CONSERVACION DE ALIMENTOS IEL DETERIORO DE LOS ALIMENTOS Ing. Ms.C Pedro E Romero Barragn Docente TC Departamento de Ing.de Alimentos Fac Ingenieras Universidad de Crdoba

Por qu se deterioran los alimentos?

Los alimentos en su estado natural son sistemas biolgicos vivientes.Experimentan reacciones qumicas, enzimticas y algunas generadas por la contaminacin microbiolgica.Para extender su vida til es necesario inhibir o eliminar los agentes causantes del deterioro de ellos mismos.

QU contamina los alimentos?

Microorganismos

Se nutren, se multiplican y eliminan desechos que contaminan los alimentos y causan intoxicaciones

Se encuentran difundidos en todas parte, en el cuerpo, en el suelo, agua, aire, alimentos, etc.

Microorganismos

Los principales son:

Bacterias

Hongos

Bacterias Son la principal amenaza para los alimentos y la salud del hombre, son organismos vivos unicelulares, de paredes muy delgadas slo se pueden ver al microscopio Formas: cocos, bacilos y espirilos

BACTERIAS

Las bacterias pueden actuar al reproducirse, se multiplican rpidamente en forma asexuada por una simple particin, en condiciones adecuadas.

CONDICIONES DE MULTIPLICACIN

EnergaAmbiente hmedoTemperatura entre 10 a 60C (siendo ideal 37C)Aire: aerobios y anaerobiosLuz: aunque se reproducen mejor en la oscuridad

Clasificacin de las bacterias segn temperatura de desarrollo

TermfilosMesfilosPsicrfilosPsicrotroficos

Mecanismo de accin de las bacteriasLas bacterias pueden actuar por nmero de stas, causando enfermedades al consumir estos alimentos (infecciones intestinales)A travs de toxinas, que son sustancias finales del metabolismo de las bacterias, causando la enfermedad, an ms agresiva, aunque ya hayan sido eliminadas las bacterias (botulismo, toxina del estafilococos aureus). Las toxinas son resistentes a las temperaturas de ebullicin y a la de congelacin.

Mecanismo de accin de las bacteriasLa accin txica est determinada por la produccin de Exotoxinas y/o EndotoxinasLas exotoxinas, son de naturaleza proteica y se liberan de forma directa o a travs de vesculas, codificadas en plsmidos o fagos, en los que una unidad se adhiere a la clula husped y otra activa o inhibe una funcin. Se clasifican en neurotxicas (diftrica, tetnica, Botulnica) y enterotoxinas (Clostridium difficile, Shiguella Dysenteriae)

Mecanismo de accin de las bacterias

Las endotoxinas son de naturaleza lipopoliscarida, localizadas en la superficie del M.O y son liberadas por lisis bacteriana. Las producen principalmente bacterias Gram (-) de los gneros Escherichia, Salmonella, Shiguella.Estimulan una gran variedad de efectos, siendo los ms importantes son la fiebre, el colapso vascular o shock.

HongosLos mohos se caracterizan por formar un material lanoso de diferentes colores sobre los alimentos, por ejemplo pan, limones, mermeladasAlgunos mohos producen toxinas que causan enfermedades, otros se utilizan en la elaboracin de ciertos quesos.Las levaduras se desarrollan en alimentos azucarados, produciendo finalmente alcohol

VirusSon los microorganismos ms pequeos que se conocen, 5 veces ms pequeos que una bacteria, pueden ser transportados por los alimentos pero no pueden multiplicarse en ellos, slo crecen en clulas vivas a diferencia de otros microorganismos.Por ejemplo el virus de la hepatitis y el de la Polio

El agua en el deterioro de los alimentosEst presente en todos los alimentosEs el componente de ms alta concentracin en la mayora de los alimentosDetermina: SaborEstructura fsicaCapacidad manejo tcnicoPerescibilidad

Contenido de Humedad en los Alimentos

Lechugas94 - 95Yoghurt88 89Sandas92.6Jugo de naranja87.5Coles, espinacas92.0Leche87.5Pias80 87Huevos74Pltanos75Carne asada71Manzanas83 - 84Salmn65 75Duraznos80 87Salchichas62Papas79Macarrones cocidos60.6Almejas, ostras80 81Pan blanco34Queso Cottage76.5Mantequilla15

Los procesos de deterioro de los alimentos estn influenciados por la concentracin y la movilidad del agua dentro del alimento: Concentracin ALTA de agua:Crecimiento y desarrollo de bacterias y mohos y por reacciones enzimticas y no enzimticas

Concentracin BAJA de agua:Reacciones autooxidantes y de deterioro fsico

Actividad de AguaPotencial del agua para tomar parte en los procesos de deterioroDepende de:Composicin qumica del alimentoContenido de agua (% humedad)T del alimento

Intervalos de actividades del agua y sus reacciones deteriorativas

Intervalo de la actividad del aguaTipo de reaccin deteriorativa dominanteTipo de posible reaccin deteriorativa1 0.80.910.880.8Crecimiento de M.OBacteriasLevadurasMohosReacciones enzimticas0.8 0.65Reacciones enzimticas(descomposicin de grasas y reacciones de oscurecimiento)Oscurecimiento no enzimtico0.750.70.65Crecimiento M.O: Bact.HaloflicasLevadurasMohos0.65 0.3Reacciones de oscurecimiento no enzimtico (Maillard)Reacciones enzimticas, autooxidacin0.3 0.0Autooxidacin, Cambios fsicosReacciones de decoloracin no enzimticas, reacciones enzimticas

Relacin entre actividad de agua y tiempo para el desarrollo microbianoActividad de AguaDesarrollo de Morg.1 0.93 a 4 das 0.84 a 5 semanas 0.7meses

Factor: calor y froEfecto sobre microorganismosEl calor y el fro producen deterioro:Los alimentos se manipulan en rango de 10-38CCada 10C de aumento la velocidad de reacciones qumicas se duplica (catalizadas o no por enzimas)El calentamiento excesivo: desnaturaliza y coagula las Protenas, rompe las emulsiones, deseca los alimentos, destruye vitaminasEl enfriamiento incontrolado: decolora FyV, cambia textura, agrieta la piel (aumenta riesgo de contaminacin), en alimentos lquidos rompe la emulsin, desnaturaliza protenas y las coagula.

Dao por FroSe produce en Fruver y carnesPorque: despus de la recoleccin o del sacrificio y faenado necesitan de T ptimaCuando se mantienen a T de refrigeracin, algunas se debilitan o mueren, y comienzan sus procesos degenerativosDeterioro: desarrollo de decoloracin, formacin de puntos o manchas en la superficie, cambios de textura, daos en la piel

Factor: humedad y desecacinTanto el exceso como la prdida brusca de humedad aceleran los procesos de deterioro de los alimentos:Alta Humedad: acelera reacciones qumicas y crecimiento microbianoHumedad superficial: causa agregados y apelmazamientos, moteado, cristalizacin y adhesividadDesecacin: deteriora apariencia y textura

Factor: oxgenoAire: 79% Nitrgeno = inerte; 20% Oxgeno = muy reactivo = daoEfectos perjudiciales: Oxidacin qumica de nutrientesColorFlavorFavorece crecimiento mohos

Eliminacin del oxgeno AtmosfricoDurante el procesado: Aplicando vacoAplicando gas inerteDurante el envasado: Envase al vacoInyectando al envase N y CO2 (atmsfera modificada)Envases eliminadores del oxgeno residual a travs de reacciones qumicas

Factor: luz

Destruye algunas vitaminas: Vit B2, A y CAltera muchos coloresModificacin del flavor debido a oxidacin de la grasa (leche)

REACCIONES DE DETERIORO QUIMICOa) REACCIONES ENZIMTICAS:Se llevan a cabo a cualquier actividad de aguaMs frecuentes a mas de 0.3 awLas Enzimas pueden ser inherentes o adquiridasLas reacciones enzimticas ms importantes son:1.- La descomposicin de la grasa por la accin de: lipasas, fosfolipasas y lipooxidasas2.- Las reacciones de oscurecimiento del color en frutas y verduras por la accin de peroxidasas y fenoloxidasas

REACCIONES DE DETERIORO QUIMICOa) REACCIONES NO ENZIMTICAS O REACCION DE MAILLARD:Se llevan a cabo a cualquier actividad de aguaMximo acentuado entre 0.4 y 0.6 de actividad de aguaSe caracteriza por una coloracin del tono caf del producto, que se relaciona con la presencia de sabor amargoLos cambios se deben a la reaccin de los CHO con los grupos amino de los aminocidos de las protenas.

REACCIONES DE DETERIORO QUIMICOb) AUTOOXIDACION:Se llevan a cabo baja actividad de aguaSe presenta a causa de la reaccin de radicales libres entre el oxgeno y cidos grasos insaturadosLpidos oxidados = rancidezEl agua ejerce un efecto protector (a mayor contenido de agua, menor efecto de autooxidacin)

Efecto sobre protenasTratamiento trmico sobre 60C

desnaturalizacin de las protenas: efecto (+)

Inactivacin de enzimas: pectinasas, lipooxigenasas en F y V: efecto (+)Inactivacin de protena:inhibidor de tripsina en leguminosas: efecto (+)

Efecto sobre las ProtenasReaccin de Maillard: ocurre por Tratamiento trmico de protenas en conjunto con CHO, en particular con azcares reductores.Aldehdo libre de azcares reacciona con grupo amino de aminocidos, preferentemente lisina, creando un complejo indigeribleImplica prdida de lisina disponible = efecto (-) 40 a 10% prdidaImplica coloracin caf (pan, otros horneados, frutas secas, cocoa, cereales extruidos, lcteos = efecto (+)

Efecto sobre los hidratos de carbonoEl Tratamiento Trmico produce:

Reaccin de Maillard: en azcares reductoresGelatinizacin: en almidones, que los hacen ms digeribles = efecto (-) Retrogradacin: en almidones gelatinizados, que los hacen almidn resistente = efecto (+)Prdida de turgencia y reblandecimiento de tejidos: solubilizacin pectinas.

Efecto sobre los lpidosDependen de la composicin de cidos grasos y de la presencia de otros compuestos (oxgeno, radicales libres, Fe, Cu, antioxidantes)Producen sustancias txicas responsables de sabores indeseables y de oscurecimiento del aceiteOcurre a T normal de fritura (170C) y son catalizadas por trazas. Se favorecen cuando las grasas son sobrecalentadas, usadas por perodo prolongado o calentadas en forma discontinua. Entonces los productos de oxidacin se acumulan = efecto (-)

RESUMEN DE DETERIORO

DETERIOROCAUSAEFECTORadiacinRayos visiblesModificaciones organolpticasRayos invisiblesOlor desagradable en grasas, destruccin de Riboflavina en lecheRayos infrarrojosAltas temperaturasDeshidratacin de alimentos, alteracin de protenasCompresinMagulladuras, estropeamiento, perdidas de peso ate de M.OPor enzimasCambios texturales y organolpticosInsectos y roedoresDao fsico, presencia de insectos y contaminacin M.OM.OBacterias, hongosDao fsico, infecciones y toxiinfecciones

COMO SE DETERMINA EL TIEMPO DE VIDA MEDIO O DE ANAQUEL DE UN PRODUCTO ALIMENTICIO?

Cmo inhibir o eliminar los agentes causantes del deterioro?Aplicando una determinada temperatura, baja o alta, por un lapso de tiempo. Eliminando el contenido de agua del alimento. Afectando estructuras celulares mediante la aplicacin de procedimientos no convencionalesEn todos los casos, los mtodos pueden combinar la accin de otros agentes que ayudan a controlar el deterioro de los alimentos, como por ejemplo el pH cido o bsico, la luz y el oxgeno, entre otros.

TIEMPO DE VIDALa vida til (VU) es un perodo en el cual, bajo circunstancias definidas, se produce una tolerable disminucin de la calidad del producto. La calidad engloba muchos aspectos del alimento, como sus caractersticas fsicas, qumicas, microbiolgicas, sensoriales, nutricionales y referentes a inocuidad. En el instante en que alguno de estos parmetros se considera como inaceptable el producto ha llegado al fin de su vida til (Singh, 2000).

VIDA TIL

Depende de variables que pueden ser intrnsecas (naturaleza, composicin etc), extrnsecas o propias del medio como son la temperatura, la HR, la velocidad de aire etc.

VIDA UTILLa VU se determina al someter a estrs el producto, siempre y cuando las condiciones de almacenamiento sean controladas. Se pueden realizar predicciones mediante utilizacin de modelos matemticos (til para evaluacin de crecimiento y muerte microbiana), pruebas en tiempo real (para alimentos frescos de corta vida til) y pruebas aceleradas (para alimentos con mucha estabilidad) en donde el deterioro es acelerado y posteriormente estos valores son utilizados para realizar predicciones bajo condiciones menos severas (Charm, 2007).

En primer se debe identificar y/o seleccionar la variable cuyo cambio es el que primero identifica el consumidor meta como una baja en la calidad del producto (Brody, 2003), por ejemplo, en algunos casos esta variable puede ser la rancidez, cambios en el color, sabor o textura, prdida de vitamina C o inclusive la aparicin de poblaciones inaceptables de microorganismos.

Posteriormente es necesario analizar la cintica de la reaccin asociada a la variable seleccionada, que depende en gran medida de las condiciones ambientales.La VU no es funcin del tiempo en s, sino de las condiciones de almacenamiento del producto y los lmites de calidad establecidos tanto por el consumidor como por las normas que rigen propiamente los alimentos (Labuza, 1982).

Determinacin del tiempo de vidaObservacin directa ensayo-error. TTI-Ea

3. Factor de aceleracin Q10, indica el nmero de veces que se modifica la velocidad de una reaccin de deterioro cuando la temperatura es variada en 10C, puede ser usado para describir que tan rpida puede ir una reaccin, incluyendo las altas temperaturas. Si el factor de aceleracin de temperatura es dado, entonces se extrapola para temperaturas ms bajas

Determinacin del tiempo de vida

Mtodos actuales 1. ComBase : Datos de internet acumulados sobre crecimiento supervivencia y muerte de M.O, otros: Microfit y Growth predictor 2. Forecast: Basado en bacterias descomponedoras en funcion de T, ambientes3. Food Spoilage Predictor FSP: predice el ndice de descomposicin Microbiana en alimentos con alto contenido proteco (Software)4. Seafood Spoilage Predictor : Especfico para productos del mar5. ERH-CALC: es un paquete software para estudiar productos de panificacin se fundamenta en el estudio de la Humedad Relativa de Equilibrio

Determinacin del tiempo de vidaMtodos actuales 6.COOLVAN: Es un software que predice los cambios de temperatura especialmente durante el transporte en cadenas de fro7. SERIES DE ANALIZADORES DE AGUA: Predicen el valor de actividad de agua en los alimentos bajos ciertas condiciones 8. MODELOS PARA CONGELADOS: estudia la actividad enzimtica en alimentos manejados en esas condiciones y su efecto sobre las propiedades organolpticas9. ANALISIS ACELERADO DE VIDA DE ANAQUEL: para aquellos alimentos en los que la duracin es larga, por lo que se llevan a cabo procedimientos para acelerar el deterioro y mediante modelos matemticos se establece el tiempo real de descomposicin

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