D. Pamela Jaramillo Dr. Ciencia de los Alimentos

Universidad Técnica de Ambato

LACONAL

Septiembre, 2013

Determinación de la vida útil de los alimentos

“El periodo de tiempo durante el cual un producto puede ser almacenado antes de que un elemento específico provoque que el producto no sea apto para su uso o consumo”

Principles and Methodologies for the

Determination of Shelf-life in Foods

Definición de vida útil del alimento

Es el conjunto de cualidades que hacen aceptables los alimentos a los consumidores. Estas cualidades incluyen tanto las percibidas por los sentidos (cualidades sensoriales): sabor, olor, color, textura, forma y apariencia, tanto como las higiénicas y químicas

http://es.wikipedia.org

Definición de calidad de los alimentos

New Zealand Food Safety Authority

Quiénes afectan la vida útil del producto?

New Zealand Food Safety Authority

Quiénes son los responsables de establecer la vida útil de un producto?

Productor Distribuidores Supermercados

Proceso de deterioro de los alimentos durante almacenamiento

Intrínsecos

Factores ambientales que influyen sobre la vida útil [microbiológica] de los alimentos

Extrínsecos

Calidad microbiológica de la materia prima pH y acidez Actividad de agua Potencial Redox Estructura biológica Compuestos antimicrobianos

Condiciones de tiempo/temperatura Composición de la atmosfera Humedad relativa Manejo del alimento

Altos niveles de contaminación microbiana inicial (material prima) reducen la vida útil del alimento

Efecto del pH y la acidez en la vida útil de los alimentos

pH : es una medida de la acidez del producto en función de la concentración de iones de hidrógeno 6.0 – 8.0 4.5 – 6.0 3.5 – 4.0

aw : relación que existe entre la presión de vapor de un alimento en relación con la presión de vapor del agua pura a la misma temperatura

Humedad relativa de equilibrio (ERH): HR en el aire que rodea a un alimento en la que el producto ni gana ni pierde su humedad natural

Importancia de la humedad y actividad de agua

Δaw

Patógenos aw <0.86

Importancia de la humedad y actividad de agua

Potencial reducción - oxidación influye sobre el crecimiento de determinados microorganismos

El potencial Redox *(Eh) es la capacidad del alimento de ganar o perder electrones. Determina si los m.o requieren oxigeno o no para crecer Aerobios +500 a +300 mV Anaerobios +100 a -250 mV Facultativos +300 a -100 mV

*Varía dependiendo del pH del alimento, crecimiento microbiano, condiciones de empaque, presión parcial del oxigeno, etc

La estructura biológica de los alimentos pueden proteger al alimento y alargar su vida útil

Eficiencia de estas barreras naturales están influenciadas por: - grado de maduración - daño físico - procesamiento

Compuestos antimicrobianos naturales o adicionados

- Alimentos con contenido de sustancias con actividad antimicrobiana - Aditivos

Intrínsecos

Factores ambientales que influyen sobre la vida útil [microbiológica] de los alimentos

Extrínsecos

Calidad microbiológica de la materia prima pH y acidez Actividad de agua Potencial Redox Estructura biológica Compuestos antimicrobianos

Condiciones de tiempo/temperatura Composición de la atmosfera Humedad relativa Manejo del alimento

Cómo influyen las condiciones de tiempo y temperatura de almacenamiento sobre la conservación

A bajas temperaturas:

- Inhibición de m.o por reducción de la velocidad de las reacciones intercelulares - Reduce la fluidez de la membrana citoplasmática

A altas temperaturas:

- Componentes de la célula se desnaturalizan - Inactivación de las enzimas

Composición del gas y disponibilidad de oxígeno

Almacenamiento y empaques que: - Controlen nivel de oxigeno

- Mantengan una alta concentración de CO2

Efecto sinérgico con pH, temperatura

Humedad relativa (RH) que rodea al alimento influye sobre la aw

Humedad relativa que rodea al alimento puede afectar su aw

Manejo del alimento – prácticas del consumidor

Manejo de los alimentos por parte del consumidor en casa influyen sobre la vida útil del producto. Ej: temperaturas refrigeración >5 °C

Métodos para determinar la vida útil de los alimentos

Directo Más utilizado Almacenar el producto en condiciones preseleccionadas por un tiempo determinado > a la vida útil esperada Controlar el producto a intervalos de tiempo regulares Único para cada tipo de producto Indirecto Emplea estudios de almacenamiento ‘acelerados’ y microbiología predictiva

Planificación del ensayo de la vida útil

Identificar causas de deterioro

Planificar el estudio de vida útil

Determinar la vida útil

Producto en el mercado

Seguimiento

Físicos Químicos Biológicos

Tipos de análisis, condiciones Cantidad y frecuencia Número de muestras Época de la evaluación

Criterio mas conservador

Cambios en el procesamiento

Ejemplo: determinación vida útil de manzana troceada empacada bajo diferentes atmósferas

Descripción del producto: manzanas lavadas, cortadas, descorazonadas y empacadas listas para el consumo. Tiempo de vida útil estimado varia entre algunos días hasta dos semanas

Shelf life assessment of food

by Nicoli, Maria Cristina. 2012

Ejemplo: determinación vida útil de manzana troceada empacada bajo diferentes atmósferas

Identificación causas de deterioro • manipulación • Bajo pH • m.o. ácido tolerantes • ¿patógenos? • m.o dominantes (106 cfu/g)

Evaluación a 4 °C del crecimiento de bacterias psicotrópicas, mesolíticas, acido lácticas, levaduras y hongos

Ejemplo: determinación vida útil de manzana troceada empacada bajo diferentes atmósferas

Ensayo: 100 g manzanas (variedad Granny Smith) empacadas bajo diferentes atmosferas (tres repeticiones) Ecuación modificada de Zwietering et al (1990) para determinar carga microbiana:

Y = K + A·exp – exp μmax .e (λ-t)+1 A

Donde, Y es log cfu/g a tiempo t; K es el nivel inicial de cada m.o. (log cfu/g); A es el crecimiento de bacterias máximo; μmax es la maxima tasa de crecimiento (log cfu/g/day); λ es la diferencia de tiempo (días), y t es tiempo (días)

Ejemplo: determinación vida útil de manzana troceada empacada bajo diferentes atmósferas

Evaluación vida útil método indirecto

Permiten predecir la vida útil del producto sin necesidad de hacer evaluaciones durante todo el tiempo de vida del producto – alimentos vida útil larga Estudios de vida útil acelerados [deliberadamente se incrementa la tasa de deterioro - ↑ T° para estimar vida útil bajo condiciones normales]

Modelos predictivos [uso de ecuaciones matemáticas para predecir crecimiento microbiano bajo condiciones definidas]. Resultados tienen que ser verificados mediante ‘challenge tests’ o ensayo de vida útil

Empleo del Q10 para estimar vida útil

Q10 es el factor al cual la tasa (R)* de un reacción aumenta por cada 10 °C de incremento en la temperatura (T). Los valores de Q10 comúnmente usados (2-4) se basan en las energías de activación (Ea) de las reacciones a temperatura ambiente (25 °C). Ej: Q10 de 2 corresponde a una Ea de 12.2)

Ejemplo del cálculo del valor Q10

Diferentes ratios de velocidad de la reacción a diferentes temperaturas

Cálculo de Q10

Tasa de ‘envejecimiento’ acelerado (A) y duración del tiempo acelerado de envejecimiento (B)

Donde, Ta es la temperatura ambiente; Te es la temperatura elevada y Q10 es la tasa de reacción.

B = Tiempo real deseado/A

Ej: si el tiempo deseado de vida útil de un producto es 1 año, la temperatura elegida para evaluación es de 55 °C y Q10 es 2:

A

‘Challenge tests’

Se emplean para determinar si la formulación de un alimento en condiciones de almacenamiento puede controlar el crecimiento de m.o (patógenos, si están presentes) durante la vida útil del producto Conocer las características del alimento Microbiota natural Cultivo del microorganismo Inoculación del patógeno [ej: 102-103 cfu/g] Determinar nivel inoculado Medir la reducción de la carga durante el tiempo Condiciones similares a la realidad

• Pack date • Sell by date • Best if Used by Date • Use by date • Freeze by date

Nomenclatura empleada para describir vida útil

En resumen…

• Ensayos de vida útil pueden ser complejos y deben ser específicos para cada tipo de producto [objetivo] •Es necesario tener información detallada sobre el producto para establecer los parámetros de evaluación de la vida útil •La medición de la actividad de agua es critica para los estudios de vida útil •Los métodos directos son más precisos y deben ser usados siempre para productos perecibles •Los estudios de vida útil acelerados pueden ser usados para estimar la vida de productos con larga duración

Literatura recomendada

•Labuza, Theodore Peter. Open Dating of Foods. 2001 •Labuza, Theodore. Shelf-life dating of foods. 1982 •Nicoli, Maria Cristina. Shelf life assessment of food. 2012 http://pmp.arserrc.gov/PMPOnline.aspx?ModelID=9&Aerobic=False