tecnologias emergentes en la consevacion de alimentos (tecnologias no termicas)

Grupo de Investigaciones Mellitopalinologicas y Propiedades Fisicoquímicas de Alimentos

Universidad del Tolima Colombia

TECNOLOGÍAS EMERGENTES EN LA CONSERVACIÓN DE ALIMENTOS (TECNOLOGÍAS NO TÉRMICAS)

Pedro A. Martínez GutiérrezGrupo de Investigaciones Mellitopalinológicas y Propiedades

Fisicoquímicas de Alimentos Seminario de Formación Académica

Ibagué Tolima Colombia Mayo 27 de 2010 Sala de Conferencias Departamento de Química



↑ Contenido en Agua

Vitaminas

Minerales

Carbohidratos

Aromas y Pigmentos



TRATAMIENTOS TERMICOS

ºT = 60 - >100 ºC.

t = pocos segundos – algunos minutos.



TECNOLOGÍAS EMERGENTES EN LA CONSEVACIÓN DE ALIMENTOS

1. Altas Presiones

2. Ultrasonidos

3. Campos Eléctricos

4. Pulsos de Luz

5. Irradiación



1. ALTAS PRESIONES

Se entiende por altas presiones, las presiones comprendidas entre 100 y 1000 MPa..

ALTA PRESIÓN DINAMICA

ALTA PRESIÓN ESTATICA

Incremento de presión en un tiempo muy corto (milésimas de segundo) como consecuencia de una explosión que genera una onda de choque (> 100 MPa).

Inactivación de microorganismos y el ablandamiento de ciertos tejidos, como carne, por ruptura de la estructura celular

Se basa en someter a un producto a elevados niveles de presión hidrostática (100-1000 MPa) de forma continua durante un cierto tiempo (varios minutos). A este tipo tecnología se la denomina comúnmente altas presiones hidrostáticas



ALTAS PRESIONES HIDROSTÁTICAS

Le Chatelier

Ley de Pascal

Cualquier fenómeno (reacciones químicas, cambios moleculares, etc.), que va acompañado de disminución de volumen sufre un incremento al aumentar la presión, y viceversa

Una presión externa aplicada a un fluido confinado se transmite de forma uniforme e instantánea en todas las direcciones.



ALTAS PRESIONES HIDROSTÁTICAS

Discontinuo Semicontinuo

Productos líquidos o sólidos ya envasados.



Semicontinuo

Productos alimentarios que pueden ser bombeados.



EFECTO DE LAS ALTAS PRESIONES HIDROSTÁTICAS

Disminución de la síntesis de ADN.

Aumento de la permeabilidad de las membranas celulares.

Desnaturalización de biopolímeros y proteínas.

Inactivación de enzimas.

Las celulas vegetativas en fase de crecimiento son mas sensibles que las vegetativas en fase latente. > 200 MPa

Microorganismo Características de Proceso

Gram + 500 – 600 MPa / 25ºc / 10 min.

Gram - 300 – 400 MPa / 20ºc / 10 min.

Levaduras y Hongos 200 – 300 MPa

Esporas > 1000 MPa

Virus (Bacteriófagos) 300 – 400 MPa

VIH 400 – 600 MPa / 10 min

Los virus inactivados por altas presiones conservan sus carectirsticas inmonogenticas, hecho que posibilitaria la obtencion de vacunas mediante este tratamiento.



FACTORES A TENER EN CUENTA

Tipo de microorganismos (familia, Especie, Cepa)

Fase de crecimiento en la que se encuentre

Temperatura, presion y tiempo del tratamiento.

pH y compisicion del medio.

No se presentan alteraciones significativas en aromas ni valor nutricional del producto.

Se pueden presentar cambios de y de apariencia y modificacion en la textura.




1. Altas Presiones

2. Ultrasonidos


4. Pulsos de Luz

5. Irradiación



2. ULTRASONIDOS

Los Ultrasonidos son ondas acústicas inaudibles que cubren un rango de frecuencias que va desde aproximadamente los 16 kHz hasta los 1010 ó 1011 Hz, es decir, hasta las frecuencias asociadas a longitudes de onda comparable con las distancias intermoleculares.

ALTA INTENSIDAD

BAJA INTENSIDAD Aquellas en las que las ondas ultrasónicas son utilizadas para obtener información sobre el medio en el que se propagan sin que se produzca alteración en el mismo.ALTA INTENSIDAD

BAJA INTENSIDAD Las aplicaciones de alta intensidad, o de potencia, son aquellas en las que el objetivo es producir efectos permanentes en el medio utilizando la energía ultrasónica.



CAVITACIÓNEl efecto conservador de los ultrasonidos está asociado a los fenómenos complejos de cavitación gaseosa, que explican la generación y evolución de microburbujas en un medio líquido.La cavitación se produce en aquellas regiones de un líquido que se encuentran sometidas a presiones de alta amplitud que alternan rápidamente.

MICROBURBUJAS Tamaño aumenta miles de veces

IMPLOSIÓN Liberación de toda la energía acumuladaIncrementos de temperatura instantáneos

EFECTO CONSERVADOR DE LOS ULTRASONIDOS



MANOSONISACIÓN

Aplicación de ultrasonidos y tratamientos térmicos suaves (<100 ºC, habitualmente entre 50 -60 ºC)

Utilizada en procesos de secado en combinación con aire caliente debido a que introduce variaciones de presión en la interfase gas/líquido aumentando la tasa de evaporación.

Combinación con incrementos de presión (< 600 MPa).

Particularmente eficaces en la esterilización de mermeladas, huevo líquido, y en general, para prolongar la vida útil de alimentos líquidos

TERMOULTRASONISACIÓN



Amplitud de las ondas

Identificación de los mecanismos de inactivación

Estudiar la influencia de los factores críticos de procesado

Estudiar el efecto sobre las propiedades de los alimentos

Identificar los patógenos resistentes

Estudiar cinéticas de destrucción

Determinar los factores críticos del proceso





1. Altas Presiones

2. Ultrasonidos


4. Pulsos de Luz

5. Irradiación



3. CAMPOS ELÉCTRICOS

Consiste en aplicar al alimento pulsos de decenas de miles de voltios, pero en tiempos extremadamente breves (mseg o seg). El efecto de estos pulsos es provocar diferencias de potencial en las membranas celulares, y cuando se alcanza un valor crítico se forman unos poros en las membranas, cambia su permeabilidad y se produce pérdida de material celular y muerte del individuo

POTENCIAL TRANSMEMBRANADiferencia de potencial entre ambos lados de la mebrana. VALOR CRITICO

ELECTROPORACIÓN Formación de pros irreversible en la membrana celular.



Se le denomina pasterización fría.

Su uso está limitado a productos bombeables, capaces de conducir la electricidad y exentos de microorganismos esporulados.

Los alimentos más idóneos para este tratamiento son: leche, huevo líquido, zumos de frutas y concentrados, sopas y extractos de carne.




Uso está limitado a productos bombeables, capaces de conducir la electricidad. (conductividad, viscocidad, pH)

Factores Microbianos (Tipo, concentración)

No produce ningún efecto sobre enzimas.




1. Altas Presiones

2. Ultrasonidos


4. Pulsos de Luz

5. Irradiación



5. PULSOS DE LUZ

Aplicación de pulsos o destellos de luz de gran intensidad de corta duración sobre la superficie del alimento que se quiere tratar.

La intensidad de los pulsos varía entre 0.01 y 50 J/cm2 (aproximadamente unas 20.000 veces superior a la radiación solar sobre la superficie terrestre). La duración de cada pulso es de 200- 300 ms y la frecuencia es de 1 a 20 s-1



FOTOQUÍMICOSOriginan modificaciones en el ADN, en las membranas celulares y en los sistemas de reparación y enzimáticos.

FOTOTÉRMICOSProducen un incremento de la temperatura momentáneo en la superficie tratada

Para la inactivacion de microorganismos, se necesita una fuerza de campo electrico de 25 KV/cm

Se ha comprobado que actúa tanto sobre formas vegetativas como sobre esporas de resistencia, así como en procesos enzimáticos implicados en el deterioro del alimento.

Reduccion de la poblacion microbiana

Materiales de envasado

Equipos de procesado

Equipos de envsado



Su poder de penetración es relativamente bajo por lo que se trataría de un tratamiento de superficie.

Las longitudes de onda mas cortas en el rango de UV de 200-320 nm son agentes inactivantes mas eficientes que las longitudes de onda mas largas debido a sus mayores niveles de energia.

INACTIVACIÓN DE M.O.

Modificaciones químicas y en la división del DNA.

Destrucción de membranas y proteínas.

Motilidad (E. Coli)

Efecto Domino




1. Altas Presiones

2. Ultrasonidos


4. Pulsos de Luz

5. Irradiación



6. IRRADIACIÓN

• Forma de energía que procede de alguna fuente.RADIACIÓN

• Exposición de algo a una fuente que proyecta una cierta cantidad de energía.

IRRADIACIÓN



Proceso tecnológico que aplica la radiación ionizante a un alimento con la finalidad de mejorar la estabilidad durante prolongados periodos de almacenamiento.

6. IRRADIACIÓN

El tratamiento puede ser aplicado a los alimentos en su forma comercial, a granel o envasados, con diferentes propósitos tales como:

Prevención de la germinación y brote de papas, cebollas y ajos.

Eliminación de insectos que infestan granos, fruta seca, vegetales o nueces.

Retardar la maduración y el envejecimiento de frutas y vegetales.

Prolongación de la vida útil y prevención de las enfermedades producidas por alimentos, al reducir el número de microorganismos viables en carne, pollo y pescados.

Reducción de microorganismos en especias y hierbas



Dosis Aplicada Energia Absorbida Objetivo

Dosis Bajas Hasta 1 kGy Inhiben la brotación.Controlan la presencia de insectos.Controla la infestación con parasitos.Restrasan la maduración.

Dosis Medias 1 kGy a 10 kGy Prolongan la vida util.Reducen la carga microbiana.Pasteurizan en frio.

Dosis Altas 10 kGy a 60 kGy Esterilizan.Eliminan virus.

10 kGy La irradiación de los alimentos hasta una dosis media global de 10 kGy no crea problemas especiales de orden nutricional o microbiológico.



EFECTO PRIMARIO

EFECTO SECUNDARIO RADIOLISIS

EFECTO PRIMARIO ó DESESTABILIZACIÓN

La energía radiante emitida produce ionizaciones -rupturas y pérdida de la "estabilidad" de los átomos y/o moléculas- del alimento con el que interaccionan.

EFECTO SECUNDARIO

Aparecen iones y radicales libres que se combinan entre sí o con otras moléculas para formar sustancias ajenas a la composición inicial del producto.

RADIOLISIS

La radiolisis produce alteraciones del DNA y formación de radicales a partir de las moléculas de agua con elevado potencial reductor y oxidante.

La radiación provoca una alteración cromosómica celular, de tal manera que el microorganismo no se puede dividir; no obstante, las dosis que evitan la proliferación pueden provocar mutaciones en la descendencia.



Evitan o sustituyen el uso de tratamientos químicos

Las dosis se pueden ajustar y se pueden obtener efectos equivalentes a una pasteurización.

A niveles bajos no provoca cambios organolépticos

No deja residuos

Apenas producen calor, por tanto puede utilizarse sobre alimentos congelados

Puede aplicarse sobre alimentos envasados, por tanto, evita el riesgo de contaminaciones posteriores.

VENTAJAS DE LA IRRADIACIÓN



DESVENTAJAS DE LA IRRADIACIÓN

Provoca rechazo por su nombre.

No se puede usar en todos los productos.

No desactiva enzimas ni toxinas.

Algunas dosis provocan cambios organolépticos..



CONCLUSIONES

Las tecnologías emergentes de procesado en la industria alimentaria representan el medio para satisfacer las tendencias establecidas a largo plazo en las demandas del consumidor para la comodidad, variedad y calidad de los productos alimentarios.

El desarrollo de nuevas tecnologías y la utilización en conjunto de estas permitirán a la industria alimentaria la posibilidad de fabricar productos de gran calidad y de alto valor añadido que cumplan con las futuras demandas del consumidor.



“La unión hace la fuerza”

Publicidad política NO pagada

tecnologias emergentes en la consevacion de alimentos (tecnologias no termicas)

Documents