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Influencia de los tratamientos tecnolgicos(II parte)
Dr.C. Ren Tejedor AriasProfesor Titular
Instituto de Farmacia y Alimentos
Universidad de La Habana
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Aumento de la demanda de alimentosfrescos, nutritivos e inocuos, sin riesgos
microbiolgicos y con la calidad requerida.
Ventajas del ozono sobre el cloro.
Aprobacin del ozono en 2001 por la
FDA como agente para la higienizacin y
desinfeccin de alimentos y clasificadocomo sustancia GRAS para el contacto
directo con alimentos.
Aplicacin del ozono en la Industria Alimentaria
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Control ambiental: Concentracin de ozono
ambiental mxima permisible/8h/da para la salud del
operario en el puesto de trabajo es de 0.1 y 0.08 ppm(OSHA y EPA)
Se recomienda la instalacin de analizadores para
el monitoreo ambiental.
Mtodos:
Ozonizacin de ambientesLavado con agua ozonizada
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Ozonizacin de ambientes
(Ozono en fase gaseosa)
Refrigeracin domstica
Cmaras frigorficas
Transporte refrigerado
Bodegas refrigeradas de barcos
Almacenes de alimentos a temperatura ambiente
Desodorizacin de cmaras y locales de trabajo
Saneamiento de envases y locales.
Conc. de ozono en aire:
0.6 - 20 mg/m3
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Aplicacin del ozono en fase lquida
(Agua ozonizada)
Lavado y desinfeccin de frutas, hortalizas, carnes,pescado, aves y otros.
Higienizacin de lneas de produccin y de envasado. Lavado de pisos, locales y reas. Fabricacin de hielo Higienizacin del personal que manipula losalimentos.
Reutilizacin del agua en el proceso.
Conc. ozono disuelto en agua: 0.5 - 5 mg/mL
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Condiciones generales:
Ozonizacin en fase gaseosa:
- Bajo refrigeracin y altos % HR.
- Aplicacin continua o intermitente durante un
da o varios das.- Con o sin posterior Congelacin
Agua ozonizada se recomienda el lavado en
diferentes etapas del proceso.
Los microorganismos disminuyen la
calidad, provocan el deterioro totalcausando olores desagradables
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(mg/m3) Punto de
aplicacin
T
% HR
Observaciones
2 Tratamiento - Decreci la contaminacin porPseudomonas spp. enla superficie de carne
0.03 Tratamiento 1,6
95 %
Control del crecimiento bacteriano en la superficie
de carcasas e increment el almacenaje hasta 9 das.
5 Almacenamiento Refrigeracin Mejor calidad sensorial
Disminucin de compuestos voltiles.
mg/L Producto Observaciones
5 Lavado de tejido adiposo de
falda
Reduccin importante de contaminacin
bacteriana al ser comparado con otros
desinfectantes
0.32.3 Lavado de piezas
(bandas o carcasas)
Reduccin de 1,3 log de UFC/cm2
Tratamiento en fase gaseosa (otros reportes)
Tratamiento en fase acuosa
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Fabricacin de hielo a partir de agua ozonizada para laconservacin del pescado (agua de mar o potable).
Lavado antes de almacenar
Cmara frigorfica y vitrinas
Camiones refrigerados
Bodegas de los barcos de pesca
Desodorizacin de las cmaras frigorficas y locales
(importante accin)
Conservacin de Pescado
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El pescado es tanto o ms sensible al deterioro que lascarnes.
El ozono en el almacenamiento bajo refrigeracin retarda la:DescomposicinAparicin de olores no deseables
Se prolonga unos das el inevitable y total deterioro de lospescados sin eviscerar.
Es recomendable cuando se prepara el pescado su lavado conagua ozonizada.
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Accin del ozono en laconservacin de Frutas y
Hortalizas
Lavado antes de almacenar
Desodorizacin de las cmaras frigorficas ylocales
Accin germicida
Degradacin de etileno (O3reacciona con el etileno,oxidndolo hasta producir CO2 + H2O >tiempode almacenaje
de muchos frutas y hortalizas en la poscosecha)
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El efecto germicida delozono controla lapudricin
El tratamiento con agua ozonizada yen fase gaseosa es eficaz para la
inactivacin de bacterias y esporas
suspendidas en el agua y presentes en
la superficie del fruto.
Poco eficaz respecto a las ubicadasen heridas.
Naranjas Conc.O3/aire: 40 mg/m3
Pltanos Conc.O3/aire: 10 mg/m3
Se evalu que a esas concentraciones de ozono/aire no seproducen daos en el fruto bajo tratamiento continuo en cmaras
Disminucin del etileno y el tiempo de maduracin
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Ensaladas mixtas de frutas y vegetales
frescos y cortados
Empleo del lavado con agua ozonizada 0,5 a 1,5 mg/L y un segundo
lavado con concentraciones de cloro mucho menor (50%):
Los productos incrementan su vida til hasta 25 das.Reduccin del 60 % del consumo de agua de lavado con la
correspondiente disminucin del costo y del caudal del efluente.
El tratamiento convencional requiere de agua dealtas concentraciones de cloro hasta 200 mg/L
Aplicacin en varias procesadoras Rice
(Ozone News , 2007)
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Qu efectos adversos pudiera tener la
aplicacin del ozono en los productos?
En concentraciones elevadas y tiempos de contacto prolongados:
Frutas y hortalizas: puede afectar los tioles (Qiang, 2006), otros
antioxidantes y fitohormonas (Chan, 2007).
En carnes y pescados pueden oxidar los compuestos grasos.
Como todos los tratamientos, la aplicacin de O3
tanto en fase gaseosa
como en fase acuosa puede tener efectos adversos
Es necesario evaluar las dosis y el tiempo de exposicin que se apliquen.
En general estos daos dependen de:
Las caractersticas de la superficie del producto
Las concentraciones de ozono utilizadas
Los tiempos de exposicin
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Modificacin de aw: Secado o
deshidratacin, salazn o adicin de azcar.
Modificacin del pH: Acidificacin oFermentacin.
Adicin dePreservantes:SO2, benzoatos,
sorbatos, propionatos, nitritos Ahumadode carnes y pescados: absorcin
de sustancias antimicrobianas del humo
(fenoles)
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Reduccin (log/cm2) de Salmonel latyph imur iumy Escher ichia col i
O157:H7 inoculados en la superficie de meln cantaloupe con
diferentes tratamientos
0
0,5
1
1,5
2
Logr
educcin
Lavado con
agua
Cera Ac. lctico
aspersin
Ca(OH)2
aspersin
Ac. lctico
inmersin
Ca(OH)2
inmersin
S. Typhimurium
E. co l i O157:H7
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Survival of E. col i O157:H7 in untreated and preservativetreated apple cider
(fumaric acid, 0.15% / sodiumbenzoate, 0.05%, w/v) during storage at 5 C.Initial pH of the apple cider was 3.5. pH after addition of the preservatives
was 3.2. pH of the control was adjusted to 3.2 using 5 M HCl. Error bars
represent standard errors of the means.
Chikthimmah y col. JFS 68:4, (2003)
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Barreras fsicas: TT, bajas T, radiaciones,pelculas de empaque, atmsferas
modificadas, envasado asptico
Barreras fisicoqumicas: aw, pH, Eh,sales, cidos orgnicos, sulfitos, etanol,
propilenglicol, especias, enzimas
Barreras microbianas: microbiotacompetitiva, bacteriocinas (Ej. nisina)
Estudios de retos microbianos.
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Tratamientos aplicados a frutas y hortalizas
que impactan en su inocuidad
Tratamiento Ventajas Desventajas Aplicacin Ref.
Fsicos
Atmsferas
Modificadas
Incrementan la
vida deanaquel
Costo, mezclas
de gases
diferentes segn
alimento, pueden
causar eldesarrollo de
patgenos
psicrtrofos
Productos
mnimamente
procesados,
listos para
consumir,empacados con
mezclas de
gases y
refrigerados
Jackxens
et al.,
1999
Alta presin No afecta lascaractersticasfsicas en
jugos
En frutas yhortalizas
cortadas puede
modificar
caractersticas
organolpticas
JugosFrutas y
hortalizas
Listas para
consumir en
combinacin con
otro tratamiento
Arroyo et
al., 2002
Fernndez
Escartn,
2002
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Tratamientos aplicados a frutas y hortalizas
que impactan en su inocuidad
Tratamiento Ventajas Desventajas Aplicacin Ref.
Radiaciones
ionizantes
Alta letalidad
Buena
penetracin
Posibles cambios
sensoriales,
rechazo de los
consumidores a
esta tecnologa
Frutas y
hortalizas
enteras o
mnimamente
procesadas
Palekar et
al., 2002
QumicosDesinfectantes
y otras
sustancias
Facilidad de
aplicacin
buena
reduccin
Efectividad
variable segn el
tipo de sustancia
y producto
hortofrutcola
Frutas y
hortalizas
antes de
empacar o de
consumir
Beuchat
1998
BiolgicosCultivos
lcticos
Alternativa
natural
(antagonismo
vs. patgenos
y deterioro
Pueden alterar el
alimento si no se
controlan
adecuadamente
Productos
mnimamente
procesados y
refrigerados
Vescovo et
al., 1996
Schuenzal
y Harrison,
2002
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TRATAMIENTO POR ALTAS PRESIONES
El tratamiento de altas presiones aplicado a los alimentos se denominaPasteurizacin Hiperbrica o HPP (High Pressure Processing) .
Tambin suele llamrsele Alta Presin Hidrosttica (APH).
Alimentos en los que se aplica:
Productos crnicos tanto cocidos como curados
Pescados
Platos listos para comer
Zumos de frutas
En los productos de baja acidez (pH > 5) debe aplicarse en combinacin
con otros tratamientos: atmsfera modificada, congelacin.
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TRATAMIENTO POR ALTAS PRESIONES
Caractersticas:La presin aplicada se transmite de forma isosttica (uniformemente) y
casi instantneamente a todos los puntos del alimento
independientemente de su composicin, tamao y forma.
Medio presurizante: generalmente agua.
Las altas presiones se producen por: compresin directa, compresin
indirecta o calentamiento del medio presurizante.
Las condiciones generales son:
Presiones : 10 1000 MPa
Temperatura: 20 70 C
Tiempo: 1 30 min.
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SISTEMAS DE PRESURIZACIN
Se conocen tres procesos bsicos donde se utilizan altas
presiones:
Sistema de presin isosttica en fro (PIF) T ambiente
Sistema de presin isosttica templada (PIT) T 20 - 200 C
Sistema de presin isosttica caliente (PIC) T 200 C
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ESQUEM DE UN MQUINDE P STEURIZ CIN HIPERBRIC
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CAMBIOS OBSERVADOS EN LOS ALIMENTOS
Modificacin del volumen del sistema
Modificacin de la estructura del almidn y las protenas
Modificacin de la activacin enzimtica e inactivacin de
microorganismos
Condiciones de presiones en que se producen los cambios
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APLICACIONES DE ALTAS PRESIONES ENALIMENTOS
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APLICACIONES DE ALTAS PRESIONES ENALIMENTOS
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EFECTO DE LAS ALTAS PRESIONES SOBRE LAVIABILIDAD DE LOS MICROORGANISMOS
Depende de varias variables: presin, temperatura, tiempo, composicin
del alimento y m.o involucrado. Es una combinacin de varias acciones:
Cambios en la morfologa de la clula
- compresin del gas de las vacuolas
- alargamiento de las clulas y formacin de filamentos
- separacin de la pared celular de la membrana celular
- contraccin de la pared celular con la formacin de poros
- modificacin de los ncleos y los organelos intracelulares
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EFECTO DE L S LT S PRESIONES SOBRE LVI BILID D DE LOS MICROORG NISMOS
Modificaciones que afectan la permeabilidad de la membrana. Desnaturalizacin de enzimas esenciales para el desarrollo y
reproduccin de la clulas debido al desdoblamiento de cadenas
peptdicas.
Sensibilidad de los microorganismos:
Barfilos: crecen a presiones ligeramente mayores que los 50 MPa.
Barfobos: crecen a menos de 30 MPa.
Eubricos: crecen en el rango de 1 a 50 MPa.
Barduricos: sobreviven sin crecer en el rango de 50 a 200 Mpa.
Esta clasificacin varia de acuerdo a la especie en cuestin e incluso
entre cepas de la misma especie.
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EFECTO DE L S LT S PRESIONES SOBRE LVI BILID D DE LOS MICROORG NISMOS
Algunos sistemas enzimticos de los m.o que son inhibidos o
inactivados por las altas presiones:
deshidrogenasas .. Escherichia coli (100 MPa)
carboxipeptidasas Levaduras (400 Mpa)
ATPasa localizada en la capa de los fosfolpidos, involucrada en el proceso
de transporte activo a travs de la membrana.
Sensibilidad de los microorganismos:
bacterias G(-) >levaduras, mohos y bacterias G (+) >bacterias esporuladas
< 400 MPa 400 600 MPa 1000 MPa
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EFECTO DE LA COMBINACIN DE LAS AP CONOTROS FACTORES QUMICO - FSICOS
Clulasvegetativas
Esporasbacterianas
Temperatura Las altas presiones reducen la
termotolerancia
pH Aumenta la
susceptibilidad a
pH bajo
Aumenta la
susceptibilidad a
pH neutro.
Actividad acuosa Son menos susceptibles a las altas
presiones cuando se reduce la
actividad acuosa
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SENSIBILIDAD DE ALGUNOS PATGENOS ALAS ALTAS PRESIONES
RLPM: Reduccin logartmica de la poblacin
microbiana
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RLPM: Reduccin log. de la poblacin microbiana
SENSIBILIDAD DE ALGUNOS PATGENOS ALAS ALTAS PRESIONES
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VENTAJAS DEL TRATAMIENTO POR ALTASPRESIONES
No modifica el valor nutritivo y las propiedades organolpticas de los
alimentos.
Inactivacin / activacin de enzimas para retardar / acelerar
transformaciones enzimticas deseables. Modificacin de la estructura debido a cambios en la configuracin
proteica: ablandamiento de textura de carnes y pescados.
Inactivacin de ciertas enzimas.
No favorece la reaccin de Maillard y por ello impide pardeamiento no
enzimtico. Adems evita oxidacin lipdica en ciertos productos.
No produce residuos y tiene poco gasto energtico.
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DESVENTAJAS DEL TRATAMIENTO POR ALTASPRESIONES
Alto costo del equipo.
Hasta el momento no se pueden disear procesos continuos.
Imposibilidad de aplicacin en ciertos alimentos porque perderan su
forma y aspecto original (principalmente frutas y verduras).
Desconfianza del consumidor por lo novedoso del mtodo.