TRATAMIENTOS TERMICOS EN AGROINDUSTRIA OBJETIVOS: Identificar y conocer las principales tcnicas que se utilizan en el tratamiento trmico en la agroindustria Conocer las reacciones de los microorganismos ante la aplicacin de fuentes de calor. Conocer los efectos que se puede tener en los nutrientes con la aplicacin de tratamientos trmicos. Conocer los principales equipos y tcnicas que se utilizan en el tratamiento trmico TRATAMIENTOS POR CALOR 1. El principal objetivo de todos los tratamientos trmicos es el de asegurar la destruccin de todos los microorganismos vivos que pueden deteriorar la calidad o de perjudicar la salud del consumidor. Cada microorganismo tiene su propia resistencia al calor y aunque a 300 C se les mata a todos, no se le puede aplicar esta temperatura a los productos por las alteraciones organolpticas que estos sufriran. Lo que se pretende intentar con los tratamientos trmicos es eliminar la mayor parte de los microorganismos sin alterar demasiado las caractersticas propias del producto. A determinadas temperaturas slo se acaba con ciertos microorganismos pero las caractersticas se conservan mejor. Las enzimas son bastante sensibles al calor y es de los elementos que ms pronto se degradan Para disear un proceso trmico hay que conocer la termoresistencia de los microorganismos pertenecientes al producto, la naturaleza del alimento y los parmetros que le vienen asociados (conductividad del calor, alteraciones por calor, velocidad de transmisin de calor...). Todos los tratamientos trmicos en los que se apliquen altas temperaturas y tiempos prolongados se va a producir una destruccin de microorganismos y enzimas. Los que apliquen temperaturas altas pero tiempos cortos consiguen lo mismo salvo que se conservan mucho mejor las caractersticas organolpticas del alimento. Segn lo que se quiera conseguir, el tratamiento ser ms o menos severo. En algunos casos eliminar la flora microbiana pero solo superficialmente, en otros eliminaremos slo los que son perjudiciales para la salud y en otros ser necesario eliminar todos los microorganismos. Ventajas del calor: Los tratamientos por calor se pueden controlar de forma muy exacta, tanto en duracin como en la temperatura aplicada al producto. Se destruyen componentes antinutricionales del alimento (componentes del alimento que disminuyen la disponibilidad de algunos nutrientes). . 1.1 CLASIFICACION DE LOS TRATAMIENTOS TERMICOS 1.1.1 Escaldado. En esta operacin no se produce una destruccin fuerte de microorganismos, se realiza con vapor de agua o con agua caliente a una temperatura de unos 85-95C/ 5 minutos. Se aplica a frutas y verduras (delicadas). 20 Objetivo Facilitar procesos posteriores (por ejemplo, elimina gases por la estructura porosa del tejido vegetal lo cual permite hacer el vaco en una conserva). El escaldado nos va a eliminar todas las enzimas, lo que nos asegura que no se estropeen a corto plazo.--> Para este proceso se suele reducir el tamao de las piezas. 1.1.2 Pasterizacin. Se aplica sobre todo en lquidos. Las temperaturas no suelen sobrepasar los 100 C, los tiempos son ms largos que los del escaldado. Objetivo Este proceso reduce la carga microbiana, eliminamos slo los microorganismos patgenos, por lo que aun van a quedar algunos en el producto. 1.1.3 Esterilizacin. Proceso similar pero realizado a temperaturas superiores (115-120 C /10 minutos), por tanto los alimentos se ven ms alterados que con la pasterizacin (sabores distintos). Objetivo Se pretende destruir todos los microorganismos, tanto los patgenos como los que pueden afectar al estado de los alimentos, lo que nos proporciona una vida til de unos 6 meses. Hay que tener cuidado de no exponer los productos tratados a lugares contaminados porque el producto se recargara de microbios de nuevo. Dentro de la esterilizacin existe: HTST (Alta Temperatura en Poco Tiempo) UHT (Temperatura Ultra Alta). Temperaturas de 140 C nos permiten reducir los tiempos de tratamiento de minutos a segundos con la consiguiente mejora en la calidad del producto (manteniendo lo ms posible su nivel de calidad inicial, en color, forma, sabor, etc.). Slo se puede conseguir en lquidos ya que los slidos necesitan ms tiempo para que el calor penetre hasta el interior del producto, y esa a temperatura se quemara. 1.2 PENETRACION DEL CALOR. Para saber cunto tiempo se ha de someter a un alimento al calor, se estudia la velocidad de penetracin del calor del producto en su envase. Hay microorganismos que resisten a 105 C y tenemos que saber cul es la parte del envase que tarda ms en alcanzar esa temperatura, para ello emplearemos termopares. Todo esto va a ser funcin de la forma del envase y del alimento que haya dentro. Los envases en los que el calor se transmite por conduccin el punto de calentamiento ms tardo est casi en el centro geomtrico del envase. La conduccin, como forma nica de transmisin del calor se va a producir en alimentos slidos ya que el calor se transmite de partcula a partcula, lo cual lo hace ms lento y necesita de un incremento (gradiente) de temperatura entre las partculas para que se lleve a cabo. Tambin va a depender de las caractersticas de los alimentos. En el resto de casos se va a producir una combinacin de conduccin y de conveccin (transmisin de calor por corrientes que se originan en el interior del envase debido al cambio 21

de densidad de los lquidos al calentarse). Cuanto ms liquido exista mayor transmisin por conveccin va a haber. Hay otros mtodos de transmisin del calor como son las radiaciones, microondas, lser, infrarrojos... 1.3 FUENTES Y MTODOS DE APLICACIN DEL CALOR. Van a existir varios mtodos pero el principal criterio de seleccin es el del costo, tambin est el de la seguridad de las instalaciones, el riesgo de contaminacin de los alimentos y los costes de mantenimiento. Normalmente, lo que ms se usa es gas y/o combustibles lquidos debido a que la electricidad es bastante ms costosa. La electricidad tiene las ventajas de dar seguridad y de brindar control de los procesos. Como combustibles slidos se emplean la antracita y la madera, tambin se emplean residuos agrcolas aunque en menor proporcin. 1.3.1 METODOS DE CALENTAMIENTO Los mtodos de calentamiento pueden ser: . DirectosEl calor produce productos de combustin en contacto con los alimentos (carne a la parrilla, o en el proceso de tostado de las galletas, en el que los quemadores estn en contacto con las galletas, por ej.) En estos mtodos la transmisin del calor es ms segura y proporciona una serie de caractersticas determinadas, pero el producto puede verse contaminado por partculas extraas. Lo ms empleado es el gas porque se quema prcticamente todo l sin dejar apenas residuos, lo que no sucede con combustibles slidos o lquidos. Indirectos. Se van a emplear intercambiadores de calor. Se genera calor en un punto externo al rea de procesado con un primer intercambiador de calor y despus, en un segundo intercambiador de calor, se calienta el producto. Se podrn emplear tambin resistencias elctricas o Infrarrojos. 1.4 EFECTOS DEL CALOR SOBRE LOS MICROORGANISMOS El calor desnaturaliza las protenas y las enzimas que son vitales para el control del metabolismo de los microorganismos por lo que acaban muriendo. El que se necesite una mayor o menor tiempo para destruir los microorganismos depende de su concentracin (su contaminacin). Su disminucin se realiza de forma exponencial. Curva de Destruccin Trmica, TDT: Es la curva que nos refleja el tiempo "D" necesario para destruir el 90% de los microorganismos existentes en un alimento. Un valor grande de D supone una gran resistencia al calor. A temperaturas cada vez mayores, el tiempo de destruccin disminuye. Si enfrentamos D con la temperatura obtenemos el valor de Z, incremento de la temperatura necesario para disminuir 10 veces el valor de D (es decir, el tiempo preciso para minorar la carga de microorganismos en un 90 %): Para caracterizar la resistencia de un microorganismo o de una enzima se van a emplear los valores de Z y de D. 22

1.4.1 FACTORES QUE DETERMINAN LA RESISTENCIA AL CALOR DE UN MICROORGANISMO. Tipo de organismo (Termfilo, Mesfilo o Sicrfilo). Las condiciones en laboratorio y en la industria van a ser las mismas en cuanto a la condicin del organismo. 1.4.2 FACTORES DE INCUBACIN Y CRECIMIENTO DEL MICROORGANISMO. Las condiciones estarn dadas por: Condiciones durante el tratamiento trmico (pH). Las condiciones en laboratorio y en la industria van a ser distintas en cuanto a esos factores del medio en el que se van a encontrar. Por ej. Las bacterias como el clostridium, salmonela... van a soportar peor los medios cidos y las levaduras Las resisten mejor. Actividad del agua (humedad de tratamiento). El calor hmedo normalmente es ms efectivo que el calor seco. . Composicin del alimento La presencia de grasas, protenas, coloides y sacarosa va a aumentar la resistencia de los microorganismos a la destruccin (aunque en el caso de la sacarosa, una alta concentracin tiene la propiedad de absorber agua restando actividad del agua a los organismos) Hay algunos enzimas muy resistentes a pH cidos (en frutas por ejemplo), por lo que habr que determinar si van a afectar a los alimentos o bien no merecer la pena aplicar ms calor o ms tiempo de aplicacin para destruirlos. En funcin de la resistencia aplicaremos el tratamiento correspondiente, en la prctica se cogen muestras de los diferentes microorganismos y realizamos pruebas con ellas para ver cuanto tiempo resisten los patgenos ms resistentes. Si logramos eliminarlos, habremos eliminado tambin a todos los dems (menos resistentes). Los componentes aromticos, las vitaminas y los pigmentos, en un tratamiento trmico, siguen las mismas pautas que los microorganismos pero sus valores de D y de Z son ms altos; entonces lo ideal ser aplicar altas temperaturas en poco tiempo. A partir de las curvas TDT, podremos elegir la combinacin Temperatura/Tiempo ptimos (los que supongan menor coste). Esta ser la base de los procesos de UHT y HTST. En los alimentos van a existir cambios nutricionales en protenas, grasas, almidn, aunque a veces pueden llegar a ser beneficiosos (las protenas coagulan gelatinizando o gelificando algunos productos, otras veces se destruyen componentes antinutricionales). 23

2. ESCALDADO Y PASTEURIZACIN. . 2.1 ESCALDADO Es un tratamiento trmico empleado para la destruccin de la actividad enzimtica. Se emplea en verduras y frutas como paso previo a otros procesos: no constituye un nico mtodo de conservacin si no que es ms un pretratamiento entre la materia prima y las operaciones posteriores. Suele ser previo a esterilizaciones, congelacin y deshidratacin. En alguna otra industria, patatas fritas, tambin hay escaldado pero su funcin en este caso es la de facilitar la labor de pelado (diferente a la de disminuir la actividad enzimtica). En algn caso se suele combinar con el pelado o limpieza del producto, no siempre se puede, as se ahorra espacio y energa. El escaldado se lleva a cabo porque hay procesos en los cuales las temperaturas que se alcanzan son insuficientes para inactivar las enzimas. Si no las destruimos se van a producir alteraciones en los productos. En el caso de las conservas s se alcanzan estas temperaturas y las enzimas quedan inactivadas. Es en el final de los procesos donde los alimentos pueden quedar alterados y, por tanto, la inactivacin deber realizarse durante el procesado. Lo que nos marca la inactivacin son los valores D y T. Las enzimas ms peligrosas son las lipoxigenasas, polifenoloxidasas, poligalacturonasas, florofilcasas. Lo normal es tomar como referencia a la enzima ms resistente al calor; una vez eliminada sta tendremos la seguridad de haber destruido al resto. Lo que tambin se puede hacer es medir el valor de las catalasas y peroxidasas, que son ms resistentes al calor que los microorganismos y ms fcilmente identificables. Las funciones del escaldado tambin son las de: Reducir el nmero de microorganismos en la superficie del alimento (as el tratamiento posterior no va a ser tan fuerte). Ablandamiento de tejidos. En unos casos va a ser beneficioso (carnes, guisantes...), pero en otros casos cambia las caractersticas del alimento. Facilita el llenado de los envases. Elimina aire en los espacios intercelulares. 2.2 TIPOS DE ESCALDADO . 2.2.1 Escaldadores de Vapor El alimento pasa a travs de una atmsfera de vapor saturado. Retiene mejor los nutrientes. La forma ms sencilla es una cinta transportadora por la que traslada el alimento y por encima hay vapor saturado. 24

(el de vapor y el de agua) necesitan de instalaciones muy sencillas y bastante baratas.

Hay una serie de tendencias a la reduccin del consumo de energa, reduccin de

prdidas de componentes solubles, de volumen del producto y de produccin de fluente;

se debern respetar las medidas higinicas.

El sistema ms comn es el llamado de Bobina, de Tambor o de Cilindro.

El sistema consiste en un tambor rotatorio, perforado y parcialmente sumergido. El

tiempo de tratamiento lo determina la velocidad de rotacin.

Tambin existen otros sistemas como el escaldador de Tubo, que consiste en una

tubera metlica que contiene el alimento en movimiento y el agua caliente pasa por ella

y en el mismo sentido (lo arrastra). El tiempo de tratamiento ser funcin de la longitud

del tubo y de la velocidad de arrastre del agua. El espacio que ocupan es menor que

otros tipos de escaldadores y tienen una alta capacidad (para el espacio que ocupan).

Su inconveniente estriba en que son algo ms caros y su utilidad se basa tambin en la

adaptacin del alimento al roce con las paredes.

Otro mtodo (tambin empleado en escaldadores de vapor) es el IOB; se le aplica al

alimento un precalentamiento, despus el escaldado y por ltimo un enfriado. El tiempo

de tratamiento disminuye, tambin el coste energtico, las prdidas de calidad y la

emisin de efluentes.

El agua caliente produce turbulencias que pueden provocar daos. El calentamiento en

este sistema se va a producir en un lugar estanco (sin movimiento, luego se reducen los

daos).

Para conseguir el precalentamiento y el enfriamiento se emplean intercambiadores de

calor con reciclado del flujo de calor: se va a aprovechar el mismo flujo de agua para

calentar y para enfriar. El rendimiento es mucho mayor que el escaldado tradicional (16-

20 Kg producto/Kg vapor frente a 0,25-0,50 Kg producto/Kg vapor).

El ltimo sistema que se va a mencionar es el sistema Contracorriente, es difcil verlo en

la industria porque es muy caro debido a que es necesario impulsar el agua en sentido

contrario al del alimento. Es un sistema rpido y uniforme.

EFECTOS SOBRE LOS NUTRIENTES 3.

En todos los tratamientos trmicos van a existir prdidas de elementos (los ms termolbiles). Se

van a desnaturalizar con el calor al igual que las vitaminas, protenas, etc., sin embargo, el escaldado

es un proceso tan suave que las prdidas van a ser mnimas; lo que nos interesar es reducir los

elementos solubles que se pierden (vitaminas solubles, sales, almidn...).

Se perdern ms o menos en funcin del producto, de la preparacin del alimento (cortado o entero)

ya que perder ms cuanto mayor sea la relacin Superficie/Volumen. El proceso de escaldado que

se le aplique tambin influir en las prdidas (cada uno es diferente), del tiempo y la temperatura

empleados, del mtodo de enfriamiento (es distinto si se hace con agua fra o con aire, etc.)

Para conocer cul es la prdida de nutrientes se hace un anlisis de cido ascrbico, vitamina C,

que es sensible al calor y nos indica fcilmente la prdida.

El escaldado tiene la ventaja de que algunas veces mejora el color del producto porque el agua

limpia y elimina los restos de la superficie haciendo cambiar el ndice de refraccin de la luz y

consiguiendo un brillo ms intenso y una mejor presencia. Sin embargo, va a tener el inconveniente

de que se produce una prdida de pigmentos en funcin del tratamiento y la temperatura, siendo los

productos verdes los que ms se resienten. Para minorar la prdida se emplea el carbonato de

Sodio o el xido de Calcio que protegen la clorofila si se adicionan al agua de escaldado.

Las patatas suelen sufrir un pardeamiento enzimtico (debido a las polifenoloxidadasas), lo que se

suele hacer es mantener al alimento en una salmuera antes del escaldado, teniendo mucho cuidado

de no pasarnos con la concentracin de la sal (son bajas concentraciones) para no generar sabores

extraos. Para reducir la prdida de sabor se recomienda tratamientos cortos.

La textura sufre cambios, se ablanda, lo cual es beneficioso cuando se llenan envases aunque no lo

es tanto para otros procesos. Las prdidas de textura se reducen con el empleo de cloruro de Calcio,

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que junto a las pectinas - espesantes - del producto (frutas principalmente) dan lugar al pectato

clcico proporcionndole firmeza y estabilidad al producto.

. 4. PASTEURIZACIN

4.1 Concepto

Es un tratamiento trmico relativamente suave (a temperatura inferior a los100 C). Lo que se va

a conseguir es un aumento de la vida til del producto (varios das para la leche y hasta en

varios meses para las frutas).

Hay inactivacin enzimtica, destruccin de microorganismos (mohos, bacterias no

esporuladas); hay prdidas nutricionales y sensoriales.

Lo que determina la intensidad del tratamiento y la vida til del alimento es su acidez (pH).

En productos con pH > 4,5 (la leche) ser necesario destruir las bacterias patgenas.

En productos con pH < 4,5 ser necesario destruir la actividad enzimtica y todos los

microorganismos que afectan a la calidad del alimento.

La intensidad del tratamiento ser la necesaria para la destruccin de los patgenos, por lo cual

tendremos que emplear los valores de termorresistencia de los microorganismos ms resistentes

al calor. En la industria lo que se hace es practicar distintas pruebas para averiguar las

temperaturas y los tiempos requeridos para la eliminacin.

Por ejemplo:

En leche cruda.

Hay una enzima (fosfatasa alcalina) que est siempre presente en la leche y que posee unos

valores de resistencia trmica similar al de los patgenos ms resistentes.

Si conseguimos hacer desaparecer a la fosfatasa (mediante la aplicacin de calor durante un

tiempo) habremos conseguido tambin destruir a los patgenos.

Huevo pasterizado.

En este caso la enzima que se puede medir es la - amilasa y su actividad. Esta enzima posee

una resistencia similar a la de la salmonela.

La pasterizacin se emplear en algunos productos en los que un tratamiento trmico ms

severo producira daos organolpticos graves (latas de jamn cocido...). Ser conveniente

guardarlos en la nevera ya que no habremos terminado con todos los microorganismos, es una

semiconserva.

Esta tcnica se emplea cuando se desea la destruccin de alguna especie patgena en especial

por su peligrosidad, o cuando queremos favorecer a unos organismos frente a otros. En los

ejemplos anteriores, se empleara para destruir los bacilos tuberculosos en la leche y los de la

salmonela en los huevos, tambin para la fabricacin de yogures, quesos, vinos (los mostos no

se suelen pasterizar salvo para obtener vinos homogneos al emplear cepas de levaduras

determinadas).

Tambin se emplea en productos en los que sus caractersticas fsico - qumicas (pH) no

permiten tratamientos ms fuertes (frutas, zumos, mermeladas...)

En general va a ser necesario combinar la pasterizacin con otras tcnicas:

Envasado, con cierre hermtico y/o asptico.

Refrigeracin, en la leche pasterizada.

Acidificacin, se disminuye el pH para impedir la proliferacin de microorganismos. Se suele

aplicar un tratamiento de fermentos lcticos para que el mismo producto vaya desarrollando

los cidos.

Azcar, para la fabricacin de frutas confitadas, leche condensada, mermeladas... (se

disminuye la actividad del agua).

Salado, se emplea sal comn o bien nitritos (en carnes).

27

. 4.2 Equipos para la pasterizacin

Existen dos tipos de equipos en funcin del estado en que se encuentre el alimento: envasado y

sin envasar. Todos los alimentos se pueden pasterizar dentro del envase pero hay alguno que

tambin se le puede pasterizar antes, son los productos lquidos (leche, zumos, cerveza...) y los

productos viscosos (mermelada, huevo...).

Se suele preferir hacerlo antes de envasar porque es ms fcil aplicar el tratamiento, un HTST,

los alimentos conservan mejor sus caractersticas organolpticas.

Tambin es ms adecuado en envases grandes, el calor tardara mucho en alcanzar el interior

del envase.

4.3 Pasterizacin de productos Envasados.

a) En Continuo.

El producto es conducido por cintas transportadoras que lo introducen en tneles de

tratamiento; estos tneles estn divididos en tres zonas (calentamiento, pasterizacin y

refrigeracin), en todas ellas la variacin de temperatura progresa de forma muy gradual

gracias a unas duchas o atomizadores. Esto es importante porque los envases suelen ser de

vidrio y si el cambio de temperatura es muy brusco pueden estallar. La diferencia mxima

entre la temperatura del envase de vidrio y la de calentamiento no debe superar los 20 C, y

con la de enfriamiento, 10 C.

El agua se suele recircular para aprovechar mejor la energa (el agua empleada para enfriar

se calienta en contacto con los envases y despus es redirigida hacia la zona de

calentamiento).

En el enfriamiento se trata de disminuir la temperatura hasta los 40 C, as conseguimos

evitar corrosiones internas en envases metlicos al evaporarse el agua, tambin para poder

poner las etiquetas (es una temperatura relativamente fra).

No slo se puede hacer el tratamiento con agua sino tambin con vapor al que vayamos

dando un aumento gradual de temperatura (es ms rpido), sin embargo, la fase de

enfriamiento se sigue haciendo con agua fra (por inmersin o con duchas de agua)

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. b) En Discontinuo

. b.1. Bao Mara

En la industria se puede ajustar perfectamente tanto los tiempos como las temperaturas

de tratamiento.

b.2.Con Aire Caliente

Lo que se emplea son estufas de aire caliente, empleado para productos que no resisten

la inmersin en agua.

4.4 Pasterizacin de productos No Envasados.

Se realiza en intercambiadores de calor (de placas o tubulares); en el caso de productos

viscosos se emplean intercambiadores tubulares mayor seccin para disminuir el rozamiento; en

el caso de productos viscosos y pegajosos se emplean intercambiadores tubulares de superficie

rascada.

El huevo lquido tiene el inconveniente de que si nos pasamos de temperatura la clara coagula.

Para evitarlo hay que controlar las temperaturas de forma muy precisa (aproximadamente de

50C), sin embargo, para acabar con los microorganismos se le deben aplicar temperaturas ms

altas; la manera en que se consiguen esas temperaturas es emplear intercambiadores de calor

tubulares ondulados que producen turbulencias que nos permiten subir la temperatura.

El realizar una desaireacin de los productos suele ser bueno para disminuir el riesgo de

oxidaciones (se atomizan en una cmara de vaco). Despus se les debe envasar en

envasado asptico (esterilizado).

4.5 Efectos sobre los alimentos.

Zumos de frutas. 4.5.1

Deterioro del color producido por el pardeamiento enzimtico; hay polifenoloxidasas

que destruyen el color por oxidacin, podremos desairear el producto antes de

pasterizar.

Prdida de componentes voltiles (bajo punto de evaporacin). Para evitarlo, lo que se

hace es extraer antes los aromas (por destilacin), procesar el producto y al final

volverlos a aadir.

Leche. 4.5.2

Cambio de color, el cual no es efecto de la pasterizacin si no debido a la

homogeneizacin asociada a la pasterizacin.

Variacin del sabor, lo hace ms suave.

No hay prdidas importantes de elementos nutritivos; lo que ms se pierde son

carotenos, vitamina C y aproximadamente el 5% de las protenas sricas. La mayora

de las prdidas se producen por oxidacin, por lo que una desaireacin previa

reducira el efecto de prdida.

5. ESTERILIZACIN.

Es un proceso en el que se calienta a una temperatura y tiempo lo suficientemente altos como para

que se consiga una total desactivacin enzimtica y destruccin total de microorganismos. Se

obtienen productos con vida til muy prolongada, superior a 6 meses en general.

Al ser un tratamiento fuerte vamos a afectar a sus caractersticas nutricionales y organolpticas. La

investigacin actual se encamina a la disminucin de las prdidas de caractersticas originales

(aumento de la temperatura y disminucin del tiempo).

. 5.1 Esterilizacin de productos envasados

La temperatura y tiempo de tratamiento sern funcin de la resistencia trmica de los

microorganismos, de la velocidad de penetracin del calor, de las condiciones de calentamiento,

el pH del medio, el tamao del envase y del estado fsico del alimento.

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La resistencia al calor de los microorganismos viene determinada principalmente por el pH del

alimento.

pH > 4,5 alimento de acidez baja.

3,7 < pH 7 se libera niacina. La tiamina se pierde en funcin del

pH y de la temperatura de horneado (15% panadera, 50% pastelera - galletera).

TRATAMIENTOS POR FRIO 8.

8.1 Refrigeracion.

Un alimento se conserva con el fro porque se va a disminuir la velocidad de reaccin de los

procesos biolgicos, enzimticos, el metabolismo de los microorganismos, etc.

El fro consigue alargar la vida til de los alimentos durante un tiempo determinado. Este

tiempo ser funcin del fro aplicado y del tipo de alimento.

Aun as, la prolongacin de la vida til por fro es menor (si la refrigeracin se aplica como

tratamiento nico) que la que se conseguira con los otros tratamientos trmicos.

Podemos bajar la temperatura hasta valores prximos al punto de congelacin, pero sin llegar

a alcanzarlo (en el caso de congelacin, s que se supera este valor). En la refrigeracin no se

debe alcanzar el punto de congelacin por la formacin de cristales, ya que el proceso no es

rpido y estos cristales son gruesos y daan los tejidos.

Nota: aunque en la cmara haya valores de temperatura inferiores a los 0 C, eso no significa

el producto est congelado (hay sales en el agua del alimento, o bien el agua est asociada a

algn elemento).

Al descender la velocidad de reaccin, tambin se consigue disminuir la aw. En la congelacin

es muy importante que haya muy bajas temperaturas y que no se rompa la cadena de fro.

Refrigeracin:

Operacin por la que se reduce la temperatura de un alimento hasta los -1 y 8 C. Se emplea

para disminuir la velocidad de reaccin bioqumica y microbiolgica, es decir, para aumentar la

vida til de los alimentos, tanto los frescos (verduras, carnes) como los elaborados (leche).

Inconveniente

Poseen un bajo tiempo de conservacin.

Ventaja

Llos cambios sobre los alimentos son mnimos. Al descongelar poseen una calidad similar a

los alimentos frescos.

Es habitual combinar la refrigeracin con otras tcnicas de conservacin que no sean

demasiado drsticas.

El suministro de alimentos refrigerados hasta el consumidor implica poseer una serie de

elementos bastante sofisticados y bien refrigerados para mantener la cadena de fro se debe

considerar lo siguiente:

Almacenaje.

Transporte.

Mostrador de venta.

El proceso ser tanto ms complicado y problemtico cuanto menor sea la vida til de los

productos. En cuanto a los alimentos preparados, muy susceptibles de deteriorarse (algunos

productos crnicos, pastas frescas...) es muy importante que las condiciones higinicas se

extremen.

Los alimentos, en funcin de la temperatura de almacn, se dividen en:

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-1 / +1 C: carnes y pescados frescos, pescado ahumado, embutidos y carne picada.

0 /+5 C: carnes pasteurizadas y enlatadas, leche (fresca o pasterizada), productos lcteos

(nata, yogures), ensaladas preparadas, verduras, sndwichs, pastas frescas.

0 /+8 C: carnes curadas, mantequillas, quesos curados y la mayor parte de frutas y

verduras.

Existen algunos productos a los que si se les aplican ciertas temperaturas (3-10 C) se daan

por fro (quemaduras), se suele dar en frutas tropicales (pia, mangos...) Estos daos no son

graves pero existen y alteran principalmente al aspecto de la fruta.

Al disminuir la temperatura, los microorganismos detienen su crecimiento: retrasa su

reproduccin. Los organismos Sicrfilos son capaces de soportar bajas temperaturas

continuando con su reproduccin (5 / 15C). Sin embargo los Termfilos y los Mesfilos a esas

temperaturas detienen su crecimiento. Aunque los sicrfilos son capaces de soportar las bajas

temperaturas, y por tanto de afectar a los alimentos, tenemos la ventaja de que estos

microorganismos no son patgenos.

Como conclusin se puede decir que la refrigeracin no evita totalmente el desarrollo de

microorganismos pero consigue evitar el crecimiento de los que son patgenos. Su crecimiento

va a variar de forma logartmica con la temperatura, las tasas de respiracin y de metabolismo

disminuyen con la temperatura.

. 8.2 Factores que afectan a los alimentos

A) En cuanto a Alimentos Frescos:

Tipo de alimento.

Hay alimentos que tienen una mayor tendencia a degradarse que otros; suele ser funcin de

la variedad del producto y de las condiciones de produccin (en frutas y vegetales). Tambin

va a influir la parte de la planta empleada para fabricar el alimento (las partes que crecen

ms rpidamente son las que tienen mayores tasas metablicas y por tanto las que tienen

menor vida til).

Estado de recogida del alimento.

En frutas y verduras, el estado de recogida es muy importante porque cuanto ms maduro,

cuanto ms daado externamente, cuanto ms contaminado microbianamente y cuantos

menos tratamientos antifngicos se le hayan aplicado aun producto menos tiempo aguanta

(menor vida til),

. Temperatura de transporte y de venta

. Humedad relativa de las cmaras refrigeradas

Las cmaras industriales estn preparadas para mantener la humedad relativa correcta,

consiguiendo un ptimo mantenimiento de los productos, pero los frigorficos domsticos no

consiguen este objetivo resecando bastante los productos

B) En cuanto a Alimentos Preparados:

Tipo de alimento.

Grado de inactivacin enzimtica del procesado.

Control higinico del proceso.

Envase del producto.

C) En cuanto a productos crnicos:

Los tejidos animales respiran de forma aerobia en cantidades muy bajas una vez el animal

est muerto, la respiracin que tienen mayoritariamente es anaerobia (transforman el

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glucgeno en cido lctico), lo que da lugar a un descenso del pH y a la aparicin del

fenmeno del rigor mortis (rigidez en los tejidos).

Lo beneficioso de la refrigeracin es la minoracin de la tasa de respiracin anaerobia y por

tanto del rigor mortis.

. Equipos de refrigeracin

Son equipos mecnicos, suelen estar fabricados de cobre por su buena capacidad de

transmisin trmica, y todos constan de las siguientes partes:

Evaporador.

Compresor.

Condensador.

Vlvula de expansin.

El funcionamiento de estos equipos se basa en un intercambio de fases que lleva aparejado

una absorcin o una emisin de calor.

El proceso de enfriamiento hace pasar al refrigerante (lquido) por el evaporador, el cual

disminuye la presin por lo que pasa a gas absorbiendo calor del medio (ste se enfra).

El refrigerante (gas) pasa por el compresor, donde la presin aumenta; el gas llega al

condensador (la presin se sigue manteniendo alta) y all el gas refrigerante pasa de nuevo a

lquido, preparado para reiniciar el ciclo en el evaporador.

Propiedades de los Refrigerantes.

Bajo punto de vaporizacin, el cambio de estado se alcanza fcilmente. (a temperatura

baja)

Alto calor latente de vaporizacin, de esta manera el lquido necesita absorber mucho

calor para transformarse en gas y as genera mucho fro.

Debe tener alta densidad para que el compresor tenga el menor tamao posible.

No debe ser txico, en caso de fugas.

No debe ser miscible con el aceite del compresor.

No debe ser inflamable.

No debe suponer un gran coste.

9. REFRIGERANTES MECNICOS.

El medio refrigerador puede ser aire o agua. El aire, al igual que sucede en los hornos, se posa

sobre los alimentos formando una pequea capa aislante, por lo que en las cmaras existen

ventiladores para forzar la conveccin y aumentar la transferencia de calor.

Los vehculos refrigerados no sirven para el enfriamiento del producto que transportan, estos deben

ir ya fros ya que no suelen tener potencia suficiente para ello. Tan slo pueden mantener la

temperatura a la que llegan los productos.

Para reducir costes en lugares donde hay varias cmaras, se puede establecer un punto central de

generacin de fro.

Existe una tcnica de generacin de fro llamada Vacum Cooling (enfriamiento en vaco), se emplea

para la mayor parte de los alimentos y sobre todo para los que tengan una gran superficie (las hojas

de las verduras por ejemplo) el proceso consiste en disminuir la presin hasta los 0,5 Kpa

(aproximadamente), a esta presin el agua se evapora de la superficie de los alimentos (suelen ir

lavados previamente) gracias al calor que roban de los mismos (de las hojas), quedando los

productos enfriados. La relacin que existe entre la disminucin de la humedad y el descenso de la

temperatura es de aproximadamente de 5 C por cada 1% de descenso de la humedad.

Otra tcnica de refrigeracin, aunque no se emplea mucho, es la llamada Hidrocooling (Inmersin en

agua fra). El producto se enfra y se lava. El motivo de que no se emplee mucho son los efectos

secundarios ya que el producto sale mojado y hay que secarlo, bien con calor (no sera practico

haber realizado el enfriamiento), bien por centrifugacin (se pueden producir daos en el producto

por golpeo).

Para productos semislidos (mantequillas, margarinas...) se enfran por medio del contacto con

superficies metlicas fras.

47

10. SISTEMAS CRIOGNICOS.

Un lquido criognico es un refrigerante, es decir, aporta fro por medio de cambios de fase

(producido por la absorcin de calor); es un sistema similar a los procesos vistos antes pero con

mucha mayor capacidad de enfriamiento. Este enfriamiento se produce por dos motivos principales:

el cambio de fase y el equilibrio de temperatura al que tienden el producto y el refrigerante. Los

fluidos empleados para la criogenizacin son:

CO2 (l), el cual pasa a estado gaseoso a - 78 C.

CO2 (s), el cual se sublima a estado gaseoso a - 78 C.

N2 (l), el cual pasa a estado gaseoso a - 196 C.

El enfriamiento debido al equilibrio de temperatura en estos elementos es el siguiente:

CO2 (l), supone el 13% del enfriamiento total.

CO2 (s), supone el 15% del enfriamiento total.

N2 (l), supone el 52% del enfriamiento total.

El CO2 tiene el inconveniente de la toxicidad ambiental que produce; el N2 tambin, aunque slo

en algunos casos.

La forma de actuar de estos refrigerantes es similar: se inyectan en el aire en forma finamente

pulverizada, lo que ayuda a una rpida sublimacin a gas y por tanto un enfriamiento rpido sin

deshidratacin. Si se aplica un exceso de CO2 (s) se forma nieve, la cual tambin sigue actuando

sobre el producto. Este fenmeno se puede aprovechar para disminuir los costes del transporte ya

que podemos emplear un vehculo aislado en vez de uno frigorfico. Ahorramos en potencia

refrigeradora y en espacio.

Otro de los empleos que podemos darle a la nieve criognica es la refrigeracin de los procesos

de fabricacin de embutidos, ya que cada transformacin aplicada a la carne supone un

calentamiento.

Hay un proceso, caro y que se emplea muy poco, llamado Molienda Criognica, que elimina el

polvo de CO2.

En alimentos multicapa se emplea para enfriar una capa antes de superponer la siguiente, esto

permite que las capas no se mezclen aunque trabajemos en periodos cortos (si espersemos a

48

que se enfriaran por si solas los tiempos de fabricacin seran excesivos, disminuyendo el

rendimiento del trabajo).

Con todo, el empleo mayoritario que le podemos dar a la criogenia es la congelacin.

10.1 EFECTOS SOBRE LOS ALIMENTOS.

Cambios mnimos en sus propiedades (evita los cambios o los retarda). Es un proceso

recomendable para grasas, aceites.

El sabor permanece igual.

No hay cambios de color, salvo en determinados productos(frutas tropicales), muy sensibles

que van a sufrir quemaduras por el fro.

El cambio ms notable es la textura, se endurecen los productos, se solidifican.

Los olores se van a mezclar slo en el caso de que alimentos con capacidad de emisin

estn prximos a alimentos con capacidad de absorcin de olores. Por lo general esto no

ocurre en la industria aunque s puede suceder a escala domstica.

Pueden existir prdidas de vitaminas hidrosolubles cuando lavamos las verduras (previo al

refrigerado), siendo las ms sensibles la vitamina C (en vegetales), y la vitamina B(en

animales). Tambin puede haber prdidas de vitamina B si se realiza un cocido previo.

De todo el proceso de refrigeracin, la parte ms importante para mantener la calidad del

producto es no romper la cadena de fro, desde el fabricante pasando por el transporte y

llegando hasta el consumidor.

11. CONGELACIN.

Esta es una tcnica reciente (en los pases clidos), es similar a la refrigeracin pero mucho ms

acentuada. Es una tcnica costosa (aplicable slo en pases desarrollados). Si se hace bien cambia

muy poco las caractersticas y aumenta mucho la vida til del producto, mucho ms que la

refrigeracin.

Este enfriamiento va ms all del punto de congelacin del producto (no slo del agua que contiene).

En este proceso, la mayor parte del producto est en estado slido. En teora deberan alcanzarse

los -50,-60 C pero, debido a los altsimos costes que supondra industrialmente, "slo" se llega a los

-20, -30 C, en los que el producto se congela por completo en un 90% y las diferencias con el 100%

son escasas.

Hay que sealar que para que los productos alcancen esas temperaturas rpidamente, las cmaras

de congelacin deben estar algo ms fras (-40C aproximadamente).

Todos los congelados poseen una temperatura de equilibrio, de unos -18C, y es la temperatura que

tiene toda la masa del producto despus de la estabilizacin trmica en condiciones adiabticas.

Se dice que un alimento est sobrecongelado cuando en el centro trmico de la pieza se alcanza la

temperatura de equilibrio.

La congelacin ayuda a detener el deterioro porque el agua disminuye su actividad casi por

completo. En el poco agua que queda sin congelar existe tal concentracin de solutos que es casi

imposible desarrollar alguna actividad metablica. Este efecto se ve acentuado si adems le hemos

dado algn tratamiento trmico.

Algunos productos frescos siguen respirando y generando un cierto calor que habr que eliminar.

Una vez alcanzado el punto de congelacin, hay que eliminar el calor latente de cristalizacin para

disminuir la formacin de cristales de hielo. La presencia de grasas y de otros alimentos va a permitir

que se solidifiquen a una temperatura mayor que el agua. Los cristales de hielo se van a formar a

temperaturas algo ms bajas que las normales si fuese agua pura, dependiendo de la composicin

del producto, as ser la temperatura de congelacin.

Carne : -1 C.

Verduras: -1,5 - -2,7 C.

Frutos Secos: -7C.

11.1 Formacin de los cristales de hielo.

Los cristales de hielo son una fase slida organizada que se forma a partir de una solucin, de

un lquido puro o un vapor. En los alimentos vamos a tener generalmente una solucin.

Fases de la congelacin

49

Este proceso tiene 2 fases:

Fase 1 Nucleacin:

Formacin del ncleo de hielo por una combinacin de molculas en una partcula ms

ordenada y de tamao suficiente como para dar lugar a un cristal.

Crecimiento de los cristales: alrededor del ncleo, esta agregacin puede ser homognea o

heterognea. La homognea tiene lugar en sistemas puros (no se da en alimentos), requiere

enfriamientos fuertes; la heterognea se produce cuando hay cuerpos extraos que facilitan la

formacin de ncleos (nucleantes) disminuyendo la energa necesaria para que la nucleacin

se produzca, cuanto menor sea la temperatura, mayor nmero de cristales se formarn..

En algunos alimentos la nucleacin y la cristalizacin pueden ser simultneos aunque

normalmente es posible controlar la proporcin Ncleos/Crecimiento. Los cristales, si entran en

contacto, tendern a unirse y a aumentar de tamao por la agregacin de molculas al ncleo

debido a que necesitan mucha menor energa que para la simple formacin de ncleos. La

nucleacin se consigue a temperaturas mucho menores que el crecimiento (para esto, basta

con temperaturas cercanas al punto de congelacin), a pesar de ello se recomienda trabajar a

las temperaturas ms bajas posibles.

Fase 2 : Cristalizacin

El tamao de los cristales ser inversamente proporcional al nmero de cristales.

El hielo ocupa ms volumen que el agua lquida (aproximadamente un 9% mayor) luego al

congelar los alimentos se hinchan, aunque el valor de la expansin tambin es funcin de las

caractersticas del alimento (contenido hmedo, disposicin celular, concentracin de solutos,

temperatura de congelacin del producto): a mayor cantidad de agua, mayor expansin; los

vegetales tienen espacios y huecos intercelulares que son ocupados por el agua y el hielo al

expandirse por lo que el incremento de volumen no se nota; a mayor concentracin de solutos

los puntos de congelacin se hacen ms bajos y haciendo que la expansin se reduzca o se

dificulte.

En cuanto a la temperatura de congelacin del alimento, la transferencia de calor se hace

desde el alimento hacia el exterior (la transferencia de fro se hace desde el exterior hacia el

alimento), esta trasferencia depende de:

Conductividad trmica del alimento: cuanto mayor sea, mayor ser la rapidez de

congelacin. (K)

rea de intercambio calrico: cuanto mayor sea, mayor ser la rapidez de congelacin. (A)

Distancia que tenga que recorrer el fro hasta el ncleo del alimento. (X)

Diferencias de temperatura entre el medio y el producto. (T)

Efecto aislante de la capa lmite situada alrededor del producto, es estacionaria (se debe

reducir al mnimo)

11.2 Equipos de congelacion

Van a existir congeladores mecnicos - en los que hay cambio de fase de forma continua -, y

los criognicos (idnticos a los vistos en refrigeracin).

Los primeros usan aire fro o superficies fras las cuales roban calor al producto, los segundos

emplean lquidos criognicos (CO2, N2, Fren lquido).

11.3 Congeladores mecnicos.

Congeladores Con Aire Fro.

Son los ms antiguos y sencillos.

Congeladores de cajn o armario.

El alimento se congela porque est en contacto con algo fro, por conveccin natural.

Normalmente no se emplean en industrias porque la velocidad de congelacin es muy baja, lo

que le convierte en un sistema caro (hay que mantener el alimento mucho tiempo para que

llegue a congelarse), su lentitud tambin afecta a la calidad del producto. Se usan para

congelar (canales de carne) y endurecer helados, y no para conservar alimentos ya

congelados. Algunos tienen congeladores para mantener la temperatura.

a) Congeladores de aire forzado o tneles de congelacin.

El producto pasa a travs de un chorro de aire por conveccin forzada, este aire se

encuentra a unos -30 C y circula a unos 5-6 m/s. Con esta velocidad se reduce el grosor de

la capa lmite y aumenta el coeficiente de transmisin del calor. Nos interesar una velocidad

alta. Hay alimentos sensibles que se pueden daar.

Estos sistemas se pueden emplear para trabajar en continuo o discontinuo.

En continuo existen vagonetas o cintas sinfn apiladas que transportan el producto a travs

de un tnel aislante donde se produce la congelacin. Tambin hay tneles de mltiples

etapas en los que el alimento va cayendo de cinta en cinta evitando aglomeraciones y

consigue disminuir progresivamente el grosor de la capa lmite. En general, el nmero de

etapas es impar para que entre por uno de los lados y salga por el otro.

En discontinuo, los alimentos se disponen de tal manera que ocupen bien el espacio (en

armarios o bandejas apiladas, hay que intentar que al congelar estn llenos para evitar que

el aire circule por los huecos, se pierde energa, y para que las condiciones de congelacin

sean las mismas en toda la partida que se est congelando.

Son ms compactos que los de cajn, lo que supone un ahorro de espacio de

aproximadamente del 20 % y una reduccin de las prdidas calorficas del 30 %.

El tratamiento es ms homogneo, son equipos relativamente ms baratos aunque tienen

mayor precio. Son equipos muy adaptables a diversos procesos.

Existe peligro para los alimentos que no vayan envasados ya que el aire fro puede producir

quemaduras y oxidaciones; el aire fro roba humedad del alimento lo que produce una

prdida de peso y el agua pasa al evaporador del sistema congelndose y formando

escarcha: hay que descongelar el congelador peridicamente para eliminarla.

Congeladores De Cinta Sinfn. b)

Son iguales a los del aire forzado pero algo modificados: tambin hay chorros de aire fro

dirigidos hacia el producto pero en este caso, en vez de emplear cintas rectas, con varias

etapas o en varios pisos lo que se hace es colocar una cinta en espiral.

Ventajas:

Ocupan menos espacio, tienen mayor capacidad de congelacin, la carga y descarga es

automtica. Son equipos muy flexibles (se emplean para pizzas, pollo en porciones,

pescado, pastelera...) Requieren poco mantenimiento.

c) Congeladores De Lecho Fluidizado.

Es otra variante de los congeladores de tnel de congelacin. En estos, el chorro de aire se

encuentra a -25, -35 C, se mueve con una velocidad de 2-5 m/s y atraviesa una capa de

productos de unos 10 - 20 cm.

El producto se conduce por una bandeja o malla perforada y por donde se inyecta, desde

abajo, el chorro de aire: el producto se fluidiza, "flota" sobre la corriente de aire. El producto

tpico que se somete a este proceso son los guisantes.

Este proceso se puede realizar en dos fases cuando existe una tendencia a que el producto

forme agregados (frutas troceadas), ya que al secarse su superficie esa tendencia

desaparece. Las fases son:

Congelacin de la parte externa: se realiza de forma rpida e intensa.

Congelacin de la parte interna: se realiza de forma menos drstica y ms lenta.

La velocidad del aire ser funcin de la forma y el tamao de la pieza o del producto.

Ventajas:

El coeficiente de transmisin del calor es ms alto, lo que disminuye el tiempo de

congelacin y da lugar a una mayor capacidad de trabajo.

Deshidratan menos el producto y por tanto no es necesario una descongelacin muy

peridica.

51

: Inconvenientes

Es ms caro que otros sistemas, no se puede aplicar a todo tipo de productos (solo a

aquellos que tenga capacidad de "flotar" sobre la corriente de aire: guisantes, fresas,

gambas, maz, patatas prefritas...

Para filetes de pescado, hamburguesas... productos "grandes" y "pesados", se emplean otro

tipo de instalaciones; en ellas el producto no se llega a fluidificar, "flotar", con el aire fro. A

este sistema se le llama Trought Flow Freezer (Congeladores de flujo Transversal).

Congelacin Por Inmersin. d)

Una vez envasado, el alimento, se traslada por una cinta sinfn (normalmente de malla) y

atraviesa por un bao preenfriado (no de agua, porque estara congelada), el bao puede

ser una salmuera, una solucin de CaCl, propilenglicol o glicerina.

A diferencia de la congelacin criognica, el lquido refrigerante no cambia de estado, el

cambio se produce de manera ms lenta y menos drstica. Comparadas con las criognicas,

son instalaciones relativamente baratas. Sus transferencias de calor son ms elevadas.

Este sistema se emplea para canales de pollo congeladas en envolturas de plstico, zumos

de fruta en tetrabrick o en cartn laminado.

e) Congeladores de Superficies Fras.

Son los que el producto se congela por contacto con superficies fras, la transferencia de

calor se hace por conduccin.

Tipos:

. 1. Congeladores de Placas

Poseen una serie de placas en horizontal o en vertical (existen las dos posibilidades), las

cuales estn huecas y por donde circula el lquido refrigerador que enfra las placas.

Pueden funcionar en discontinuo o en semicontinuo (es muy difcil que lo hagan en

continuo por la misma forma de realizar la congelacin).

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El proceso se lleva a cabo situando encima de una serie de placas refrigeradoras una

capa de producto, despus desciende, por un sistema hidrulico, el resto de placas

sobre ella realizando adems una pequea funcin de compresin que facilita la

transmisin del calor.

Los productos que mejor se va a adaptar a estos sistemas de congelacin sern los

finos y uniformes, y los de forma irregular, los redondeados y los gruesos no se

congelarn optimamente..

Ventajas:

Son baratos en su funcionamiento, requieren poco espacio, descongelan poco el

producto, su coeficiente de transmisin del calor es mayor que el que hay con el sistema

de chorro de aire o el de cajn, es similar al del lecho fluidizado

Inconvenientes:

La inversin inicial resulta cara y no es un equipo flexible, con capacidad de adaptarse a

otros procesos, su empleo se restringe a productos muy concretos.

. 2. Congeladores de Superficies Rascadas

Su funcionamiento es similar al que se vio en los intercambiadores tubulares de

superficie rascada, pero en este caso el lquido es refrigerante.

No se podr emplear ms que para alimentos lquidos o semislidos que no se

solidifiquen al congelarse. Su uso est enfocado principalmente a la fabricacin de

helados, la masa del helado no se endurece del todo al congelarse (es el inicio de la

congelacin, el bloque de helado se forma finalmente en congeladores de tipo cajn), y

se le adiciona a la masa el aire que posteriormente le proporciona su cremosidad.

El lquido refrigerante es NH3, salmuera o un lquido fluorocarbonado.

Las temperaturas de congelacin no son tan bajas como en otros procesos (-4, -5 C).

El CO2 es bacteriosttico (elimina bacterias) pero tambin es algo txico para las

personas en lugares cerrados. Su consumo es ms elevado - en Europa y en EE.UU.-

que el de N2 , tiene menores prdidas en el almacenaje. La eleccin entre uno u otro

ser funcin del producto, el costo de consumo de congelante y de los costes de

instalacin.

: Sobre el resto de sistemas: Ventajas

Suelen ser equipos en continuo, son relativamente simples y tienen un menor coste de

instalacin.

Las prdidas son menores, la congelacin es mucho ms rpida y un producto cuanto

ms rpidamente haya sido congelado (si no sufre de choque trmico) conservar mejor

sus caractersticas.

Un sistema mecnico tarda un tiempo en alcanzar el estado estacionario, con la

temperatura adecuada, sin embargo, en los sistemas criognicos el proceso de

congelacin se inicia de inmediato, lo que supone un ahorro de tiempo, de energa y de

dinero. Uno de los pocos inconvenientes es el precio del refrigerante (es caro); hay

algunos productos que no soportan bien el choque de temperaturas por lo que habr que

estudiar cada uno particularmente.

La congelacin criognica tambin se puede emplear para realizar una congelacin

superficial de la carne (permite cortarla fcilmente en rodajas) y de los helados (para el

coberturas de chocolate caliente, se le da un

tratamiento fuerte pero muy corto).

11.4 Efectos de la congelacin sobre los alimentos.

Estos efectos son prcticamente despreciables, aunque si se realiza algn tratamiento

previo ser ese tratamiento el que dae al producto. Sabores, colores y olores no se ven

53

afectados aunque si los periodos de tiempo de congelacin son excesivos pueden existir

prdidas.

El mayor inconveniente es la formacin de cristales de hielo gruesos al congelarse el

agua. Las emulsiones pueden desnaturalizarse, precipitan las protenas, este es el

motivo de que no se fabrique leche congelada.

En cuanto a productos de panificacin, es preferible una congelacin rpida, se emplean

sistemas de alta potencia de congelacin.

En tejidos animales:

Son ms flexibles que los vegetales (su estructura es ms fibrosa y es ms difcil que se

rompan al congelarse), los cristales de hielo al crecer es ms fcil que daen la

estructura celular y alteren la textura. Al congelar lentamente, los cristales que se sitan

en los espacios intercelulares crecen deformando y rompiendo las paredes celulares, en

esa zona hay una presin de vapor inferior que en el interior de las clulas por lo que el

citoplasma (agua principalmente) tiende a salir (dejando una alta concentracin de

solutos en el interior), y se congela sobre el ncleo de los cristales de hielo, de esta

manera crecen los cristales y las clulas se deshidratan quedando daadas

irreversiblemente.

El dao producido es funcin del tamao del cristal, es decir, del tiempo y/o las

temperaturas aplicadas. El que la carne se vea afectada en mayor o menor medida por

los cristales de hielo ser debido a la calidad de la carne, la capacidad de adaptacin del

producto a la congelacin y a los tratamientos trmicos previos.

Una congelacin rpida da lugar a ms cristales pero estos son de mucho menor

tamao, por lo que al estar los espacios intercelulares y en el interior de la clula, el

dao fsico causado es menor. No hay deshidratacin porque no hay grandes gradientes

de presin de vapor, los cambios de textura sern mucho menores que en la

congelacin lenta.

El almacn del producto ya congelado tambin puede afectarle, cuanto menor sea la

temperatura de congelacin, menor es la reproduccin de microbios y su metabolismo

(prcticamente estos se detienen por completo), aunque con estos tratamientos no

conseguimos desnaturalizar las enzimas

Las clulas vegetativas de levaduras, mohos y bacterias (Gram - ) s se destruyen por la

congelacin; las Gram + y las esporas de los mohos aguantan algo ms el fro; las

esporas de las bacterias son totalmente inmunes al fro, debido a esto es normal aplicar

tratamientos previos para reducir en gran medida el nmero de microorganismos

contaminantes. Las frutas tienen un procesado previo distinto al del escaldado, se las

acidifica, se las trata con SO2 (cada vez menos) o se elimina el aire del producto.

Los mayores cambios que se producen en el almacn son aquellos se ocasionan es

aquellos productos que se han congelado lentamente o que no se les ha aplicado

tratamiento previo.

En tejidos vegetales:

Se van a producir degradaciones de pigmentos (la clorofila, verde, puede pasar a

feofitina, marrn).

Soluciones muy concentradas alteran el pH cambiando el color de algunos antocianos.

Las prdidas de vitaminas tambin se pueden llegar a producir, sobre todo de

hidrosolubles (vitamina C, cido pantotico). Existe una relacin entre la prdida de

vitaminas y el aumento de la temperatura de congelacin: por cada aumento de 10 C de

la temperatura en el congelador, las prdidas de vitaminas aumentan entre 60 y 70

veces.

Las oxidaciones de lpidos se producen pero de forma muy lenta, la temperatura ronda

los - 18 C. Suelen estar catalizadas por la presencia de metales, de luz o de enzimas.

En las degradaciones, se van a producir todas aquellas reacciones que normalmente

tendran lugar por existir enzimas, (no las hemos eliminado) aunque de manera muy

lenta.

El tiempo mximo de conservacin en la congelacin va a ir directamente relacionado

con la textura, el color, la calidad nutritiva...

54

12. RECRISTALIZACIN.

La recristalizacin consiste en todos aquellos cambios, principalmente fsicos, que se producen en

los cristales de hielo, va a afectar a la forma, tamao, orientacin... fundamentalmente esta

causado por prdidas de calor en alimentos congelados.

Hay tres tipos de recristalizacin:

. 1. Recristalizacin Isomsica

La masa de hielo permanece constante, el cambio se va a producir en la forma de la estructura

interna del hielo, de tal manera que la relacin Superficie/Volumen se va a reducir.

. 2. Recristalizacin Creciente

Este cambio se produce por estar en contacto varios cristales, se unen y dan lugar a un nico

cristal; el nmero de cristales se va a reducir pero aumenta el tamao de los que quedan.

3. Recristalizacin Migratoria

Se va a formar un cristal de gran tamao a costa de otros ms pequeos, la diferencia con el

anterior est en que son los ms pequeos los que se van aproximando al mayor

Al crecer rompen las paredes celulares, aumenta la presin de vapor en el interior (aun queda

agua lquida), en el exterior la presin es ms baja y tiende a equilibrarse extrayendo agua de

las clulas dando como resultado una fuerte deshidratacin.

De todos estos efectos, el ms perjudicial es el de la Recristalizacin Migratoria, por el

aumento del tamao de los cristales de hielo y el dao que esto produce sobre las clulas. La

causa de esta recristalizacin se encuentra en las fluctuaciones de temperatura en el

almacenamiento. Para reducir estas variaciones, las cmaras poseen diversos sistemas de

aislamiento del exterior (cortinas de plstico grueso en las entradas al almacn). Una vez

cerrada la cmara, la temperatura vuelve a descender y el vapor de agua es captado los

cristales ya existentes (no se forman ncleos nuevos)

Los almacenes y cmaras suele existir una humedad relativa muy baja debido a que es

absorbida del aire por el evaporador; la atmsfera que rodea a los alimentos va a estar muy

reseca y para compensarlo, toma a su vez humedad del alimento quedando este deshidratado

en su parte superficial de forma ms o menos importante: es el fenmeno conocido como

quemadura por fro.

En estas zonas, el color que toma la superficie quemada es de color blanquecino o claro. Este

color se debe a un efecto ptico provocado por los huecos vacos que dejan los cristales de

hielo al evaporarse: la luz tiene diferente comportamiento en esas zonas, comparndolo con

las zonas adyacentes.

Para evitar este fenmeno, lo nico que se puede hacer es envasar el producto antes de

congelarlo; los productos que ms se ven afectados por esta situacin son aquellos que tienen

una relacin grande de Superficie/Volumen. El control de las cmaras se llevar a cabo por

medio de:

Controles de temperatura de los productos, las temperaturas fijadas no deben variar en ms

de 1,5 C.

Empleo de puertas automticas con cortinas hermticas.

Rpidos traslados de un lugar a otro de los productos.

Una correcta rotacin de Stocks.

H.Q.L., High Quality Life.

Es un concepto que se suele aplicar a los productos congelados y que expresa el tiempo que

un alimento puede almacenarse sin que el 70-80 % de un panel de catadores detecten

cambios del producto respecto de su estado original, es decir, el tiempo que el producto puede

permanecer congelado sin perder sus caractersticas iniciales.

Es un concepto diferente al de vida til, ya que ste no expresa la duracin de las propiedades

originales si no el tiempo durante el cual el alimento se puede mantener en condiciones

aceptables de consumo.

55

Existe un conjunto de elementos indicadores empleados, tanto en productos frescos como

congelados, empleados para conocer el estado del alimento (temperatura, frescura, vida til

del producto...).

13. DESCONGELACIN.

Este proceso se realiza a temperatura ambiente, el hielo se funde formando una capa de agua

sobre el producto; puesto que el agua tiene menor coeficiente de transmisin de calor, la velocidad

de penetracin del calor disminuye. La capa cada vez ser ms gruesa a medida que se

descongela y por tanto tambin lo ser esa capa aislante.

Si se formaron cristales grandes van a existir daos y cambios de textura, adems se ha

producido un exhudado en el que se liberan sustancias que producen reacciones enzimticas y

degradaciones. Hay productos que no reciben tratamiento previo (helados, nata...), una vez que

son descongelados hay que consumirlos rpidamente y conservarlos siempre en el frigorfico.

Los distintos mtodos de descongelacin evitan por lo general el sobrecalentamiento y la

deshidratacin pero llevan a cabo este proceso lo ms rpido posible.

EVALUACION LECCIN N 04

RESPONDA LO SIGUIENTE:

1. EN QUE CONSISTE EL TRATAMIENTO POR CALOR?

1. CLASIFICACION DE LOS TRATAMIENTOS TERMICOS?

2. FUENTES Y MTODOS DE APLICACIN DEL CALOR?

3. EN QU CONSISTE EL ESCALDADO Y PASTEURIZACIN?

4. EN QU CONSISTE LA PASTEURIZACIN?

5. CMO ES LA PASTERIZACIN DE PRODUCTOS

ENVASADOS?

6. QU ES LA ESTERILIZACIN?

7. CMO SE D ESTERILIZACIN DE PRODUCTOS

ENVASADOS?

8. CMO SE D LA ESTERILIZACIN DE PRODUCTOS NO

ENVASADOS?

9. TIPOS DE UHT.?

10. TIPOS DE EXTRUSORES?

11. CMO SON LOS HORNOS DE CALENTAMIENTO DIRECTO?

12. QU SON LOS REFRIGERANTES MECNICOS?

13. CMO SON LOS SISTEMAS CRIOGNICOS?

14. CMO ES EL EL MT. DE CONGELACIN?

15. QU ES LA RECRISTALIZACIN?

16 EN QUE CONSISTE LA DESCONGELACIN ?