desarrollos de innovación en la industria alimentaria
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Desarrollos de Innovación en la industria
alimentaria
Inés Echeverrí[email protected]
Directora Área I+D+i
Centro Nacional de Tecnología y Seguridad Alimentaria – CNTA
España
Seminario Miércoles del Exportador – PromPerú18 de octubre de 2017 Lima, Perú
Historia de CNTA
1981 nace CNTA por iniciativa de la Asociación de Industrias de Conservas Vegetales del Valle del Ebro para contribuir al desarrollo y a la innovación de las empresas alimentarias
1991es Centro Técnico Nacional de Conservas Vegetales
2003pasa a ser el Centro Nacional de Tecnología y Seguridad Alimentaria CNTA
y a ofrecer soluciones tecnológicas a todo el sector agroalimentario
2013CNTA abre una filial en Perú
Misión, Visión y Valores renovados
Mejorar la competitividad y la calidad del sector alimentarioMisión
Ser la referencia nacional para la industria agroalimentaria en tecnología y seguridad alimentariaVisión
AnticipaciónExcelencia tecnológicaCompromisoOrientación a resultados
Valores
CNTA 2016
Proyectos de captación de conocimiento20Proyectos de I+D para empresas53Acciones de formación60
Informes de serviciostecnológicos para empresa
56.800
socios
272clientes
591
Sede en San Adrián (Navarra, España)
Filial en Perú
120
profesionales de alto nivel
70%
mujeres
Confían en CNTA
863 empresas
7.359.625 € (+7%)
Ingresos 2016
Requisitos alimentos
CALIDAD
Seguridad
AlimentariaCaracterísticas
Organolépticas
Conveniencia y
Practicidad
Calidad
Nutritiva y
Saludable
Atributos de valor
(respecto al medio
ambiente, desarrollo
sostenible)
Características
Hedónicas
¿Cómo conseguimos un producto de calidad?
Control de la contaminación microbiológica y química = Seguridad alimentaria
Buenas prácticas de producción (en el campo) + Buenas prácticas de elaboración
Aplicación de barreras en el proceso y en el producto: desinfección, temperatura, bajar aw, bajar pH, adición de conservantes, composición de la atmósfera
Aplicación de tecnologías/procesos/estrategias alternativos que consigan/mejoren la seguridad del producto y aporten un valor añadido respecto a las características organolépticas, nutricionales, vida útil, practicidad, etc.
Tecnologías no térmicas: alta presión hidrostática, Pulsos eléctricos de alto voltaje, ultravioleta, ultrasonidos, luz pulsada, plasma frío, radiación ionizante
Tecnologías térmicas: microondas, radiofrecuencia, calentamiento óhmico
Tecnologías de envasado: envasado activo
Conservantes/desinfectantes alternativos: conservantes naturales, alternativas al cloro,…
Tecnologías innovadoras
Altas presiones hidrostáticas
Pulsos eléctricos de alto voltaje
Ondas electromagnéticas:
o Microondas / Radiofrecuencias
o UV
o Radiaciones ionizantes
Envasado bajo atmósfera protectora
Envase activo
Antimicrobianos / Conservantes alternativos
Alta presión hidrostática
Someter al alimento a la acción de presiones hidrostáticas (agua) comprendidas en el rango de 400 a 600 MPa durante un periodo de tiempo de varios minutos
Se logra la inactivación de microorganismos vegetativos patógenos y alterantes. Los esporos son un factor limitante.
Pasteurización “fría”
Productos de mayor seguridad y vida útil
No afectadas moléculas pequeñas: aminoácidos, vitaminas, pigmentos ,… responsables de la calidad sensorial y nutricional
Productos de mayor calidad sensorial y nutricional
Inactivación variable de la actividad enzimática
Modificación de la estructura tridimensional de moléculas grandes y complejas (proteínas, almidón)
Tratamiento de productos sólidos y líquidos, envasados en material flexible
• Incremento de la vida útil, sin alteraciones sabor ni color
• Mantenimiento de color, aroma, sabor y vitaminas
• Desnaturalización proteinas hipoalergénicas en arroz
• Destrucción de patógenos: Listeria, Salmonella, coliformes, etc
• Estabilización de productos sin aditivos o de bajo contenido en sal
Alta presión hidrostática
Fuente: Hiperbaric
Pulsos eléctricos de alto voltaje
Aplicación intermitente de campos eléctricos de alta intensidad (1-70 kV/cm) a un material colocado entre dos electrodos de una duración de µs.
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Ec > E
Irreversible
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Ec < E
Reversible
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Fuente: Universidad Zaragoza
Se logra la inactivación de mohos y levaduras, microorganismos patógenos y alterantes, según la intensidad y la temperatura del tratamiento. No inactiva esporos.
Pasteurización “fría”
No afectadas moléculas pequeñas: aminoácidos, vitaminas, pigmentos ,… responsables de la calidad sensorial y nutricional
Productos de mayor calidad sensorial y nutricional
No inactiva la actividad enzimática
Tratamiento de productos líquidos previo al envasado
Pulsos eléctricos de alto voltaje
Fuente: DIL
Ondas electromagnéticas
Onda electromagnética: una combinación de campo eléctrico y magnético que se propaga transportando energía
El calentamiento mediante radiofrecuencias está en el rango de 1-100 MHz
Las microondas se encuentran en la zona media del espectro, con l entre 1 m y 1 mm
El ultravioleta se sitúa entre los 400 y 10nm.
La irradiación ionizante es un tratamiento de alta frecuencia: 1020 Hz, con una longitud de onda del orden de picómetros
A mayor longitud de onda, menor frecuencia y menor energía
ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO
Microondas, Radiofrecuencias
Aplicación de una radiación no ionizante (no modifican la estructura electrónica del material), para generar calor interno.La onda es absorbida y dipolos vibran y rotan en la frecuencia de la onda y/o se desplazan iones, produciendo energía térmica en todo el seno del materia, básicamente por fenómenos de fricción a nivel atómico-molecular
Inactivación de microorganismos patógenos y alterantes vegetativos y esporulados , según la intensidad de tratamiento.
Pasteurización y Esterilización por calor
Elevada velocidad de calentamiento, reducido tiempo de tratamiento
Mejor conservación de las características organolépticas y nutricionales
Inactivación de la actividad enzimática
Tratamiento de productos sólidos y líquidos, pre y postenvasado
Microondas, Radiofrecuencias
Fuente: WSU
• Atemperado / descongelación
• Tratamientos de pasteurización a alta temperatura y tiempos cortos y UHT: leche, nata, yogur, salsas, purés, alimentos infantiles, pulpas de frutas, sopas con particulados, etc.
• Pasteurización de alimentos envasados
• Secado/deshidratación
Fuente: Bi elle Microwave EngineeringCompany
Ultravioleta
Aplicación de luz UV de onda corta (200-280 nm)
Inactivación de microorganismos patógenos y alterantes vegetativos y esporulados, incluidos virus según la intensidad de tratamiento.
Higienización, Pasteurización y Esterilización “fría”
Poca capacidad de penetración. La turbidezdebido a la presencia de compuestos en suspensiónproduce zonas de sombras y limita el acceso de la radiación reduciendo la eficiencia.
Tratamiento de agua y líquidos (segúnturbidez)
Higienización de superficies: descenso de carga microbiológica en la superficie de frutasy hortalizas, sin impacto en característicassensoriales dependiendo del producto. Aumento de vitamina D
Tratamiento de productos sólidos y líquidos
Ultravioleta
Fuente: WSU
Fuente: Sanuvox
Radiación ionizante
Exponer el producto a una radiación ionizante (desplazamiento de los electrones fuera de sus orbitas habituales en la corteza de los átomos) durante un cierto lapso de tiempo.
- Rayos gamma: fuente radioactiva - Haz de electrones acelerados (radiación Beta)
Inactivación de microorganismos patógenos y alterantes vegetativos y esporulados , según la intensidad de tratamiento.
•Dosis Baja (hasta 1 kGy): demorar los procesos fisiológicos, como maduración y senescencia de frutas frescas y vegetales, y para controlar insectos y parásitos
•Dosis Media (hasta 10 kGy): es usada para reducir los microorganismos patógenos y alterantes
•Dosis Alta (superior a 10 kGy): es usada para la esterilización, p.e. de especias
Higienización, Pasteurización y Esterilización “fría”
El efecto sobre las características sensoriales depende del tipo de alimento y la intensidad del tratamiento
Tratamiento de productos sólidos. Obligación de etiquetado
Envasado bajo atmósfera
protectoraInterés por productos listos para consumir
Interés por productos frescos (sensorial)
VIDA ÚTIL ADECUADA
Generación de un ambiente gaseoso óptimopara la conservación del producto
Permite tener cierto control sobre las reacciones químicas, enzimáticas y microbianas responsables del deterioro de los alimentos
ENVASADO EN ATMÓSFERA PROTECTORA
Interés por productos naturales (nutricional)
NO ES UN TRATAMIENTO LETAL
Envasado bajo atmósfera
protectora
Clasificación
Atmósfera controlada
Atmósfera modificadaVacío
- Se introduce un gas o mezcla de gases - Control constante durante almacenamiento
- Se extrae el aire del envase- Se introduce un gas o mezcla de gases - Sin control durante almacenamiento
- Se extrae por completo el aire del envase- No se introduce un gas o mezcla de gases - Sin control durante almacenamiento
Envasado bajo atmósfera
protectora
Principales gases utilizados en el envasado en atmósfera modificada
-Promueve reacciones de oxidación- Inhibe crecimiento patógenos y alterantes anaerobios estrictos- Mantiene metabolismo producto- Mantiene color rojo carnes frescas
-Muy eficaz frente a bacterias aerobias Gram negativas (Salmonella, E.coli) y mohos- Eficaz frente a Gram positivas (S.Aureus) y levaduras-Poco eficacia frente a C. perfringens, C. botulinum y L. monocytogenes- Generan bacterias acido-lácticas
-Las atmósferas que contienen exclusivamente nitrógeno se denominan atmósferas inertes porque no inhiben de forma directa la proliferación microbiana. -El principal inconveniente de estos ambientes gaseosos es el riesgo de crecimiento de microorganismos anaerobios.
Gas %
Oxígeno 20,98
Dióxido de Carbono
0,04
Nitrógeno 78,06
Otros (Ar, Ne) 0,92
Envasado bajo atmósfera
protectora
Fuente: Ulma Packaging
Envase activo
Envase al que se adicionan elementos activos que ceden o absorben sustancias que alteran de forma dinámica las condiciones del sistema alimento-envase-entorno, extendiendo la vida útil del alimento
-en el interior del envase (bolsas, cartuchos, tapones, etiquetas)-aplicado al envase por recubrimiento-incluido en el material del envase:
Sistemas Absorbedores: Oxígeno , Humedad, Exudados, Dióxido de carbono, Etileno, Olores (siempre y cuando las sustancias no sean indicadoras de deterioro)
Sistemas Generadores: CO2, liberadores de agentes antimicrobianos y/o antioxidantes (quitosano, aceites esenciales, ácidos orgánicos, Ag)
Aumento de la vida útil por inhibición/disminución de los procesos de alteración
Envase activo
Absorbedores de etileno
Absorbedores de oxígeno
Higienizantes/Conservantes alternativos
Antimicrobianos naturales alternativos a los conservantes tradicionales (sorbatos, benzoatos, ácidos orgánicos): efectivos (con sus limitaciones), pero preocupación por el rechazo creciente del consumidor
Uso de sustancias con poder antimicrobiano (inactivación o inhibición) que impidan la contaminación, alarguen vida útil, provoquen menos residuos, sean mejor percibidos por el consumidor, etc.
Extractos vegetalesAceites esenciales Péptidos (nisina)Sistemas enzimáticosAntibióticos naturales LisozimaCultivos protectoresQuitosano
Acción antimicrobiana variable Necesidad de aprobación para
uso como aditivo alimentario
Higienizantes / Conservantes alternativos
Desinfectantes alternativos al cloro: el cloro es el desinfectante más utilizado en la higienización de agua en contacto con alimentos por efectividad, coste y fácil aplicación. Pero:
• Riesgos para la salud (THMs, debido a la reacción del cloro con la mat. orgánica del agua)
• Alertas alimentarias por presencia de cloratos y percloratos en alimentos
• Riesgos medioambientales (asociados al vertido de aguas)
Uso de sustancias con poder antimicrobiano (inactivación o inhibición) que impidan la contaminación, alarguen vida útil, provoquen menos residuos, sean mejor percibidos por el consumidor, etc.
Ácido peroxiacéticoPeróxido de hidrógenoOzonoDióxido de cloroAgua electrolizada
Higienización microbiológica del agua similar a la del cloro
Mejores resultados en cuanto a la generación de residuos
La mejor alternativa y dosis depende significativamente de las características del agua y su uso
Graciaspor tu tiempo y atención