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CONSERVACION DE
ALIMENTOS
Inicialmente: Secado al sol y salado
Avance mayor tecnificación:•Temperatura•Aw
H•pH•Conservadores
DAÑO CONSIDERABLE EN LA CALIDAD
Aplicación de estos métodos por separado
Más frescosDe mayor calidadDe mayor convenienciaMás naturales
Nutricionalmente saludables y seguros
Con menos aditivos artificiales
Ready-to-eat
Los consumidores están demandando alimentos:
ALIMENTOS MÍNIMAMENTE PROCESADOS
Combinación inteligente de factores de conservación a
Frente a estas demandas surge
Donde se aplican
Combinación inteligente de factores de conservación a bajas dosis que representan obstáculos para el crecimiento
microbiano y que interactúan aditiva o sinergísticamente
TECNOLOGÍA DE OBSTÁCULOS O DE BARRERAS
Dosis bajas de varios factores aprovecha interacciones significativas
Menor pérdida de calidad y seguridad
Efecto barrera para controlar procesos de
deterioro
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Temperatura (alta o baja)
Actividad de agua (aw): puede ser reducida por deshidratación o por adición de solutos como sal, azúcar, y bajando la temperatura. Muy pocos microorganismos y ningún patógeno crece a aw menor que 0,7.
Acidez (pH): el descenso aumenta la estabilidad microbiológica. Se logra
OBSTÁCULOS CONVENCIONALES USADOS :
(p ) g gnaturalmente por fermentación o artificialmente por adición de acidulantes.
Sal. La adición de sal tiene como principal efecto la reducción de aw, pero tiene por sí misma efecto bacteriostático.
Potencial redox (Eh). Determina el crecimiento de microorganismos aerobios (Pseudomonas) o anaerobios (Clostridium) e influencia el color y flavor del alimento. Esta influenciado por la eliminación de aire (O2 ), la exclusión de luz, la adición de sustancias reductoras (ac. ascórbico), el crecimiento de bacterias, la presencia de nitrito, la temperatura y especialmente el pH.
Conservadores (Nitritos, sorbatos, sulfitos)
Barreras de Origen Microbiano (flora competitiva y/o cultivos Iniciadores). Las bacterias ácido lácticas son particularmente apropiadas en la conservación ya que reducen el pH, actúan como antagonistas o producen metabolitos antimicrobianos (bacteriocinas)
COMBINACIÓN DE FACTORES PARA LA CONSERVACIÓNDE ALIMENTOS
Frutas de humedad intermedia
Frutas de alta
humedad
Alimento vegetal
mínimamente procesado
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Selección, lavado, pelado y
cortado
2 min con t d
FRUTAS DE ALTA HUMEDAD AUTOESTABLES
Materia prima (mango, papaya, piña, durazno,
etc.)
Escaldado
EQUILIBRIOAdición de jarabe,
ácido fosfórico/cítrico, sorbato de potasio y
bisulfito de sodio
pH 3 0-4 1
vapor saturado y enfriado
con agua corriente
pH 3.0-4.1, aw = 0.94 - 0.98,
1,000-1,500 ppm SK150 ppm SO2
Envasado
En frascos de vidrio o en bolsas de PE, con suficiente jarabe para cubrir las piezas
de fruta
PAPAYA DE ALTA HUMEDAD AUTOESTABLE CONSERVADA POR MÉTODOS COMBINADOS
Selección de fruta, lavado y
pelado
Cortado en cilindros (2 2 cm diám 2 cm(2.2 cm diám., 2 cm
altura)
Deshidratación osmótica con
pulsos de vacío
10 min a 60 mbar y 50 min a presión
atmosférica
aw= 0 98 pH 3 5
Jarabe de sacarosa (60ºBx) con 5% ácido
cítrico y 0.1% de sorbatode potasio
(1:20 - fruta:jarabe)
aw= 0.98, pH 3.5, sorbato de potasio
500 ppm
Empacado en bolsas de polietileno
Temperatura dealmacenamiento recomendada,
25ºC máx.
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NUEVAS TECNOLOGIAS DE CONSERVACION
Menos agresivos (tratamientos no térmicos).
Menor consumo energético.
Vida útil más prolongada.
Eliminación de aditivos (E-)
Más efectivos contra los microorganismos, más seguros.
Que preserven las cualidades sensoriales del alimento.
Que preserven las cualidades nutritivas del alimento.
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OBSTACULOS NUEVOS O RECONSIDERADOS:
Pulsos eléctricos
Altas presiones
Calentamiento ÓhmicoCalentamiento Óhmico
Antimicrobianos naturales (especies, hierbas, extractos, microorganismos)
Atmósferas modificadas y/o controladas
Películas comestibles
Uso de flora competitivaUso de flora competitiva
Pulsos de luz
Ultrasonido
4000 kgPresión =Fuerza
Superficie
ALTAS PRESIONES
0 03
MPa
4 cm2
1000 bar = 100 MPa
0,03
0,1
100
1 atmosfera 0,101 MPa1,013 Bar1,033 kg/cm2
1000
360 000
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ALTAS PRESIONES
Principio: Aplicación de una presión de manera uniforme
(isostática) en todas las direcciones y casi instantánea a
todos los puntos del alimento.
100-800 MPa ≅ 10-80 atm
Transmitida inmediata y uniformemente a
todo el alimento (envasado al vacío)
El tiempo de aplicación de la presión puede
oscilar entre unos pocos minutos y algunas
horas, y la temperatura de tratamiento puede ir
de los –20 a los 90ºC.
Independencia del tamaño y geometría
Efecto uniforme en todo el alimento
Ventajas
Mínimo calentamiento
Reducción cambios químicos
No aditivos
Reducción de cambios en propiedades sensoriales y físicos
Conservación compuestos termolábiles
Tecnología efectiva, segura y limpia
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Generadores de altas presiones
Modo directo
Llenar el equipoIntroducir el alimentoCerrar el equipoPresión : pistónDespresurizarAbrir el equipo
Agua
Modo indirecto : mas utilizado
Bomba alta presion
Cierre del equipoLlenadoPresión (bomba)DespresurizarVaciado del equipoAbertura del equipo
Introducir el alimento
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600
700
25
30
0
100
200
300
400
500
Pres
sure
(MPa
)
0
5
10
15
20
25
Tem
pera
ture
(°C
)
00 240 480 720 960
Time (s)
0
Las 3 etapas del proceso altas presiones
Se comprime poco: 4% a 100 Mpa, 10% a 300 mPa y del 15% a 600 MPa, a una temperatura de 22ºC.
La compresión adiabática produce un aumento de 2 a 3°C por cada 100 MPa.
El punto de fusión disminuye con el incremento de la presión, -5°C a 70 MPa y
EFECTOS DE LA ALTA PRESIÓN SOBRE EL AGUA
-20°C a 200 MPa. Puede ser líquida a -20ºC.
Se disocia. El pH disminuye por la presión, pasando de 7 a 6,27 cuando la presión aumenta de 0,1 a 1000 MPa.
Los cristales de hielo formados bajo presión son de menor tamaño (menos pérdida de agua y estructura más homogénea)
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Estructura IVriaEstructura IIIraEstructura IIriaEstructura Ira
Efecto sobre proteinas
Ninguna modificación de la estructura Ira
Modificación de la estructura (IIria), IIIra, IVria
helix aLamina b
Efectos variables con el tipo de proteína y el proceso (T, P, pH)
Desnaturalizaciones reversibles para P ≤ 150 Mpa
Efecto sobre glucidos
Glucidos simples establesModificación glucidos complejos
Efecto sobre lipidosAumento de la temperatura de fusiónOxidación : ?
Efecto sobre vitaminasNinguno (vitamina C)
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El comportamiento de los sistemas bioquímicos bajo presión está gobernado también por el principio de Le Chatelier:
AP favorece las reacciones que implican una disminución de
volumen.
Efectos sobre los enlaces químicos
Interacciones electrostáticas ruptura interacciones iónicas
Interacciones hidrógeno poco sensibles a la presión
formación
Interacciones hidrofóbicasla presión favorece su ruptura
Otras (enlaces covalentes) : ningún efecto
- Desnaturalización de proteínas
- Agregación de proteínas
Mecanismos de inactivación
- Inactivación de enzimas
- Cambio de volumen en la células
- perturbación del balance fisico-químico de la célula
- permeabilidad de la membrana
bi d i ibl t l di l i t i d l él l- cambio de masa irreversible entre el medio y el interior de la célula
- daños a estructuras internas
- cambios morfológicos
- disminución del pH (agua y grupos ácidos)
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Efecto sobre microorganismos
Inactivación de bacterias, levaduras y mohos para P > 200 MPa (Gram
+ mas resistentes que Gram -)
Depende de las condiciones del proceso, del medio y del tipo de
microorganismos; fenómenos envueltos: permeabilidad de la membrana
La inactivación de las esporas es imposible para P<800 MPa yLa inactivación de las esporas es imposible para P<800 MPa y
temperatura ambiente : esterilización imposible (procesos combinados ?)
Consecuencias de los efectos sobre microorganismos
Estabilización de los alimentos
Almacenamiento al frío (actividades enzimaticas residuales)
Mantenimiento de las propiedades nutricionales y organolépticas
Sabor de alimento crudo
La reacción de Maillard no se desarrolla
"Descontaminación" de productos (ex. : Listeria free food, USDA)
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MATERIAL DE ENVASE: debe resistir cambio de volumen del medio
de presión (agua con agentes anticorrosivos o aceites sintéticos), sin
perder las propiedades de barrera ni la integridad del sellado
-Tipo y número de microorganismos
Formas vegetativas o esporuladas
Sensibilidad varía con la especie la cepa y la etapa de crecimiento
EFECTO BACTERICIDA DEPENDE DE:
Sensibilidad varía con la especie, la cepa y la etapa de crecimiento
- Magnitud y duración del tratamiento
> presión mayor mortalidad, > tiempo mayor mortalidad hasta un valor
determinado
- Temperatura del tratamiento
Resistencia máxima entre 15 y 30°C y disminuye a altas y bajas
temperaturas (cambios membrana y su fluidez)
- Composición del medio suspensión, pH
Medios nutritivos aumentan la tolerancia
Reducción Aw mejora la resistencia (engrosamiento membrana)
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APLICACION
Áreas de aplicaciónDescongelación de alimentos
Gelificación (proteínas)
Pasteurización de jugos y productos
E ld d d f d
Jugos y bebidas18 %
Pescadoy mariscos
19 %
Otros4 %
Escaldado de frutas y verduras
Productosde carne
26 %
Otros productosvegetales
33 %
Productos vegetales (desde 1990)
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Productos de carne y pescado
Mariscos
Recuperación de la carne de los bogavantes
Abertura de las ostrasAbertura de las ostras
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Frenos al desarollo :
Precio de los equipos ejemplos de modelos Nicolas Correa HyperbaricPrecio de los equipos, ejemplos de modelos Nicolas Correa Hyperbaric
Wave 6000/55 litros Wave 6000/150 litros Wave 6000/300 litros
Coste 528 k€ Coste 998 k€ Coste 1448 k€
Pero : coste de funcionamiento : entre 0,05 y 0,19 € / kg segúnel equipo, el llenado, el tiempo y la presión de Tratamiento
CAMPOS ELÉCTRICOS PULSANTES DE ALTA INTENSIDAD
Involucra la utilización de pulsos eléctricos de alto voltaje ( 20-80 kV) por cortos períodos de tiempo
(pocos microsegundos) en el alimento colocado entre dos electrodos
Inactivación de enzimas y
microorganismos
Mínimo calentamientoReducción cambios químicosNo aditivosReducción de cambios en propiedades sensoriales y físicosConservación compuestos termolábilesTecnología efectiva, segura y limpia
Ventajas
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10 mV Vc ~ 1 V
Mecanismos de inactivación microbiana
La inactivación se basa en la teoría de la ruptura eléctrica
Aplicación de CE a células biológicas produce un
t i l dif i l (V) Las membranas
Si el CE alcanza un valor crítico (Vc∼1V) = ruptura de la membrana celular
potencial diferencial (V) promovido por una mayor
separación de cargas electrostáticas a través de la
membrana
Las membranas biológicas pueden ser consideradas
un capacitor.Potencial normal de la membrana
10 mV.Contracción de la
membrana
Formación de poros que se llenan de solución conductora = descarga de la
membrana
Reversible: poros pequeños en relación a la membrana
Irreversible: si tamaño y numero de poros es grande = destrucción mecánica
Cuando el potencial transmembranal alcanza un valor crítico se produce la electroporación o formación de poros en la membrana celular
La aplicación de CE produce la desestabilización de la capa lipidica y las La aplicación de CE produce la desestabilización de la capa lipidica y las proteínas de membrana, por lo que la membrana se hace permeable a
pequeñas moléculas
El tamaño de poro incrementa con la intensidad del campo y la duración del pulso
![Page 17: Conservación de alimentos](https://reader034.vdocuments.co/reader034/viewer/2022042714/5571f76049795991698b4c98/html5/thumbnails/17.jpg)
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Efecto bactericida mejora con:
Número, duración y velocidad de pulsos
Mayor intensidad de campo
Mayor temperatura (desestabilización de la membrana)
Menor pH (transporte de H+, disminución del pH del citoplasma produce
desestabilización de la membrana)
Mayor resistencia eléctrica del alimento
Menor fuerza iónica:Menor fuerza iónica:
mayor capacidad dieléctrica
membrana mas estable a mayor fuerza iónica
Fase exponencial de crecimiento del mo (membrana mas fina)
Tipos de pulsos20–80 kV
Pulso de disminución exponencial Pulso cuadrado
Pulsos bipolares
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LOS ASPECTOS MÁS IMPORTANTES:
Generación de campos eléctricos pulsantes de alta intensidad
Diseño de cámaras para el tratamiento del alimento de tal manera que éste reciba un
tratamiento uniforme con un mínimo incremento de la temperatura
Diseño de electrodos para minimizar la electrolisisDiseño de electrodos para minimizar la electrolisis
TIPOS DE PRODUCTOS
Capaces de soportar PEF de alta intensidad sin producir ruptura dieléctrica (conductor).
La constante dieléctrica del alimento esta estrechamente relacionada a su estructura física
y composición química.
( )Líquidos homogéneos de baja conductividad eléctrica (ideal)
Alimentos sólidos, si la ruptura dieléctrica puede ser prevenida
Fluidos con burbujas, eliminar aire (arcos eléctricos dañan cámara y electrodos)
Sólidos sin burbujas
Tamaño de partículas limitado por la apertura a la región de tratamiento
EQUIPOS
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EQUIPOS-Cámaras de tratamiento
Estáticos
U-shapedpolystyrene
Continuos
Continuous treatment chamber with baffles
Cross-sectional view of a coaxial treatment chamber
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Continuous chamber with ion conductive membrane
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Alimentos líquidos: Jugos de frutas y hortalizas, Fluidos lácteos y huevo
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CALENTAMIENTO OHMICO
Corriente alterna de baja
Se hace pasar una corriente eléctrica a través del alimento. Debido a la resistencia eléctrica que ofrece el medio se calienta
frecuencia 50-60 HzPotencias de 5 KV
Q = I2 . R = σ . V2
σ= conductividad eléctrica
- Calentamiento rápido y uniforme – generación interna de energía (calentamiento volumétrico)
-Gastos operación bajo (90% E convertida en calor)
- Bajo daño térmico (no superficie caliente)
σ= conductividad eléctrica
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Flujo eléctrico, Temperatura, Tiempo
Velocidad calentamiento:
Efecto bactericida depende de
Aumenta con la conductividad eléctrica alimento
Aumenta con la temperatura del medio
Forma, tamaño, concentración y Cp de los sólidos
Viscosidad (mejora con agitación)
Orientación relativa de los electrodos
Los sólidos aislantes no se calientan por CO sino por conducción térmica: quesos, grasas, aire, alcohol, huesos
Contaminación por Electrólisis-Disolución de electrodos metálicos
Electrodos deben refrigerarse para evitar calentamiento excesivo
PROBLEMAS
Efecto térmicoMuerte microorganismos
Inactivación enzimática
EFECTOS SOBRE LOS ALIMENTOS
Pasaje electricidad produce efecto letal ????
Electroporacion a alto voltaje
![Page 23: Conservación de alimentos](https://reader034.vdocuments.co/reader034/viewer/2022042714/5571f76049795991698b4c98/html5/thumbnails/23.jpg)
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Menor tiempo que otros métodos
USOS EN ALIMENTOS
Blanqueado vegetales
Evita troceado para aumentar superficie contacto
Reduce perdida soluto (menor daño celular)
Efectos sobre la calidad
Mejor textura, flavor y retención de nutrientes que métodos
de calentamiento convencionales
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D tiempo de reducción decimal: tiempo (min ) para que la población original se reduzca a un décimo
Z incremento en la T par que el tiempo de reducción decimal disminuya a la décima parte
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Jugo de tomate, naranja y leche
Salsas, carnes, sopas