente de -196° celcius (a presión atmosférica normal) en estado líquido y lo lleva a un gasificador, pasando por él, que lo lleva a una temperatura apropiada para la inyección de 5°celcius aproximado. La única instalación requerida es una red de cañerías que van hacia el interior de las cámaras con nitrógeno, a través de una válvula que puede ser de control remoto o estar integrada al equipo de comando.


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Ventajas de este Sistema

El barrido de las cámaras con N2 presenta una serie de ventajas que resultan muy atractivas para el usuario:

a) Alta velocidad de establecimiento de la atmósfera; lo que el generador logra en días el barrido con N2 lo obtiene sólo en horas.b) La inyección a la cámara es limpia, exenta de Hidrocarburos que puedan afectar a la fruta.c) La inyección de gas a baja temperatura no exige a los equipos de frío.d) El sistema es simple, seguro y no requiere mantención.e) En caso de falla del sello de la cámara o del absorbedor de CO2, este sistema permite establecer rápidamente los niveles de O2.

E. Aparatos de medición

Para conseguir garantía de éxito en la conservación de AC, es imprescindible poder medir y analizar de forma precisa el aire la cámara. Aparatos de medición y análisis fiables son herramientas imprescindibles. Los sensores son la más nueva generación de una calidad perdurable. Estables, precisos y con un tiempo de reacción veloz y un consumo energético mínimo.

F. Analizador de gas

Los analizadores de gas llevan incorporados un sensor cerámico para cada uno de los distintos gases, para un alcance de 0% hasta 25%. Normalmente este tipo de analizadores llevan 3 sensores, uno de oxígeno, otro de dióxido de carbono y otro de etileno. Estos analizadores se pueden suministrar en versión montaje en la pared, portátil o integrados en los sistemas de análisis, o simplemente por control a través de un procesador por medio de PLC (controlador lógico programable).


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G. Válvula de seguridad de sobre presión

Como medida de seguridad de las cámaras en caso de inyección de nitrógeno y oxígeno. Estando completamente aislada en forma hermética la cámara, surgiría una sobre presión y saldría el oxígeno por esta válvula.

Esta válvula debe estar abierta durante el funcionamiento del quemador de oxígeno o del gasificador de nitrógeno, ya que por esta válvula sale el oxígeno existente dentro de la cámara que es empujado por el mismo nitrógeno. Una vez llegado a un 5% de oxígeno, esta válvula debe cerrarse.

H. Válvula de seguridad de depresión

Como medida de seguridad para evitar depresiones en las cámaras y como válvula de seguridad del pulmón de reserva de nitrógeno. Esto es necesario para prevenir una caída de estructura porque el oxígeno buscaría el lado más fácil para escapar, rompiendo el techo si es necesario, es por eso que existe la válvula de depresión.Esto es una de las condiciones más preocupante, cuando una cámara se encuentra con una depresión de oxígeno, es por eso que en la parte superior de la cámara se ponen unos respiradores llamados pulmones.

I. Manómetro en u

Manómetros para el control de la sobre presión y depresión máxima en las cámaras. Alcanza 25 mmcw. De presión /sobre presión llevan un punto 0 regulable. Conexión manguito de 4 a 6 mm de diámetro para tubo flexible.


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J. Absorbedores de diferencias de presión

Para evitar entradas de aire exterior hacia el interior de la cámara, es necesaria la colocación de pulmones compensatorios y válvulas equilibradoras de presión, que eviten modificaciones importantes de la atmósfera interior en la cámara por cualquier causa. Al cerrar el flapper, válvula de seguridad de sobre presión; Se abre la válvula de acceso de los pulmones respiratorio. Esto ocurre cuando el porcentaje de oxígeno llega a un 5%.

La foto muestra los pulmones compensatorios de aire, que van ubicados en la parte superior de la cámara.

K. Hermeticidad de las cámaras

En las cámaras con atmósferas muy bajas en O2 es especialmente necesaria una adecuada estanqueidad o hermeticidad que limite la entrada de aire externo hacia el interior de la cámara, por debajo de los niveles de consumo de oxígeno respiratorio que la propia fruta o hortaliza es capaz de llevar a cabo. Para ello se utilizan diversos materiales que aseguran la consecución de una capa hermética en todo el perímetro de la cámara, sin olvidar, tampoco, las características estructurales de las paredes, el pavimento, las puertas y todos los conductos y tuberías que penetran desde el exterior hacia el interior del recinto. Los principales materiales de estanqueidad utilizados son: telas


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plásticas, poliéster, poliuretano y revestimientos metálicos. Cada sistema tiene sus ventajas y sus inconvenientes y, en general, hasta después de los primeros años de funcionamiento, no se detectan problemas. En este sentido, es obligado realizar periódicamente pruebas de hermeticidad para poder diagnosticar y corregir cualquier causa de mala hermeticidad.

Procedimientos de Operación de manejo en cámaras de atmósfera controlada:

1.0.- Antes de cada proceso:1.1.- Lavado y desinfectado de piso y de muro.1.2.- Calibrar sensores de ambiente y de pulpa.1.3.- Calibrar analizador de gas.1.4.- Inspeccionar ductos de PVC (las conexiones entre cámara y equipos).1.5.- Hacer prueba de presión ( de 30 a 10mm de columna de agua.) por 30 minutos, viendo así la hermeticidad de la cámara.2.0.- Antes del cierre de cámara:2.1.- La cámara debe llenarse a su máxima capacidad.2.2.- Verificar estiba correcta de bins en cámara.2.3.- Cubrir la corrida superior de bins con plástico. 2.4.- Instalar pasarelas superiores.2.5.- Verificar que la muestra esté dentro de la cámara, en un lugar de fácil acceso, no más de 5 metros de la escotilla superior o inferior. 2.6.- Energizar sistema de frío con velocidad rápida de ventiladores del evaporador. 2.7.- Verificar funcionamientos de las válvulas de los gases para la atmósfera controlada y las de seguridad.2.8.- Antes del cierre total de la cámara, la temperatura de pulpa debe estar como máximo a 3° Celsius (frutas), dependiendo del producto cambia este valor.2.9.- Señalar las condiciones de peligro por bajo porcentaje de oxígeno. 2.10.- Sellar puerta y escotillas de acceso.3.0.- Una vez cerrada la cámara:3.1.- Una vez cerrada y sellada la cámara de atmósfera controlada, colocar los ventiladores del evaporador se pasan a baja velocidad.3.2.- Programar los porcentajes de oxígeno y de dióxido de carbono para el trabajo automático del absorbedor de CO2, y del generador de nitrógeno, que dependerán del tipo de producto.3.3.- Programar los temporizadores para el trabajo automático del catalizador de etileno, si así lo amerita el tipo de producto.3.4.- Encender quemador de O2, o el gasificador de nitrógeno, catalizador de etileno y absorbedores de CO2.3.5.- Realizar el barrido con nitrógeno, o con el quemador de O2, (según el requerimiento de la instalación), hasta que llegue a un 5% de O2 (apróx).3.6.- Llegando a un 5% de oxígeno, cerrar válvula Flapper y abrir válvula de los pulmones.3.7.- Controlar, medir y registrar, cada cuatro horas los porcentajes de O2, CO2, C2H4, temperatura de pulpa y ambiente y la humedad relativa (HR%).3.8.- Revisar cada 15 días la calibración del analizador de gases.4.0 Apertura de la cámara:


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4.1.- Detener, si están activos, los quemadores y absorbedores de CO2 y C2H4.4.2.- Abrir escotillas, sin detener el frío, hasta que se igualen las concentraciones de oxígeno de la cámara con respecto a la del exterior (ambiente 21% de oxí geno aproximado).4.3.- Ventilar la cámara para evacuar los altos índices de CO2 y nitrógeno.4.4.- Señalizar el peligro durante el proceso de estabilización de los gases en la cámara.4.5.- Cumplido lo anterior, abrir puerta principal de la cámara para una adecuada ventilación natural.4.6.- Retirar sensores, desarmar pasarela y retirar plástico superior.4.7.- Archivar resumen de todos los parámetros que se estaban controlando (temperaturas, concentraciones de los gases, etc.).

Medidas de seguridad adicionales

Debido a la falta de oxígeno dentro de la cámara, el personal que ingrese a ésta se expone a grandes riesgos. Para prevenir cualquier accidente producto a estas condiciones ambientales, el personal que ingrese deberá tener en cuenta las siguientes recomendaciones de seguridad:

a) Cuando el operador ingrese a una cámara de atmósfera controlada en régimen debe hacerlo con equipo autónomo de respiración.

b) Cada vez que se ocupe un equipo autónomo, luego debe llenarse de aire antes de que sea ocupado nuevamente.

c) Un segundo operador debe estar presente en el interior de la cámara, también con equipo autónomo, por un posible riesgo de su compañero.

d) Debe existir una comunicación visual con un tercer operador desde el exterior en todo momento, incluso se amarran a la cintura para estar unidos.

e) El tiempo de permanecer dentro de la cámara no debe exceder del 50% del tiempo de duración del tubo de aire.

f) No ingresar solo y sin autorización a las cámaras de atmósfera controlada en proceso.

g) No ingresar a la cámara de atmósfera controlada con poco aire en los cilindros del equipo autónomo.

h) No ingresar a la cámara para realizar reparaciones de ningún tipo.


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Como se ha observado la técnica de atmósfera controlada es un complemento de los sistemas frigoríficos y muy recomendable para productos que respiran como las frutas y hortalizas (después de ser cosechado), ya que la atmósfera controlada retrasa el proceso de metabolismo de la fruta, con lo que el tiempo de vida se hace mucho más amplio durante la conservación y después de la conservación, manteniendo un producto en óptimas condiciones de comercialización; en el aspecto físico, de sabor, textura y madurez.

No olvidar que hay dos formas para sacar oxígeno, una por barrido de nitrógeno y la otra por el quemador de oxígeno.

Por quemador de oxígeno se demora alrededor de 6 días, en comparación con el generador de nitrógeno que lo hace en horas, y al mismo tiempo se energiza el absorbedor de CO2, que la función de este es sacar el CO2 y que ingrese un gas inerte. También se energiza el catalizador de etileno para sacar el etileno producido por el producto (en los que generan etileno), ya que sabemos que es perjudicial dentro de la atmósfera.

La mayor desventaja es el alto costo ya que la tecnología empleada nos pide agregar equipos que controlan la atmósfera en el interior de la cámara y deben ser manejados con precisión por micro procesadores y si no fuese así corremos peligro de daños irreparables en el producto, producido por un mal manejo de la humedad relativa, gases no deseados, niveles de oxígeno inferiores al 1%, niveles de dióxido de carbono superiores al 15%, etc.

Finalmente, las empresas dedicadas a los rubros hortofrutícolas deberán adoptar esta técnica si desean optimizar la conservación de su producto, para comercialmente poseer un producto competitivo.

Bueno, este trabajo hay que realizarlo en equipo, entre frigoristas y tecnólogos en alimento, puesto que con esta tecnología, cada día que pasa, se están integrando nuevos productos y procesos. Además la experimentación continúa y evaluación del producto final, nos muestra el cambiar los valores de los gases de la atmósfera de la cámara y las temperaturas y tiempos. Esto se ve en la información de experiencias en Internet y en publicaciones técnicas o de ingeniería, para refrigeración (ASHRAE) como para alimentos.

4.1.6 Liofilización de alimentos


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La conservación de alimentos implica la aplicación de métodos que además de

prolongar la vida útil de los productos, preservan sus cualidades

organolépticas.

Para esto se desarrollan diferentes técnicas y otras ya existentes continúan

evolucionando a fin de aumentar el rendimiento, bajar costos, lograr mejoras

en determinados parámetros de calidad de los alimentos (textura, sabor,

color), entre otras cosas. Tal es el caso de la liofilización, que se basa en el

desecado de determinados materiales por medio de la sublimación del agua

contenida en éstos.

Se realiza congelando el producto y se remueve el hielo aplicando calor en

condiciones de vacío, de esta forma el hielo sublima evitando el paso por la

fase líquida. Dicha técnica constituye un efectivo sistema de preservación de

elementos biológicos como células, enzimas, vacunas, virus, levaduras, sueros,

algas, frutas, vegetales y alimentos en general. Todos estos materiales

contienen sustancias volátiles o termo sensibles que no se ven afectadas por

este proceso, ya que se trabaja a temperaturas y presiones reducidas. Lo más

importante del método es que no altera la estructura fisicoquímica del

producto y admite su conservación sin cadena de frío, ya que su bajo

porcentaje de humedad permite obtener un producto con elevada estabilidad

microbiológica. Asimismo, el hecho de no requerir refrigeración facilita su

distribución y almacenamiento.

El proceso de liofilización tiene sus orígenes en el Imperio Inca, en el altiplano

andino a 4000 metros sobre el nivel del mar. Allí los pobladores realizaban y

continúan realizando un producto denominado Chuño, resultado de la

deshidratación de la papa. La técnica consiste en dejar las papas cosechadas

sobre el suelo, de manera que durante la noche se congelen como

consecuencia de las muy bajas temperaturas, y durante el día el sol y el viento

seco produzcan el cambio de estado del agua (desde el sólido al vapor sin

mediar la fase líquida). Con el paso de los años se desarrolló industrialmente


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esta técnica de conservación que integra dos métodos confiables: la

congelación y la deshidratación.

El desarrollo comercial de este proceso se produjo durante la Segunda Guerra

Mundial, donde se utilizó para conservar plasma sanguíneo y en la

preparación de los primeros antibióticos de penicilina. Años después,

alrededor de 1960, comenzó a utilizarse la misma tecnología sobre una gran

variedad de productos, entre ellos los alimentos. Actualmente se aplica en

industrias farmacéuticas, para preservar antibióticos, vacunas (por ejemplo la

vacuna del sarampión), plasma, hemoderivados, vitaminas, extractos, leche

materna. En la industria química, la técnica se emplea para el preparado de

catalizadores, secado de materiales orgánicos, preservación de animales

(taxidermia), conservación de documentos y libros antiguos, entre otros. Con

relación a la industria de los alimentos, se comenzó a utilizar en la fabricación

de productos especiales para montañistas, astronautas, bases militares y otros

similares. Desde hace un tiempo se comercializan liofilizados tanto como

ingredientes industriales como para el consumidor en general, ampliándose

así el mercado de estos productos de alto valor agregado.


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Por medio de la liofilización se puede extraer más del 95% del agua contenida

en un alimento, lo que se traduce en un gran beneficio con relación al costo

del transporte, ya que permite cargar mayor cantidad de mercadería sin

necesidad de cadena de frío (se logra un producto más estable

microbiológicamente). Al finalizar el proceso de liofilización, el alimento se

convierte en una estructura rígida que conserva la forma y el volumen pero

con peso reducido, preservando sus características nutritivas y

organolépticas. Al rehidratarlo se recuperaran la textura, el aroma y el sabor

original.


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Los alimentos pueden ser liofilizados en diferentes formatos: cubos,

deshilachado, tiras, picado, granulado o polvo, y luego pueden ser utilizados

como ingredientes industriales en la fabricación de snacks, sopas

instantáneas, salsas, caldos en polvo, caldos en cubos, cup noodles, puré

instantáneo, mezclas para risotto, condimentos para "Lamen", entre otros.

Fuente: http://avibert.blogspot.com/2013/01/liofilizacion-de-alimentos-parte-i.html

Una sustancia pura puede existir como sólido, líquido o gas y puede cambiar

de estado por medio de un proceso en el cual libera o absorbe calor a

temperatura constante (calor latente), de esto depende hacia donde se

direcciona dicho cambio.

El cambio de fase de sólido a gas o sublimación, debe realizarse en

condiciones de presión y temperatura menores a las del punto triple (punto en

el que conviven los tres estados de la materia), ya que por debajo de éste no

existe la fase líquida. En el caso del agua el punto triple se encuentra a 4,58

Torr y 0,008 °C. Por ejemplo si se tiene agua congelada, al calentarla a una

presión menor a la de dicho punto el hielo sublima.


http://avibert.blogspot.com/2013/01/liofilizacion-de-alimentos-parte-i.html

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Las sustancias moleculares disueltas en el agua disminuyen su punto de fusión

(descenso crioscópico), por esto es conveniente describir el enfriamiento y

posterior congelación de una solución de este tipo en varias etapas. Al bajar la

temperatura de una solución, inicialmente se produce un subenfriamiento que

origina los núcleos de cristalización, luego la temperatura aumenta hasta la de

equilibrio. A partir de ese momento comienzan a desprenderse los cristales de

hielo puro, por lo que la solución se concentra hasta alcanzar la menor

temperatura a la cual puede existir solución en equilibrio con hielo,

denominada temperatura eutéctica. Por debajo de esta temperatura debería

existir, idealmente, equilibrio entre hielo y soluto. Sin embargo las soluciones

que contienen polímeros naturales como azúcares no cristalizan en este

punto, sino que aumentan su viscosidad a medida que disminuye la

temperatura y el agua se congela.

Esta etapa finaliza cuando el sistema alcanza su temperatura de transición

vítrea, donde su viscosidad aumenta significativamente en un pequeño rango

de temperatura dando lugar a un sólido amorfo y frágil. Con relación a la

conservación de alimentos, es importante destacar que el flujo viscoso dentro

de este sólido es prácticamente nulo, casi no existe flujo de materia, lo que

evita que ocurran reacciones químicas. Cabe aclarar que no toda el agua que

compone un alimento está disponible para que los microorganismos puedan

llevar a cabo sus actividades metabólicas, solo el agua libre cumple dicho

propósito. El contenido de agua libre en un alimento se define como aw –

actividad de agua. Al deshidratar un producto su disponibilidad de agua (libre)

disminuye drásticamente.


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Para eliminar entonces la mayor parte del agua libre contenida en el sólido

obtenido, se le debe entregar calor a fin de lograr la sublimación total del

hielo, cuidando que la temperatura del producto se mantenga siempre por

debajo de su temperatura de transición vítrea. Al final de este cambio de fase

se obtiene un producto que conserva el volumen y tamaño original,

presentado la forma de un vidrio altamente poroso.

La ventaja de esta estructura es que permite una rápida rehidratación, no

obstante es frágil por lo que requiere de una protección que prevenga los

posibles daños ocasionados por una inadecuada manipulación. Asimismo,

debido a la porosidad de dicha estructura es necesario realizar el empaque del

producto de forma tal que se evite la penetración de oxígeno, a fin de impedir

procesos oxidativos sobre los lípidos.

La liofilización involucra cuatro etapas principales:

1. Preparación

2. Congelación

3. Desecación primaria

4. Desecación secundaria

Antes de comenzar el proceso, es fundamental el acondicionamiento de la

materia prima, ya que los productos liofilizados no pueden ser manipulados


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una vez completado el proceso. Lo que suele hacerse con alimentos como

guisantes o arándanos es agujerear la piel con el objetivo de aumentar su

permeabilidad. Los líquidos, por otro lado, se concentran previamente con el

fin de bajar el contenido de agua, lo que acelera el proceso de liofilización. La

segunda etapa se lleva a cabo en congeladores independientes (separados del

equipo liofilizador) o en el mismo equipo. El objetivo es congelar el agua libre

del producto. Para ello se trabaja a temperaturas entre -20 y -40°C. Para la

optimización de este proceso es fundamental conocer y controlar:

La temperatura en la que ocurre la máxima solidificación.

La velocidad óptima de enfriamiento.

La temperatura mínima de fusión incipiente.

Con esto se busca que el producto congelado tenga una estructura sólida, sin

que halla líquido concentrado, de manera que el secado ocurra únicamente

por sublimación. En los alimentos se pueden obtener mezclas de estructuras

luego de la congelación, que incluyen cristales de hielo eutécticos, mezclas de

eutécticos y zonas vítreas amorfas. Estas últimas se forman por la presencia

de azúcares, alcoholes, cetonas, aldehídos y ácidos, así mismo como por las

altas concentraciones de sólidos en el producto inicial. Respecto de la

velocidad de congelación se debe tener en cuenta lo siguiente:


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La tercera etapa del proceso consiste en la desecación primaria del producto,

por sublimación del solvente congelado (agua en la mayoría de los casos).

Para este cambio de fase es necesario reducir la presión en el interior de la

cámara, mediante una bomba de vacío, y aplicar calor al producto (calor de

sublimación, alrededor de 550 Kcal/Kg en el caso del agua), sin subir la

temperatura. Esto último se puede hacer mediante conducción, radiación o

fuente de microondas. Los dos primeros se utilizan comercialmente

combinándose su efecto al colocarse el producto en bandejas sobre placas

calefactoras separadas una distancia bien definida. De esta manera se

consigue calentar por conducción, en contacto directo desde el fondo y por

radiación, desde la parte superior. Por otro lado la calefacción por medio de

microondas presenta dificultad porque puede provocar fusión parcial del

producto, debido a la potencial formación de puntos calientes en su interior;

por lo cual actualmente no se aplica comercialmente.

Los niveles de vacío y de calentamiento varían según el producto a tratar. Al

inicio de esta tercera etapa, el hielo sublima desde la superficie del producto y

a medida que avanza el proceso, el nivel de sublimación retrocede dentro de

él, teniendo entonces que pasar el vapor por capas ya secas para salir del

producto. Este vapor, se recoge en la superficie del condensador, el cual debe

tener suficiente capacidad de enfriamiento para condensarlo todo, a una


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temperatura inferior a la del producto. Para mejorar el rendimiento de esta

operación, es primordial efectuar controles sobre la velocidad de secado y

sobre la velocidad de calentamiento de las bandejas. El primero se debe a que

si el secado es demasiado rápido, el producto seco fluirá hacia el condensador

junto con el producto seco. Produciéndose así una pérdida por arrastre de

producto. El segundo de los controles, debe realizarse siempre ya que si se

calienta el producto velozmente, el mismo fundirá y como consecuencia el

producto perderá calidad.

Para evitarlo la temperatura de los productos debe estar siempre por debajo

de la temperatura de las placas calefactoras mientras dure el cambio de fase.

No obstante, al finalizar la desecación primaria, la temperatura del alimento

subirá asintóticamente hacia la temperatura de las placas. Para tener una

liofilización buena y rápida es necesario poder controlar exactamente esta

temperatura y tener la posibilidad de regular la presión total y parcial del

sistema. La cuarta y última etapa del proceso de liofilización, se trata de la

desecación secundaria del producto por medio de desorción. Esta consiste en

evaporar el agua no congelable, o agua ligada, que se encuentra en los

alimentos; logrando que el porcentaje de humedad final sea menor al

2%.Como en este punto no existe agua libre, la temperatura de las bandejas

puede subir sin riesgo de que se produzca fusión. Sin embargo, en esta etapa

la presión disminuye al mínimo, por lo que se realiza a la máxima capacidad

de vacío que pueda alcanzar el equipo. Es importante, finalmente, controlar el

contenido final de humedad del producto, de manera que se corresponda con

el exigido para garantizar su estabilidad.

4.1.1 Los agentes químicosSe manifiestan especialmente durante los procesos de almacenamiento de los alimentos. Su efecto puede afectar de forma notable la comestibilidad del alimento: enranciamiento, pardeamiento, etc. Los más notables:

Pardeamiento no enzimático o reacción de Maillard. Se incluyen aquí una serie de reacciones complejas entre azúcares y compuestos nitrogenados (proteínas), las cuales generan pigmentos marrones. En


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algunos casos se producen de manera tecnológica (fritos y tostados), pero en otras es espontáneo. El calor y la desecación lo favorecen.

Enranciamiento de lípidos, que se produce por reacciones de hidrólisis y oxidación. Se forman compuestos volátiles que dan olores y sabores característicos (a rancio). El enranciamiento es más frecuente en grasas insaturadas (aceite, pescados y frutos secos)

4.1.2 De origen biológico

Son los agentes más importantes alterantes de los alimentos son entre los que se pueden diferenciar, los intrínsecos, como las enzimas y los extrínsecos, como parásitos o microorganismos.

A.Enzimáticos: algunas enzimas sobreviven a los propios organismos, pudiendo incluso aumentar su actividad. Algunas enzimas cambian la textura de los alimentos (maduración de frutos o reblandecimiento de carne), pero pueden acabar provocando su descomposición. El rigor mortis de los animales, por ejemplo, es debido a cambios enzimáticos ocurridos al faltar la circulación sanguínea y por lo tanto la oxigenación necesaria para el metabolismo aerobio.

B.Parásitos o competidores naturales, como insectos, roedores y pájaros, que compiten directamente por la obtención de alimento.

C.Microorganismos: Son sin duda los que producen las transformaciones mas indeseadas y abundantes. En algunos casos pueden suponer riesgos para la salud de las personas, siendo las infecciones microbianas el problema más grave de la alimentación humana, después del hambre y la sobrealimentación. Cabe destacar que, sin embargo, no todos los efectos son negativos, pues diversos alimentos son producidos total o parcialmente por ellos: los alimentos fermentados.

En algunas ocasiones, los microorganismos ya se encuentran en el alimento, en otras, son oportunistas que se encuentran de diversas maneras en el medio que nos rodea (aire, agua, etc.) Entre los más perjudiciales están las bacterias, tanto por su abundancia como por su elevada tasa de reproducción. Pueden producir toxinas (Clostridium) o ser infecciosas por ellas mismas (Salmonella, Listeria). Otro grupo son los mohos, importantes por la producción de toxinas y por su resistencia a las condiciones más extremas; finalmente, las levaduras, con las transformaciones rápidas más relevantes desde el punto de vista fermentativo.

4.2 Conservación química y métodos microbiológicos

Están basados en la adición de sustancias que actúan modificando químicamente el producto, por ejemplo disminuyendo el pH.


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Se pueden dividir en dos grandes grupos, los métodos que sólo conservan y los que además de conservar, modifican las propiedades sensoriales del alimento.

4.2.1 Métodos que no modifican las propiedades sensoriales Conservantes químicos, sustancias con actividad antiséptica.

4.2.2 Métodos que modifican las propiedades sensoriales:

A. SalazónConsiste en la adición de cloruro sódico, sal común, que inhibe el crecimiento de los microorganismos, la degradación de los sistemas enzimáticos y, por tanto, la velocidad de las reacciones químicas. El alimento obtenido tiene modificaciones de color, sabor, aroma y consistencia.

B. AhumadoEl ahumado es una de las técnicas de conservación de los alimentos más antigua, la cual descubre el hombre cuando se vuelve sedentario y domina el fuego, observando que los alimentos expuestos al humo de sus hogares, no solo duraban más tiempo sin descomponerse, sino que además mejoraban su sabor.

Este procedimiento utiliza el humo obtenido de la combustión de materias con bajo contenido en resinas o aromas de humo. El humo actúa como esterilizante y antioxidante y confiere un aroma y sabor peculiar al alimento tratado por este método muy del gusto del consumidor. Este procedimiento suele aplicarse tanto en carnes como en pescados. No debe abusarse del consumo de alimentos tratados por este método porque genera sustancias carcinógenas.

Posteriormente y después de poder extraer la sal del mar o de lagos salados, el hombre descubre que los alimentos salados también se conservaban por más tiempo y mejoraban su sabor.

Un tercer descubrimiento importante, es el del efecto conservador de las especias como el clavo, la pimienta, cominos, canela, chiles y otras. Nadie sabe a ciencia cierta, ni dónde, ni quién combina estos tres descubrimientos, pero desde antiguo, en muchos lugares del mundo se practicó esta técnica empíricamente.

En la actualidad y gracias al desarrollo de las ciencias, el hombre ha satisfecho su curiosidad para dilucidar, no solo, los mecanismos por los cuales estos métodos logran la conservación, sino que ha podido perfeccionarlos tecnológicamente, logrando así el desarrollo de toda una industria que para muchos países como España, Italia o Alemania son una muy importante fuente de divisas.


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Descripción de la técnica: Los pasos a seguir para ahumar correctamente las carnes son cinco:

1. Salazón o salmuera2. Enjuague3. Condimentación4. Ahumado5. Maduración

C. Acidificación por uso de ácidos orgánicosEs un método basado en la reducción del pH del alimento que impide el desarrollo de los microorganismos. Se lleva a cabo añadiendo al alimento sustancias acidas como el vinagre.

Encurtidos, escabeches, marinados y adobos. Se denomina Encurtido a los alimentos que han sido sumergidos durante algún tiempo en una disolución de vinagre (ácido acético) y sal con el objeto de poder extender su conservación. La característica que permite la conservación es el medio ácido del vinagre que posee un pH menor que 4.6 y es suficiente para matar la mayor parte de las necrobacterias. Permite conservar los alimentos durante meses. Se suele añadir a la marinada hierbas y sustancias antimicrobianas, tales como la mostaza, el ajo o la canela.

El Adobo es un aliño, salsa o caldo que sirve para condimentar o para conservar carnes, aves, pescados y otros alimentos. Está compuesta de los siguientes ingredientes: aceite, vinagre (o vino) ajo, sal, algunas hierbas aromáticas y condimentos. Ejemplos de adobos son el escabeche y la marinada. El escabeche consiste básicamente en el precocinado mediante un caldo de vinagre, aceite frito, vino, laurel y pimienta en grano y la posterior conservación dentro de esa mezcla. La Marinada es una técnica de cocina mediante la cual se pone un alimento en remojo de un líquido aromático durante un tiempo determinado (desde un día hasta varias semanas), con el objeto de que tras este tiempo sea más tierno o que llegue a estar más aromatizado.

4.3 Conservación Mediante aditivos

De origen natural (vinagre, aceite, azúcar, sal, alcohol) o bien de origen industrial debidamente autorizados. Los aditivos alimentarios se diferencian de otros componentes de los alimentos en que se añaden voluntariamente, no pretenden enriquecer el alimento en nutrientes y, solamente, se utilizan para mejorar alguno de los aspectos del alimento, como son el tiempo de conservación, la mejora del sabor, del color, de la textura etc.

Aunque la mayoría de los aditivos no presentan problemas utilizados en las dosis recomendadas, salvo casos de alergias, unos pocos plantean algunas


http://www.google.com.ni/imgres?imgurl=http://www.deguate.com/artman/uploads/1/alacena.jpg&imgrefurl=http://www.deguate.com/artman/publish/mujer_curiosidades/aliados-de-su-alacena.shtml&h=200&w=184&sz=13&tbnid=0TNKZgMWVgvPSM:&tbnh=92&tbnw=85&prev=/search?q=metodos+de+conservacion+de+los+alimentos&tbm=isch&tbo=u&zoom=1&q=metodos+de+conservacion+de+los+alimentos&usg=__KUCgi6WKGRv7gIhUluaJeruzpEE=&docid=GJHB7ONaVUlubM&hl=es-419&sa=X&ei=89NQULbYFobo8gS86ICwBA&ved=0CFAQ9QEwBw&dur=292

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dudas sobre la necesidad de utilizarlos o bien suponen un riesgo potencial para la salud.

Nitratos y nitritos: constituyen un grupo de aditivos utilizados para evitar el desarrollo de microorganismos que pueden dar lugar a intoxicaciones alimentarias como botulismo. Se cuestionan porque se cree que pueden reaccionar con los aminoácidos y formar nitrosaminas, sustancias potencialmente cancerígenas.

Sulfitos y derivados: los sulfitos son seguros para la mayoría de las personas. Sin embargo, se ha observado que una pequeña parte de la población desarrolla falta de respiración o conmoción letal poco después de exponerse a estos conservadores. Los sulfitos pueden provocar ataques de asma graves en asmáticos sensibles a sulfitos. Por esa razón, en 1986 la FDA prohibió el uso de sulfitos en frutas y verduras frescos destinados a venderse o servirse crudos a los consumidores. En la etiqueta del producto deben listarse los sulfitos agregados a todos los alimentos empacados y procesados, también se sabe que destruyen la vitamina B1.Su uso no es aceptable en la carne, porque puede enmascarar una mala calidad de la materia prima. Añadidos al vino evitan que este se agrie.

Fosfatos: utilizados en la leche, pueden indicar que esta no es de buena calidad.

Glutamato: potenciador del sabor en platos precocinados, caldos y salsas. Puede provocar intolerancia en personas sensibles. En general se plantean dudas sobre la necesidad de su utilización.

Tartrazina: colorante artificial amarillo que puede originar alergia y reacciones cruzadas con la aspirina. Se cuestiona su utilidad, así como la de los demás colorantes y potenciadores del sabor. Se usa para dar color a bebidas, polvos para postres, dulce, helado, flanes y otros alimentos. El aditivo colorante puede causar urticaria en menos de una de cada 10,000 personas. Por ley, siempre que el color se agregue a un alimento o se tome de manera interna, debe listarse en la etiqueta. Esto permite a la pequeña parte de la población que pueda ser sensible a la tartrazina que lo evite.

BHA y BHT: existe la sospecha de que estos dos antioxidantes artificiales puedan potenciar la acción de algunos carcinógenos, pero todavía no hay datos concluyentes al respecto. La Organización de Consumidores y Usuarios recomienda sustituirlos por vitamina E u otros antioxidantes naturales libres de toda sospecha.

4.4 Extracción de agua


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Secado convectivo de alimentos (por transferencia de masa Liquido-Gas) mediante deshidratación osmótica de alimentos.

D. Adición de azúcar (glaseado)

Cuando se realiza a elevadas concentraciones permite que los alimentos estén protegidos contra la proliferación microbiana y aumenta sus posibilidades de conservación, este proceso se lleva a cabo en la elaboración de leche condensada, mermeladas, frutas escarchadas y compotas.

E. CuradoEs un método de gran tradición en nuestro país que utiliza, además de la sal común, sales curantes, nitratos y nitritos potásico y sódico, dichas sustancias deben estar muy controladas por la legislación sanitaria para evitar sus efectos adversos, ya que a partir de ellas se forman nitrosaminas que son cancerígenas y pueden constituir un

problema para la salud, sin embargo, el uso de estas sustancias es necesario porque impide el crecimiento del Clostridium botulinium, un peligroso microorganismo, además de que sirve para estabilizar el color rojo, sonrosado de las carnes.

4.5 Tratamientos Microbiológicos

4.5.1 Fermentación


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La fermentación es un proceso catabólico de oxidación incompleta, que no requiere oxígeno, siendo el producto final un compuesto orgánico. Estos productos finales son los que caracterizan los diversos tipos de fermentaciones.

Fue descubierta por Louis Pasteur, que la describió como la vie sans l´air (la vida sin el aire). La fermentación típica es llevada a cabo por las levaduras. También algunos metazoos y protistas son capaces de realizarla.

El proceso de fermentación es anaeróbico ya que se produce en ausencia de oxígeno; ello significa que el aceptor final de los electrones del NADH producido en la glucólisis no es el oxígeno, sino un compuesto orgánico que se reducirá para poder re oxidar el NADH a NAD+. El compuesto orgánico que se reduce (acetaldehído, piruvato) es un derivado del sustrato que se ha oxidado anteriormente.

En los seres vivos, la fermentación es un proceso anaeróbico y en él no interviene la mitocondria ni la cadena respiratoria. Son propias de los microorganismos, como algunas bacterias y levaduras. También se produce la fermentación en la mayoría de las células de los animales (incluido el hombre), excepto en las neuronas que mueren rápidamente si no pueden realizar la respiración celular; algunas células, como los eritrocitos, carecen de mitocondrias y se ven obligadas a fermentar; el tejido muscular de los animales realiza la fermentación láctica cuando el aporte de oxígeno a las células musculares no es suficiente para el metabolismo aerobio y la contracción muscular.

Desde el punto de vista energético, las fermentaciones son muy poco rentables si se comparan con la respiración aerobia, ya que a partir de una molécula de glucosa sólo se obtienen 2 moléculas de ATP, mientras que en la respiración se producen 36. Esto se debe a la oxidación del NADH, que en lugar de penetrar en la cadena respiratoria, cede sus electrones a compuestos orgánicos con poco poder oxidante.

En la industria la fermentación puede ser oxidativa, es decir, en presencia de oxígeno, pero es una oxidación aeróbica incompleta, como la producción de ácido acético a partir de etanol.

Las fermentaciones pueden ser: naturales, cuando las condiciones ambientales permiten la interacción de los microorganismos y los sustratos orgánicos susceptibles; o artificiales, cuando el hombre propicia condiciones y el contacto referido.


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El proceso de fermentación no sólo incluye la desasimilación anaeróbica como la formación de alcohol, butanol-acetona, ácido láctico, etc., sino también la producción industrial de vinagre, ácido cítrico, enzimas, penicilina etc.. Todos estos productos son el resultado de procesos microbianos y se llaman productos de fermentación. Análogamente, el término fermentador no sólo hace referencia a los recipientes en los cuales se realiza la fermentación con exclusión de aire, sino también a los tanques en los cuales se producen oxidaciones microbianas aeróbicas y a los tanques de propagación de levaduras y otros microorganismos en presencia del aire.

Aplicaciones

El beneficio industrial primario de la fermentación es la conversión del mosto en vino, cebada en cerveza y carbohidratos en dióxido de carbono para hacer pan. Otros usos de la fermentación son la producción de suplementos de vitamina B12, etc. De acuerdo con Steinkraus (1995), la fermentación de los alimentos sirve a 5 propósitos generales:

1- Enriquecimiento de la dieta a través del desarrollo de una diversidad de sabores, aromas y texturas en los substratos de los alimentos.2- Preservación de cantidades substanciales de alimentos a través de ácido láctico, etanol, ácido acético y fermentaciones alcalinas.3- Enriquecimiento de substratos alimenticios con proteína, aminoácidos, ácidos grasos esenciales y vitaminas.4- Detoxificación durante el proceso de fermentación alimenticia.5- Disminución de los tiempos de cocinado y de los requerimientos de combustible.

La fermentación tiene algunos usos exclusivos para los alimentos. Puede producir nutrientes importantes o eliminar anti nutrientes. Los alimentos pueden preservarse por fermentación, la fermentación hace uso de energía de los alimentos y puede crear condiciones inadecuadas para organismos indeseables. Por ejemplo, avinagrando el ácido producido por la bacteria dominante, inhibe el crecimiento de todos los otros microorganismos.

De acuerdo al tipo de fermentación, algunos productos (ej. alcohol fusel) pueden ser dañinos para la salud. En alquimia, la fermentación es a menudo lo mismo que putrefacción, significando permitir el pudrimiento o la descomposición natural de la sustancia.

4.5.2 Tipos de Fermentaciones

Existen 4 tipos: Fermentación acética, Fermentación alcohólica, Fermentación butírica y Fermentación láctica.


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Fig 4.1.- MO utilizados en la industria de procesos fermentativos

A.Fermentación alcohólica

La fermentación alcohólica es una de las etapas principales que transforma el mosto o zumo azucarado, en un líquido con un determinado contenido de alcohol. Dura aproximadamente una semana, a una temperatura de 20°C, y se traduce por una disminución de la densidad del mosto.

Hay materiales nutritivos como la glucosa que ya contienen oxígeno en su molécula, y este participa en la combustión. En el caso de la fermentación alcohólica, el oxigeno necesario para oxidar carbono y obtener dióxido de carbono junto con etanol esta contenido en la propia molécula de glucosa, y esta conversión no requiere el uso del oxigeno atmosférico.

Es común a todos los procesos de fermentación el de significar una renuncia a desarrollar toda la energía que es capaz de obtenerse mediante el proceso de oxidación total (combustión). Las levaduras prefieren obtener menos energía, pero bajo una forma aprovechable. Así, por ejemplo, en las fermentaciones de los carbohidratos estos no se desdoblan hasta reducirse a CO2 y H2O, sino que se obtienen productos finales relativamente ricos en energía.

En el caso concreto de la fermentación alcohólica, al descomponerse la glucosa en alcohol etílico y dióxido de carbono se desprende solo un 7.33% de la energía susceptible de recuperación. Desde el punto de vista energético este rendimiento es muy bajo, pero lo compensa el hecho de que estas cortas cantidades de energía representan un verdadero capital productivo.


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Gracias a las levaduras presentes en el mosto, los azucares son transformados mediante un cierto número de etapas en etanol y anhídrido carbónico según la ecuación de Gay-Lussac:

C6H 12O6−−−−→ 2CH 3CH 2OH+2CO2+2 ATP+25.4Kcal

Como se observa en la fermentación alcohólica no se quema nada ni aparece por ninguna parte el oxígeno procedente de la atmosfera, que no forma parte directamente en las reacciones. Hoy se considera la fermentación como un proceso anaerobio, en contraste con los aerobios, donde el oxígeno no solo interviene, sino que es indispensable para su desarrollo.

Esta fermentación tiene viene acompañada por la liberación de moléculas energéticas (ATP) – energía materialmente comprometida- puestas a disposición de las levaduras, es una energía que el MO puede usar para su desarrollo. Es una forma de energía que el organismo libera o “excreta” como un sobrante, y es esencial para la fermentación total.

El ATP (Trifosfato de adenosina) se obtiene por la respiración celular que tienen lugar en los animales y microorganismos y en la fotosíntesis de las plantas. En otras palabras, si por ejemplo, en el transcurso de una síntesis bioquímica de una sustancia importante para el organismo, debe superarse una etapa que solo es posible con el consumo de energía, entra en función el ATP, y entonces la etapa que requiere energía se acopla con la rotura del ATP que la suministra. Cada en lace energético de una molécula de ATP corresponde a unas 10,000 cal/mol.

Las levaduras se sirven también de las sustancias nitrogenadas (nitrógeno amoniacal y aminoácidos), presentes en el mosto, para la síntesis de sus proteínas. La calidad organoléptica del producto varía según la aparición de diversos compuestos provenientes de las reacciones bioquímicas en el mosto. En un envejecimiento prolongado, las levaduras se autodestruyen por la acci9on de sus propias enzimas (fenómeno de autólisis), liberando unos compuestos que pueden entrar en la composición del producto.

Fermentación alcohólica por levaduras y bacterias

EI etanol es uno de los productos de la fermentaci6n de los azucares más abundante entre los microorganismos. Incluso en las plantas y muchos hongos se almacena etanol en condiciones anaer6bicas. Los principales productores de alcohol son levaduras, sobre todo cepas de Saccharomyces cerevisiae. Las levaduras, al igual que la mayoría de los hongos, son organismos de respiraci6n aer6bica; en ausencia de aire fermentan los hidratos de carbona a etanol y anhídrido carbónico. EI alcohol aparece también como producto


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principal o secundario de la fermentaci6n de hexosas o pentosas en muchas bacterias anaeróbicas y aeróbicas facultativas.

La fermentación normal de la glucosa por la levadura. La fermentación de la glucosa a etanol y anhídrido carbónico por las levaduras (Saccharomyces cerevisiae) se realiza a través de la vía de la fructosa-bifosfato. La transformaci6n de piruvato a etanol implica dos pasos. En el primero se descarboxila el piruvato por la piruvato-descarboxilasa con participaci6n de la tiaminapirofosfato, formándose acetaldehído; este se reduce a etanol con NADH2 mediante la alcohol-deshidrogenasa.

En esta transferencia de hidrógeno se consume el hidrógeno liberado en la deshidrogenaci6n de la triosa-fosfato: el balance de oxidación-reducción queda así equilibrado.

Fig. 4.2.- Fermentacion lactica

Formación de etanol por bacterias: La vía que sigue la levadura para la formación de etanol (vía de la fructosa bifosfato, piruvato-descarboxilasa) la sigue entre las bacterias únicamente Sarcina ventriculi.

A partir del pulque, el jugo fermentado del agave (Agave americana), se ais1ó en México una bacteria bacilar, de flagelación polar, móvil, capaz de formar etanol. Esta bacteria, Zymomonas mobilis, descompone la glucosa a través de la vía del 2-ceto-3-desoxi-6-fosfogluconato e hidroliza al piruvato mediante la piruvato-descarboxilasa hasta acetaldehído y CO2. El acetaldehído se reduce a etanol. Etanol, anhídrido carb6nico y pequeñas cantidades de ácido láctico son los únicos productos de fermentación.

Considérese que en el alcohol de agave se encuentran los átomos de carbono de la glucosa 2 y 3 así como 5 y 6, mientras que en el alcohol de levadura, por el contrario, se encuentran los átomos de carbono 1 y 2, así como el 5 y 6. En las fermentaciones de algunas Entero bacteriáceas y clostridios se forma


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etanol como producto secundario. El nivel previo al etanol, el acetaldehído, no se libera, no obstante, a partir del piruvato directamente por la piruvato-descarboxilasa sino que se forma por reducción del acetil-CoA.

Las bacterias lácticas heterofermentativas (p. ej. Leuconostoc mesenteroides) forman alcohol a través de una vía totalmente distinta. La glucosa se descompone mediante los primeros pasos de la via de la pentosafosfato hasta pentosafosfato. Lafosfocetolasa actúa sobre la xilulosa-S-fosfato:

xilulosa−5−fosfato+Pi−−→acetilfosfato+gliceraldehido−3−fosfato

El acetil-fosfato así formado se reduce mediante la acetaldehído-deshidrogenasa y la alcohol-deshidrogenasa hasta etanol. El otro producto de escisión, el gliceraldehido-3-fosfato, se reduce a lactato a través del piruvato.Bebidas alcohólicas por fermentadas

Como se ha expresado antes, las bebidas fermentadas al actuar sobre un mosto unas levaduras que transforman el azúcar en alcohol, mediante un proceso de fermentación. Las más características son:

Bebida Grado de AlcoholSidra 3 a 9°Cerveza 3 a 7°Vino 7 a 20°Vermuts y aperitivos vínicos

16 a 17°

Sidra

Se obtiene por fermentación alcohólica del zumo de las manzanas frescas prensadas. Las de zumo puro contienen de 5 a 9° de alcohol. En la sidra seca, la fermentación prosigue hasta la completa transformación de los azucares en alcohol; en la dulce se interrumpe la fermentación más o menos prematuramente.

La sidra puede envasarse con o sin gas. La sidra natural no gasificada por su dificultad de conservación se consume de forma inmediata hasta por 5-7 días. La gasificada y embotellada se pasteuriza y tiene un tiempo de conservación más prolongado.

Cerveza

La cerveza es una bebida resultante de fermentar con levadura seleccionada, el mosto lupulizado y cocido procedente de la malta de cebada, solo o mezclado con otros productos amiláceos transformables en azucares, sometidos a tratamiento técnicos adecuados.

La fabricación de cerveza siempre ha implicado el empleo de enzimas. La malta de cebada es la materia prima más importante como base para


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producción de extracto y, al mismo tiempo, la única fuente esencial de enzimas. La cebada resulta ventajosa por las siguientes razones:

- El almidón de la cebada se gelatiniza a temperaturas de maceración normales, y por tanto no requiere ebullición.

- La proporción de amilosa y aminopectina en la cebada es muy parecida a la malta.

- La cebada contiene β-amilasa- La proteína de la cebada es muy parecida a la de la malta.

Sin embargo, la malta es una materia prima cara, ya que el malteado requiere mucho tiempo y aporte de energía; por ello y con el fin de obtener un extracto más barato se utilizan productos no malteados preparados de granos de cereales, por ejemplo el arroz, la sémola de maíz, o la cebada. Una característica comuna a todos estos materiales es su bajo o nulo contenido de enzimas. El almidón, proteínas y glucanos necesitan ser digeridos por las otras enzimas de la carga.

El emplear, en una proporción determinada, granos crudos como fuente de almidón para la producción del extracto, puede aportar las siguientes ventajas:

- Mejor estabilidad de la cerveza- Mejores características de la espuma- Mejor economía de la empresa

El tipo de grano crudo depende la situación geográfica la fábrica. En cualquier caso, el almidón ha de ser gelatinizado y licuado antes de su transformación en azúcares fermentables. Se ha comprobado que la digestión de las macromoléculas de hidratos de carbono (almidón) no se efectúa en una sola operación: primero la enzima diastasa produce dextrinas y oligosacárido (entre estos el disacárido maltosa), y lo desdoblado en maltosa se descompone en glucosa por obra de la enzima maltasa. Así, desde el punto de vista bioquímico, la preparación de la cerveza puede presentarse por la siguiente serie de reacciones:

Los productos químicos naturales que forman parte del sabor de la cerveza pueden contarse por millares. Solamente el lúpulo contiene varias decenas.


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A grandes rasgos, en el proceso completo de la elaboración de la cerveza, se pueden considerar cuatro fases:

1. Malteado de la cebada2. Cocimiento3. Fermentación4. Envasado

El vino

El vino es una bebida que resulta de la fermentación alcohólica del mosto de la uva. La elaboración del vino o vinificación, consta de las siguientes fases principales: la obtención del mosto, su fermentación por acción de los fermentos o levaduras presentes en la piel y que se incorporan al mosto tras el estrujado de la uva. Aunque cualquier vino, blanco, rosado o tinto, es susceptible de crianza, lo usual es que sean los vinos tintos los sometidos a este proceso. Crianza es tener el vino en reposo, en madera al principio y en botella después, a fin de conseguir las mejores condiciones para su consumo. Su la crianza se alarga más tiempo, el vino pasa a ser de reserva, que no es más ni menos que una crianza prolongada.

Vinos Tintos: se obtiene a partir de uvas tintas. No obstante, la mayor parte de los vinos del mercado son en realidad vino blanco procedente de uva blanca y ligeramente coloreada con un poco de vino tinto. Esto no ocurre con los de crianza o reserva. Las uvas negras son estrujadas y despalilladas provocando la rotura de la piel y desprender la pulpa.

El despalillado consiste en separar las uvas de los tallos leñosos a los que el grano va prendido, puesto que el mosto tendrá que fermentar por un tiempo en contacto con los hollejos y pieles de la uva. Los tallos han de separarse en cualquier caso, pues por su naturaleza leñosa pueden originar metanol en la fase de fermentación.

La temperatura debe controlarse para que se mantenga en el orden de los 25°C. el mosto absorbe el color y el tanino de los hollejos, y una vez puesta en marcha la fermentacion los hollejos flotan a la superficie del mosto formando una capa que impide el contacto del oxígeno atmosférico.

El mosto se envía a un depósito intermedio donde se realiza su clarificación antes de la fermentación, mediante la acción del SiO2.

Vinos espumosos: pueden ser de cava, de fermentación en botellas, granvas, espumosos y gasificados. La calidad no varía de un tipo a otro, pero siendo el de cava mejor de todos ellos pero el más caro.

Vermuts y aromatizados


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Se trata de vinos blancos muy bien elaborados y totalmente neutros (incoloros, inodoros e insípidos), que se encabezan con alcohol rectificado muy neutro, se endulzan con azúcar de remolacha y se aromatizan con extractos de hierbas

4.5.3 Aguardientes

Se obtiene mediante la destilación de caldos procedentes de la fermentación de materias primas (vino, maltas, cañas, etc.), ejemplos de ellos son:

Bebida Grado de AlcoholBrandy 38°Whisky 40°Ron 40°

Coñac (Brandy)

Los vinos flojos se destilan a fuego lento dando un caldo impuro y residuo denominado vinaza. El caldo obtenido se vuelve a destilar y se aprovecha solamente la fracción intermedia, que se deja madurar en toneles de roble. El alcohol disuelve ciertos principios de la madera que confieren al coñac su color característico y le dan sus demás cualidades.

Generalmente un buen coñac es la mezcla efectuada por un buen especialista, de aguardiente de diferentes calidades, algunos de los cuales añejos.

Ron

El ron se elabora a partir del zumo de la caña de azúcar o de las melazas (líquido que queda como residuo después de haberse cristalizado el azúcar), tiene entre 40 y 60 % de azúcar y 85 % de materia sólida.

La fermentación se lleva a cabo por la acción de las levaduras añadidas, en unos cinco días. La destilación del mosto fermentado, a temperaturas entre 55 y 65 °C, da agua ardiente que se deja madurar en toneles de roble.

El ron no necesita envejecer tanto como el coñac, con seis meses se puede obtener un buen ron ligero, y con cinco años basta para conseguir cualquier clase.

Whisky

Licor procedente de la germinación, trituración, fermentación y destilación de la cebada. Se humedece la cebada para maltearla (almidón =>maltosa). La cebada húmeda se extiende y se deja germinar hasta que los brotes alcanzan 3mm. La cebada germinada (malta verde) se seca en hornos, chapas de hierro horadadas donde se extiende el grano. El humo pasa por los agujeros y entre el grano para llenarlo de sabor (malteado).


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La cebada tostada (malta) se deja en reposo durante un tiempo para después cribarla y triturarla. La harina obtenida se mezcla con agua para formar una papilla que es llevada a unos depósitos con agitación. De estos sale un liquido translucido, oloroso y dulce que es llevado a cubas de madera o metal para fermentar, la cual dura unas 72 horas, de ellas se obtiene un líquido alcohólico cuya graduación varía entre 7 y 8 %. El liquido fermentado es destilado por doble destilación en alambiques de cobre intermitentes llamados “pot still”. En la primera destilación se eliminan las materias solidas contenidas en el mosto, al mismo tiempo que se aumenta el grado alcohólico hasta el 30% (30°GL).

En la segunda destilación se separa las cabezas y las colas de los centros, en los cuales queda el olor y aroma de la malta. Este producto central así obtenido se denomina aguardiente de malta o malt whisky.

En otros alambiques, que funcionan con el método de destilación continua, el destilado que se obtiene se denomina destilado de cereal o grain whisky. El malt whisky y el grain whisky, que tiene una graduación de 70 °GL, son conducidos a las bodegas de crianza, donde han de permanecer en barriles de envejecimiento, de roble americano usados (el whisky no puede estar en contacto con madera nueva por los taninos) tres años como mínimo.

Transcurrido el tiempo de crianza, los distinto destilados ya envejecidos se mezclan en una operación llamada Blended, cuando este termina se ajusta a su grado alcohólico entre los 40°y 43°GL, según las marcas.

B.Fermentación Láctica

Las bacterias del ácido láctico se reúnen en la familia de las Lacto bacteriáceas. A pesar de que el grupo morfológicamente se presenta como poco homogéneo, compuesto por bacilos cortos y largos, así como por cocos, es un grupo relativamente bien caracterizado fisiológicamente. Todos los pertenecientes a el son Gram positivos, no forman esporas (con la excepción de Sporo/actobacillus inu/inus) y son inmóviles (con excepciones). Para la obtenci6n de energía dependen exclusivamente de los hidratos de carbono y excreta ácido láctico (lactato).

En contraposición a las entero bacteriáceas también productoras de lactato estas son fermentadoras obligadas. No contienen heminas (citocromo, cata/asa). A pesar de su ausencia, las Lactobacteriaceas pueden crecer con oxígeno atmosférico; son anaer6bicas pero aero tolerantes; una bacteria que crezca aer6bicamente sin cota/asa es probablemente una bacteria del ácido láctico. Requerimientos nutritivos y crecimiento. Otra característica de las bacterias lácticas es la necesidad de requerimientos nutritivos. Ningún representante es capaz de reproducirse en un medio mineral con glucosa y sales am6nicas.


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La mayoría necesitan una serie de vitaminas (lactoflavina, tiamina, ácido pantoténico, ácido nicotínico, ácido fólico, biotina) y aminoácidos, purinas y pirimidinas. Por ello se cultivan preferentemente sobre medios de cultivo complejos, que contienen cantidades relativamente altas de extracto de levadura, juga de tomate, suero e incluso sangre. Se ha visto sorprendentemente que algunas bacterias del ácido láctico (entre otros fermentadores) forman citocromos cuando se desarrollan sobre medios de cultivo que contienen sangre e incluso son capaces de desarrollar una fosforilación en la cadena respiratoria.

Par ello, a las bacterias lácticas, lo que les falta es la capacidad para poder sintetizar la porfirina; si se afiaden parfirinas a los medios de cultivo, algunas bacterias lácticas son capaces de formar los pigmentos con el grupo hemo correspondiente.

Hay que considerar, par tanto, a las bacterias del ácido láctico como un grupo metabólico que probablemente como consecuencia de su especializaci6n para desarrollarse sobre leche y otros hábitats ricos en nutrientes y requerimientos nutritivos. Han perdido la capacidad para la síntesis de muchos metabolitos. Por otra parte, disponen de una capacidad que les falta a la mayoría de los microorganismos; son capaces de utilizar el azúcar de la leche (lactosa).

Esta capacidad la comparten con las bacterias intestinales (p. ej. Escherichia coli). La lactosa no se presenta aparentemente en el reino vegetal; la forman los mamíferos y la excretan con la leche, 0 bien la captan mediante la leche. En la utilizaci6n de la lactosa hay que ver por tanto una adaptaci6n a las condiciones ambientales del tracto intestinal de los mamíferos. La lactosa es un disacárido que se escinde antes de introducirse en las vías de degradaci6n de las hexosas:

Bacterias ácido-lácticas homofermentativas

Mesófilas (25 -30 °C )

Lactococcus lactis subesp. LactisLactococcus lactis subesp. cremoris


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Termófilas (37 – 42°C)Streptococcus thermophilusLactobacillus delbrueckii subesp. bulgaricusLactobacillus helveticus

Además también se pueden clasificar en bacterias homofermentativas y heterfermentativas:

Fermentacion hictica heterofermentativa: Las bacterias lácticas heterofermentativas no disponen de los enzimas principales de la via de la fructosabifosfato, la aldolasa y la triosafosfato-isomerasa. La degradaci6n inicial de la glucosa sigue exclusivamente la via de la pentosafosfato, esto es, a traves de la glucosa-6-fosfato, del 6-fosfogluconato y de la ribulosa5- fosfato. Este se transforma mediante una epimerasa a xilulosa-5-fosfato y en una reacci6n dependiente de la tiaminapirofosfato se escinde a traves de lafosfocetolasa apareciendo gliceraldehido-fosfato y acetilfosfato:

Fermentación de Bifidobacterium: La bacteria láctica heterofermentativa Bifidobacterium bifidum recibe su nombre de la forma en V o en Y de células (bifidus L => bifurcado, bffido, partido). Se conoce sobre todo porque predomina en la flora intestinal de los lactantes, y sobre todo en primer lugar en los niños alimentados con leche materna. Esta dependencia en cuanto a la alimentación del lactante se debe a la necesidad de esta bacteria de utilizar algunos azucares, que contienen N-acetilglucosamina, la cual solo se encuentra en la leche humana y no en la de vaca. Los miembros pertenecientes al género Bifidobacterium son anaer6bicos estrictos, no son Aero tolerantes, y para su crecimiento requieren una atmosfera rica en anhídrido carbónico 00% de CO2). Desde que se conocen estas características no usuales para las bacterias lácticas se han encontrado bifidobacterias también en la flora intestinal de los adultos y en otros muchos hábitats, incluso en limos; actualmente se diferencian muchas especies.


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Bifidobacterium transforma la glucosa según:

Fermenta la glucosa a través de una vía colateral de lafosfocetolasa. No utiliza ni la aldolasa ni la glucosa-6-josjl1fo-deshidrogellasa, pero dispone de unajo5focetolasa activa, que hidroliza a la fructosa-6-fosfato y ala xilulosa-5-fosfato hasta acetilfosfato y eritrosa-4-fosfato o bien gliceraldehfdo-3-fosfato. La hexosa se transforma según la siguiente vía:

Fermentación de Yogur: El yogur se hace fermentando la leche con bacterias compatibles, principalmente Lactobacillus bulgaricus y Estreptococo thermophilus. La leche azucarada o lactosa son fermentadas por estas bacterias y se forma el ácido láctico el cual da origen a la formación de la cuajada. El ácido también restringe el crecimiento de bacterias que causan descomposición del alimento. Durante la fermentación del yogur, se generan algunos sabores, que le dan especial característica.

Fermentación de Magou: El magou es muy popular en Sudáfrica, especialmente entre las personas bantúes. Magou proviene de la fermentación de la avena de maíz. Para hacer magou, debe cocinarse un 10% de lechada de maíz, luego enfriar e inocular con harina de trigo. El magou también es producido a escala industrial y empacado en cajas de cartón. En el proceso, el magou es inoculado con Lactobacillus delbreuckii.


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Fermentación de Kéfir: El kéfir es un producto lácteo fermentado originado en la región del Cáucazo. La fermentación de kéfir es similar a la fermentación de yogur. El yogur es solamente fermentado por bacterias, en cambio el kéfir involucra bacterias y también levaduras. Estas levaduras producen alcohol y dióxido de carbono, que dan al kéfir su típico aspecto gaseoso. Kéfir es inoculado con granos de kéfir especiales. Estos granos son mezclas de bacterias y levaduras en una matriz de proteínas, lípidos y carbohidratos. La fermentación de kéfir es hecha a temperatura ambiente, que hace el proceso más fácil.


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C.Fermentación acética

La fermentación acética es la fermentación bacteriana por Acetobacter aceti, un género de bacterias aeróbicas, que transforma el alcohol en ácido acético que se encuentra en pocas proporciones en el vinagre. La fermentación acética del vino proporciona el vinagre debido a un exceso de oxígeno y es considerado uno de los fallos del vino. La fermentación acética es un área de estudio dentro de la cimología.

La formación de ácido acético (CH3COOH) resulta de la oxidación de un alcohol por la bacteria del vinagre en presencia del oxígeno del aire. Estas bacterias, a diferencia de las levaduras productoras de alcohol, requieren un suministro generoso de oxígeno para su crecimiento y actividad. El cambio que ocurre es descrito generalmente por la ecuación:

C2H5OH + O2 → Acetobacter aceti → CH3COOH + H2O

Los licores de fermentación suave, se convierten solo con la exposición al aire. Esto es debido a la conversión del alcohol en ácido acético. El ácido acético es producido mediante la fermentación de varios sustratos, como solución de almidón, soluciones de azúcar, ó productos alimenticios alcohólicos como vino o sidra, con bacterias de Acetobacter.Ejemplos de la fermentación acética:

Europa Occidental: La sidra y vinagre de manzana y el vinagre de vino, kambucha

África: vinagre de vino de palmera Filipinas: vinagre de agua de coco

¿Qué es Vinagre?Cuando se utiliza sidra, vino o malta como materia prima se puede obtener aproximadamente 5 % de ácido acético. El color y el sabor dependen de la materia prima empleada (sidra, vino, cerveza, malta de cebada) y método de producción. Tradicionalmente, el vinagre fue producido en barriles llenos de las virutas de madera sobre el cual se rociaba el vino. Cuando el vinagre es destilado este no tiene color. El vinagre de vino se denomina así al más corriente de todos los vinagres, así como vinagre de vino de mayor consumo y producción mundial. Vinagre de vino vinagre procedente de las diferentes variedades de vino.

En muchos países la legislación exige que el ácido acético en vinagre sea producido por fermentación y no por procesos químicos. También existen tres procesos químicos para producir ácido acético: carboxilación del metanol, oxidación del butano u oxidación del acetaldehído. El vinagre contiene de 4 a 8 % de ácido acético en volumen.


http://es.wikipedia.org/wiki/Agua

http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_ac%C3%A9tico

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Acetobacter_aceti&action=edit&redlink=1


http://es.wikipedia.org/wiki/Etanol

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El sistema para fabricación vinagre se muestra a continuación:

D.Fermentación butíricaLa fermentación butírica fue descubierta por Pasteur en 1854, y es la conversión de los glúcidos en ácido butírico, por acción de las bacterias anaerobias Clostridium butiricum, en ausencia de oxígeno. La fermentación se produce a partir de la lactosa o del ácido láctico con formación de ácido butírico y gas. Es característica de las bacterias del género Clostridium y se caracteriza por la aparición de olores pútridos y desagradables entre ellos los intestinales. Se puede producir durante el proceso de ensilado si la cantidad de azúcares en el forraje no es lo suficientemente grande como para producir una cantidad de ácido láctico que garantice un pH inferior a 5. El ácido butírico es un ácido graso de cadena corta que puede encontrarse en la naturaleza. Es el responsable del mal olor del vino alterado. El ácido


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butírico huele fuertemente a mantequilla rancia, de la que es un componente, como también lo es de lo que se acostumbra a llamar “olor corporal” así como el denominado "olor de pies". Es responsable también del olor del queso ya que se encuentra en las grasas de la leche al proceder de la fermentación de la lactosa.

La fibra alimenta a la flora intestinal "buena" y produce ácido butírico, que acidifican el colon estimulando el crecimiento de los acidófilus o bacterias "buenas". El ácido butírico, un ácido volátil de cadena corta, con olor característico. Es soluble tanto en lípidos como en agua, lo cual lo hace un producto con características biológicas únicas. El ácido butírico es un ácido Mono carboxílico, saturado, de cadena abierta de fórmula molecular: C4H8O2 o por su fórmula semi desarrollada: CH3-(CH2)2-COOH

Los clostridios son bacterias anaeróbicas que forman endosporas. Muchas de ellas pueden fermentar tanto carbohidratos como proteínas, por lo cual disminuyen el valor nutritivo del ensilaje y al igual que las endobacterias crean problemas al producir aminas biogénicas. Además, la presencia de clostridios en el ensilaje altera la calidad de la leche ya que sus esporas sobreviven después de transitar por el tracto digestivo y se encuentran en las heces; esto puede resultar en la contaminación de la leche, ya sea directamente o por ubres mal aseadas. La especie de mayor importancia en las lecherías es Clostridium tyrobutyricum, un organismo ácido tolerante. Además de poder fermentar carbohidratos, C. tyrobutyricum también puede degradar el ácido láctico en ácido butírico, H2 y CO2, según la reacción siguiente:


http://www.bedri.es/Libreta_de_apuntes/L/LI/Lipidos.htm

http://www.bedri.es/Libreta_de_apuntes/L/LA/Lactosa.htm

http://www.bedri.es/Libreta_de_apuntes/F/FE/Fermentacion.htm

http://www.bedri.es/Libreta_de_apuntes/G/GR/Grasas.htm

http://www.bedri.es/Libreta_de_apuntes/M/MA/Mantequilla.htm

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2 ácido láctico 1 ácido butírico + 2 H2 + 2 CO2

La fermentación butírica, no sólo interfiere con la fermentación láctica del ensilaje y de los quesos, sino que también es responsable de una abundante producción de gas, lo que causa en los quesos duros y semiduros el defecto conocido como "soplado tardío", común en quesos Emmental, Grana, Gouda y Parmesano (Gibson, 1965; Goudkov y Sharpe, 1965; Klijn et al., 1995).

Serios problemas de salud pueden ser causados por ciertos tipos de clostridios.Una especie extremadamente tóxica es Clostridium botulinum que provoca el botulismo, y puede ser fatal para el ganado bovino. Afortunadamente, C. botulinum tiene una baja tolerancia a medios ácidos y por ello no se desarrolla en ensilajes bien fermentados. El botulismo en los animales es causado por ingestión de ensilaje contaminado con C. botulinum y corresponde casi siempre a la descomposición de un cadáver (p. ej.: ratón, pájaro) dentro del ensilaje (Kehler y Scholz, 1996).

Los clostridios se caracterizan fisiológicamente por su acusado metabolismo fermentativo y por sus relaciones con el oxígeno. Solo crecen bajo condiciones anaeróbicas. No obstante, parecen darse todas aquellas transiciones entre las especies anaeróbicas estrictas (Clostridium pasteurianum, C. kluyveri) hasta las especies prácticamente Aero tolerantes (c. histolyticum, C. acetobutylicum). Por lo general los clostridios no contienen ningún derivado con grupo hemo (citocromo, catalasa).

Algunas especies son sin embargo capaces de formar citocromos cuando se añaden los precursores al medio de cultivo. Como sustancias de reserva están muy extendidos los polisacáridos del tipo del almidón. La temperatura óptima para el crecimiento de la mayoría de los clostridios conocidos se encuentra entre los 30 y los 40°C. Junto a estos representantes mesófilos se encuentran también entre los clostridios muchas especies termófilas, cuyo óptimo de temperatura se encuentra entre los 60 y los 75°C: Clostridium thermoaceticum, Clostridium thermohydrosulfuricum. Como las otras Bacilaceas, los clostridios s610 pueden crecer a pH neutros (0 alcalinos). Su crecimiento, muchas veces indeseable, puede impedirse por tanto totalmente mediante acidificación (col fermentada, ensilado, conservas de frutas, embutidos crudos).

Sustratos de los clostridios. Los c1ostridios se diferencian ampliamente en cuanto a los nutrientes que pueden utilizar y fermentar. Algunos clostridios son poco exigentes y tienen un espectro de sustratos muy amplio. Mientras que otras son considerados como especialistas y únicamente capaces de utilizar uno o pocos sustratos.

En conjunto los clostridios tienen a su disposición un amplio espectro de sustancias naturales utilizables como sustratos; pueden descomponer polisacáridos (como por ejemplo almidón. glucógeno. celulosa, hemicelulosa, pectina), ácidos nucleicos, proteínas, aminoácidos, purinas y pirimidinas.


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Algunos c1ostridios requieren medios nutritivos complejos o requerimientos específicos, mientras que otros no los precisan.

Algunos son capaces de desarrollarse con nitrógeno molecular como única Fuente de nitrógeno, fijandolo a tasas muy elevadas (como Clostridium pasteurial/urn).

Desde el punto de vista de la utilización de los sustratos pueden agruparse los c1ostridios en dos grupos: los clostridios sacarolitícos degradan preferentemente polisacáridos o azucares, y los clostridios peptolitícos degradan proteínas, peptonas y aminoácidos. Además se establecen grupos en base a las características de la fermentación y a los productos de fermentación.

El butirato es el producto de la condensaci6n de dos moléculas de acetil-CoA mediante el enzima tiolasa hasta acetil-CoA y su producto de reducci6n (Fig. 8.4). El acetil-CoA se reduce a B-hidroxibutiril-CoA con el NADH2 mediante


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lafl-hidroxibutiril-CoA-deshidrogenasa. A partir de aquí se elimina agua mediante una crotonasa. El crotonil-CoA es reducido por una butiril-CoA-deshidrogenasa, un enzima flavfnico, hasta butiril-CoA. A partir del butiril-CoA puede transferirse el CoA, mediante una CoA-transferasa, hasta acetato, liberándose entonces butirato; este es secretado. A partir del acetil-CoA y por la fosfotransacetilasa y la acetato-quinasa puede regenerarse el ATP con formación de acetato.

En la fermentaci6n butírica pura se libera de forma gaseosa el hidrógeno producto de la oxidaci6n del piruvato. Cuando la glucosa se fermenta a butirato, anhídrido carb6nico e hidr6geno, el balance de hidr6genos está equilibrado y entonces se consiguen 3 moles de ATP por mol de glucosa.

Glucosa butirato + 2 CO2 + 2 H2

El butanol, el butirato, la acetona y el 2-propanol son los productos de la fermentaci6n de la glucosa por Clostridium acetobutylicum. En esta fermentaci6n se excreta igualmente ácido butírico en primer lugar. AI aumentar la acidificaci6n (Fig. 8.5) aumenta, no obstante, la formaci6n de enzimas, entre ellos la acetato-descarboxilasa, cuya funci6n conduce al acumulo de acetona y butanol. Entre la formación de acetona y de butanol existe una estrecha relaci6n.

Con la descarboxilaci6n de una parte del aceto-acetato se pierde un aceptor de hidr6genos potencial, que en la reducci6n hasta butirato hubiera captado dos veces 2[H]. Este hidr6geno ha de pasar ineludiblemente a otros aceptores de hidr6geno, entre ellos también al butirato ya excretado. En la reducci6n hasta butanol debe activarse en primer lugar al butirato por formaci6n de butiril-CoA. En el esquema (de la sig. Pág.) se han resumido las transformaciones implicadas en la formaci6n de butirato y acetona-butanol. Durante una fermentaci6n alcalina (por ejemplo en presencia de CaCO3; C. acetobutylicum se comporta como C. butyricum. Algunas cepas reducen la acetona y excretan 2-propanol.


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