Presentación de PowerPointDE PRODUCTOS AGROINDUSTRIALES
ANTECEDENTES:
El principio de la conservación de los alimentos mediante acción del calor y aislamiento del medio ambiente fue ideado por el Francés NICOLAS APPERT, en 1804.


“...///. CONSERVACIÓN DE ALIMENTOS POR CALOR”
Las ventajas del nuevo método
Frente a los sistemas tradicionales de conservación de alimento: Ahumado, Curado y Secado, fueron evidentes y en seguida fueron conocidos
*
En recompensa APPERT, recibió un premio de 12,000 Francos del Ministerio del Interior después de pasar 10 años probando su descubrimiento.
La base científica de la conservación térmica fue investigada por LOUIS PASTEUR, quién en 1908, envió a la Academia de Francia un informe sobre las investigaciones y proposiciones para la conservación de vinos por medio del tratamiento térmico.
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FUNDAMENTO:
Exterminio de agentes biológicos (Bacterias, virus y parásitos), al aplicarse altas temperaturas.
Convertir a los alimentos en digestibles mejorando su biodisponibilidad
Hacerlos apetitosos y aceptables (Nutritivo y Salubridad)
Disminuir la actividad de factores que afecten la calidad
Garantizar su estabilidad durante su almacenamiento y expendio.
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Proterra
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Lipoxigenasa
Catalasa
Peroxidasa
Color
100 80 62 6 1 --
100 36 28 2 0.3 --
100 65 52 34 23 0.3
Decolora “ “ Bueno Bueno Bueno
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INCREMENTO DE LA DIGESTIBILIDAD
PROTEÍCA POR TRATAMIENTO TÉRMICO
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Salazón
Curado
Ahumado
Confitado
Refrigeración
Congelación
Encurtido
Escabechado
Deshidratación
Liofilización
Pasteurización
Esterilización
Extrusión
DETERMINACIÓN DE LA INTENSIDAD DEL TRATAMIENTO TÉRMICO
*
Parámetros
FACTORES
Tiempo
*Tipo de alimento *Carga microbiana *Naturaleza de cada producto *Grado de contaminación *Contenido de biofactores *Composición química de los alimentos *Acidez dada por el pH *Está en función del microorganismos más resistente al calor.
Temperatura
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TT. Con vapor o H2O caliente
TT. Con aire caliente
*Escaldado *Pasteurizado (96%) (Baja: 62.8ºC/30’ Alta: 71.7ºC/15’’ *Esterilizado:(115-127ºC) HTST:72-75ºC/15”-1’ UHT: 135-150ºC/1-3’’ *Vaporizado *Extruído:(180-190ºC/30-40’’)
*Deshidratado *Horneado y asado Temperaturas: -Suave: 160ºC -Moderado: 180ºC -Fuerte: 210ºC -Muy Fuerte: 250ºC *Atomizado *Secado continuo a través de cintas *Secado por rodillos
*Fritura:180-250ºC
*
PASTEURIZACION
IRRADIACION
Disminuye el contenido de Tiamina (B1) y acido ascórbico (C)
Disminuye el contenido de vitamina A , E, C, y B1
Se conserva el producto durante 2-4 días
Se duplica o triplica la vida útil.
Procedimiento por calor
Procedimiento en frío
Pollo, carne, pescado, cereales, especies, frutas y verduras.
Reduce los microorganismos patógenos en un 96 %
Reduce más del 99% los microorganismos patógenos
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A) CONDUCCIÓN:
Transferencia de calor por contacto directo con la fuente de calor
Método relativamente lento de transferencia de calor
B) CONVECCIÓN
A través de corriente en un líquido o gas caliente, formando turbulencias o remolinos del fluido.
Este calentamiento es más rápido que el anterior método.
C) RADIACIÓN
La transferencia de calor se da desde una fuente de calor radiante hacia el alimento.
La energía se transfiere en forma de ondas electromagnéticas
Es el método más rápido de transferencia de calor.
METODOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR
*
*
A) CALOR HÚMEDO:
La destrucción de los microorganismos es debido a una desnaturalización de las proteínas
La temperatura y tiempo de trabajo es < 115ºC/Tiempo variable>
B) CALOR SECO
La destrucción de los microorganismos es debido a una oxidación
TIPOS DE CALOR
*
*
*
Horizontal (O2 presente: 80%)
CANTIDAD/ AIRE ELIMINADO Sólo c/ vapor puro 2/3 aire eliminado ½ aire eliminado Sin eliminación de aire
ºT/ Autoclave 121ºC (250ºF) 115ºC (239ºF) 112ºC (234ºF) 100ºC (212ºF)
Vertical (O2 presente + 60%)
SUAVES E INTENSOS
Objetivos: Destruir patógenos Reducir recuentos bacterianos El alimento no es estéril Inactivar enzimas Ventajas Modificación mínima del flavor, textura y calidad nutricional Desventajas: Corta vida útil Se debe usar otro método de conservación, como refrigeración y congelación Ejemplos: Pasteurización, escaldado
Objetivos: Destruir todas las bacterias El alimento será comercialmente estéril. Ventajas Larga vida útil No se necesita otro método de conservación Desventajas: El alimento está cocinado en exceso Mayores cambios en textura, flavor y calidad. Ejemplo: Enlatado
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ENFERMEDAD
CONCEPTO
Enfermedades infecciosas
“Son causadas por el consumo de alimentos que contienen el suficiente número de microorganismos patógenos como para colonizar el tracto intestinal de cualquier persona y causarle los síntomas y daños de una enfermedad. Por ejemplo: salmonelosis, sigelosis y enteritis, toxoplasmosis”
Intoxicaciones
“Son causadas por la ingestión de sustancias venenosas, conocidas con el nombre de toxinas. Algunas toxinas son generadas incluso por ciertos microorganismos ya dentro del organismo. Por ejemplo: estafilococos, Clostridium botulinum.”
Tóxico - infecciones
“Son enfermedades provocadas por la mezcla de toxinas y/o microorganismos. La comida ingerida contiene el suficiente número de microorganismos patógenos que afectan a las personas en el intestino y producen toxinas que desarrollan los síntomas de la enfermedad.Ejemplo: Clostridium perfringens, Escherichia coli y Vibrio cholerae.”
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INTOXICACIÓN
*
Estado de malestar de un hombre o de un animal por el consumo de sustancias indeseables, que incluso puede causar la muerte. Toxina (Sustancia sintetizada por mos, animales y plantas) Micotoxinas (Compuestos químicos naturales: Aflotoxinas, patulina, ocratoxinas, citrinina, etc.) Exotoxina (Sustancias venenosa producida dentro de la célula y excretada al medio, ej. Botulismo, dosis mortal: ≤ 1g/toxina “A”)
OCRATOXINAS:Mohos productores Aspergillus ochraceus Aspergillus viridicatum Especies comunes en el arroz y forrages secos
Intoxicaciones agudas. Manifestaciones hemorrágicas y diarreicas b) Intoxicaciones crónicas: Lesiones renales Nefropatía endémica humana.
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La destrucción de los microorganismos por el calor, no significa una destrucción en el sentido físico.
Sino una pérdida de viabilidad, por lo que se denomina una pérdida en la capacidad para reproducirse.
Los m.o al tratarse con calor húmedo, a ºT Letal, se inactivan o destruyen en forma exponencial con el tiempo.
Siguiendo el comportamiento cinético de una Rx. Monomolecular a una Rx. Bimolecular de 1er. Orden
Esto hace pensar que la inactivación de los mos. Implica la desnaturalización de una sola molécula y que probablemente sea: DNA o RNA.(moléculas vitales/ mos.)
La célula muere debido al paso de una molécula vital A al estado B
Cinética de inactivación de microorganismos
*
La desnaturalización de éstos ácidos, importantes va permitir la inactivación del microorganismo.
Ln N – ln N0 = - K ---------- ln N = ln N0 - K Y = a – bX
Log N/N0 = -K / 2.303; K = 2.303/D --- Log N/N0 = -/D
MODELO MATEMÁTICO DE INACTIVACIÓN DE MOS
*
Fig. 1: Curva logarítmica de destrucción térmica microbiana a temperatura constante
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MICROBIANA A TEMPERATURA CONSTANTE.
10-1
10-2
10-3
10-4
10-5
(minutos)
De la Grafica, se deduce que “D” es el tiempo requerido para producir una reducción de la población microbiana en un décimo o un ciclo logarítmico así tenemos: N/No = 1/10
Que al introducirse en la Ecuación, se tiene:
Log N/No = -K/2.303 Log 1/10 = -KD/2.303 ; = D D = 2.303/K
K/ 2.303
(Velocidad de destrucción logarítmica)
Gráfico1
1
1000000
2
100000
3
10000
4
1000
5
100
6
10
7
1
8
0.1
9
0.1
tiempo de permanencia a diferentes temperaturas
5 10 15 20 25 30
Tiempo (horas)
Log N
a diversas temperaturas y correspondientes valores “D”
Duración del calentamiento (Seg.)
EFECTO DE LA TEMPERATURA EN EL VALOR DE “K”
El valor de la constante de velocidad de destrucción (K), es principalmente f (°T) y esta dependencia es representada según ARRHENIUS por la fórmula:
K = Ko -Ea/RT
*
EFECTO DE LA TEMPERATURA EN EL VALOR DE “K”
Esto significa que las células microbianas al igual que las moléculas químicas, requieren absorber una cierta cantidad de energía de activación, para que se produzca su inactivación.
*
Distribución Normal de Energía en Microorganismos
La distribución de energía de las MOLÉCULAS o de las CÉLULAS microbianas, sigue una distribución dada por la Ec. De Maxwell.
Ne/N = 2/√ (Ea/RT)1/2 (e-Ea/RT)
R= Constante Universal de los gases
T= Temperatura Absoluta
La Ec. De Maxwell.
Ne/N = 2/√ (Ea/RT)1/2 (e-Ea/RT)
EFECTO DE LA VARIACIÓN DE LA TEMPERATURA Y ENERGÍA DE
ACTIVACIÓN EN LA DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA DE MOS.
(I): Aumento de células con el nivel de Ea
Figura 1: Efecto de la variación de la temperatura y energía de activación en la distribución de energía de microorganismos.
N
N
Ea
Bacterias
Proceso de Oxidación Proceso de Coagulación de las Proteínas de la célula ORDEN DE MUERTE /CALOR HÚMEDO (ES DE NATURALEZA LOGARÍTMICA)
*Calor seco *Calor húmedo
Bacterias (Inactivación Enzimática)
No pueden ser ciertas porque: Que la muerte bacteriana puede ocurrir únicamente por la destrucción de una sola molécula VITAL.
Contenía el 80% (Catalasa activa)
Los tecnólogos de alimentos
Adoptaron TMT o TDT, para el procesado de alimentos enlatados
Considerando: *ºT Constante */Calentamiento
Suspensión C. botulinum
*
Valores
Concepto
D
Tiempo de reducción térmica decimal, para destruir el 90% de microorganismos de una población dada.
F
Es el tiempo requerido para producir una reducción microbiana de 12 CICLOS LOGARÍTMOS (12 D), a cualquier temperatura letal. F (250ºF) = 12 D; D = 0.21 (C. botulinum) = 2.52´
Z
Número de grados de temperatura requeridos, para variar el valor “F” en 10 veces. Ej.: Z = 18ºF; (C. botulinum)
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F
m(
En la Fig. A, se puede comprobar que el Valor “F”, depende
de la Temperatura, mostrando una correspondencia
inversamente proporcional.
103
102
101
100
*
MÉTODOS DESARROLLADOS PARA EL CÁLCULO
DEL TIEMPO DE TRATAMIENTO TÉRMICO
El referido tiempo, conocido también por LETALIDAD DEL PROCESO, es una f (2 fuentes de información), establecidas empíricamente.:
Curva de penetración de Calor
Curva de destrucción térmica del microorganismo contaminante a ser destruido.
Los métodos más importantes usados para tal propósito son:
Métodos gráficos:
*Método General Mejorado, investigado por BALL y STUMBO (1953)
*
Métodos Matemáticos:
*BALL y OLSON, Mejorado 1957
*STUMBO, 1953
*NAYAKAWA, 1969
3. MÉTODOS NUMÉRICOS COMPUTARIZADOS
(MÉTODO GRÁGICO: Método General Original de BIGELOW)
INTEGRACIÓN
GRÁFICA
5 a 25’ - 10 a 40’ (20 a 30’)
*
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(Retortas y p.m.f de conservas de salchichas enlatada)
CPC ( R )
CPC ( E )
Valor F
(Retortas y p.m.f de conservas de salchichas enlatada)
Temp. R ( ºF)
procesado
Pro.totalDig.protei.
0
10
20
30
40
50
Pérdida
Vitaminas (%)
Digestibilidad en aa. en el grano de soya crudo y
procesado
LisinaTriptofanoMetioninaCisteinaTreonina
0.1
1
10
100
1000
10000
100000
1000000
123456789