trabajo colaborativo 2 final
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REFRIGERACIÓN APLICADA A LA INDUSTRIA DE ALIMENTOS
TRABAJO COLABORATIVO 2
ESTUDIANTES:
DOUGLAS ELIAS AMAYA SIERRA
COD: 77.010.657
JORGE ELIECER OROZCO C.
C.C 80’495.407
JOSE LUIS SABOGAL P
C.C 80.756.972
ALEJANDRO MARTINEZ OCHOA
74379225
TUTOR
JAIME ERNESTO NARVAEZ
GRUPO: 201062_6
UNIVERSIDAD NACIONAL A BIERTA Y A DISTANCIA UNAD
ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS TECNOLOGÍAS E INGENIERÍAS
PROGRAMA DE INGENIERÍA DE ALIMENTOS
2012 - II
INTRODUCCION
La única forma de preservar la calidad de los alimentos es mediante la aplicación de
frío. Existen otros métodos de preservación, que extienden la vida útil de los alimentos,
pero que afectan sus cualidades como contenido nutricional, sabor, color, textura y olor.
De esta forma, la refrigeración cuenta con una gran ventaja sobre otros métodos de
conservación, pero para que sea totalmente exitosa debe ser aplicada durante toda la
vida de un producto, desde su recolección hasta instantes previos a ser consumido. A
esta aplicación continua de frío se le denomina la cadena del frío.
Esta cadena comprende sistemas de almacenamiento refrigerado, estáticos y móviles,
además de los procesos logísticos para garantizar que un alimento, fácilmente
corruptible, siempre esté a la temperatura que requiere, en cada una de sus etapas.
Consecuentemente, se puede hablar de los 5 eslabones que componen la cadena del
frío: producción, almacenamiento, transporte, distribución y refrigeración doméstica
APLICACIÓN DE BAJAS TEMPERATURAS EN LOS ALIMENTOS
Conservación de alimentos por aplicación de bajas temperaturas
El frío constituye una técnica de conservación ampliamente difundida en la industria de
los alimentos. A diferencia de otras técnicas de conservación, las bajas temperaturas
permiten obtener productos con características similares a las del producto original, lo
que resulta de especial importancia para su consumo de manera directa. Así mismo
constituye una adecuado medio de conservación para las materias primas y los
productos derivados de la industria alimentaria1.
Cadena de frío
La cadena de frío es un proceso por el cual se busca mantener la temperatura óptima
de conservación de los alimentos que requieren ser congelados o mantener una
temperatura baja como los cárnicos, los lácteos y sus derivados, entre otros.
Este sistema está formado por cada uno de los pasos que constituyen el proceso de
refrigeración o congelación necesario para que los alimentos perecederos o congelados
lleguen de forma segura al consumidor. Incluye todo un conjunto de elementos y
actividades necesarias para garantizar la calidad y seguridad de un alimento, desde su
origen hasta su consumo.
1 http://www.quiminet.com/ar8/ar_bcBu-conservacion-de-alimentos-a-bajas-temperaturas.htm
Se denomina "cadena" porque está compuesta por diferentes etapas o eslabones. Los
cinco eslabones que la componen son
El frío en la fase de producción
El frío en el almacenamiento
El frío en los transportes
El frío en la fase de distribución
El frío doméstico
Si alguno de los puntos de la cadena de frio llegara a verse comprometido, toda ella se
vería afectada perjudicando la calidad y seguridad del producto. Por el contrario, una
cadena de frio que se mantiene intacta durante la producción, transporte,
almacenamiento y venta garantiza al consumidor que el producto que recibe se ha
mantenido en un rango de temperatura de seguridad en el que los microorganismos,
especialmente los más perjudiciales para la salud si es que existieran, han detenido su
actividad. Además, una temperatura de conservación adecuada preservará las
características del alimento tanto organolépticas como nutricionales. Por tanto, el
parámetro físico fundamental que caracteriza estas condiciones es la temperatura de
los productos sometidos al frío. Esta temperatura deberá ser mantenida lo más
constante posible, en un valor determinado, a lo largo de la cadena de frío.
Otro aspecto de importancia en la cadena de frío es el papel de los equipos de
refrigeración utilizados y de las técnicas especializadas del frío, así como del transporte
frigorífico que enlazará los distintos eslabones de la cadena de frío.
El frío en la producción: Este eslabón de la cadena de frío es muy importante para
asegurar una adecuada calidad final del producto. Para la recolección de frutas y
verduras se deberán realizar operaciones de pre – refrigeración de frutos delicados,
conservación a corto y mediano plazo de frutos resistentes y refrigeración y/o
congelación de hortalizas.
El proceso de pre – enfriamiento alarga la duración del producto al reducir:
El calor del campo
La tasa de respiración y el calor generado por el producto
La velocidad de maduración la pérdida de humedad (Agotamiento y
marchitamiento)
La producción de etileno (Gas que genera el producto durante la maduración)
La difusión de la pudrición
La selección del método de pre – refrigeración depende de la naturaleza, valor y calidad
del producto, así como del costo y mano de obra, equipo y materiales.
Entre los métodos de pre – refrigeración se incluyen los siguientes:
Enfriamiento en cámara
Enfriamiento por aire a presión o por compresión húmeda
Enfriamiento por agua helada
Enfriamiento por vacío
Enfriamiento por hidrovacío
El frío en almacenamiento: para este eslabón, en los cuartos de almacenamiento o
cámaras de refrigeración se deberá controlar la temperatura ya que las variaciones en
la temperatura deseada pueden ser perjudiciales. Las cámaras de refrigeración deberán
estar suficientemente aisladas, y tener un equipo de refrigeración adecuado. Las
condiciones óptimas para un producto ya sea para periodos de tiempo cortos o largos,
dependerá de la naturaleza de cada producto, del tiempo de almacenamiento y se si el
producto está o no empacado. Una temperatura incorrecta de almacenamiento trae
como consecuencia una baja calidad del producto y un tiempo más corto de vida útil del
producto.
Por otro lado, la importancia de la humedad relativa durante el almacenamiento
depende principalmente del producto y de si está empacado o no. Los productos
cuando son almacenados en cámaras pierden rápidamente humedad, con frecuencia
se produce neblina en las cámaras de refrigeración cuando la temperatura del producto
y la presión de vapor son altas.
El frío en los transportes: el traslado de los productos desde los lugares de
producción a los lugares de almacenamiento intermedio y posteriormente su
distribución se llevará a cabo por medio de vehículos frigoríficos o contenedores
marítimos o aéreos.
El frío en la fase de distribución: en este eslabón el envío de los productos
alimenticios debe transportarse siempre en vehículos frigoríficos o con suficiente
aislamiento cuando sea por un desplazamiento de corta duración. Las empresas
fabricantes y proveedoras responsables deben disponer de termómetros bien visibles
en todas las etapas, muy especialmente en los momentos de su traslado.
La producción y la aplicación del frío en la comercialización de alimentos perecederos
implica el cumplimiento de aspectos de mucha importancia; los productos alimenticios
de esta categoría inicialmente de buena calidad, deben estar sometidos
ininterrumpidamente a la acción del frío desde la post-cosecha hasta el consumo o su
utilización por la industria. Por tal motivo, es necesario disponer de adecuadas
instalaciones de almacenamiento en las zonas de producción, en los centros de abasto,
o bien en las industrias procesadoras de alimentos; así como, el contar con transporte
especializado con temperatura regulada y con los medios apropiados de distribución
para la venta al detalle.
La cadena de frío será más débil cuando más larga sea y cuando mayor sea el número
de manipuladores de un lugar refrigerado a otro. Toda ruptura de esta cadena es
irreversible. Ello ocasionará una degradación más o menos importante de las
cualidades higiénicas, organolépticas y nutritivas de los productos alimenticios tratados
por el frío.
Por tanto, cuando no se mantiene la cadena de frío, es decir, las instituciones
encargadas no realizan el proceso exigido por la cadena de frio, están potenciando un
problema de salud pública, como la proliferación de micro organismos, cambios en
color, sabor, olor, textura del alimento (calidad organoléptica), con lo cual se pueden
ocasionar infecciones o intoxicaciones en la población atendida.
EFECTO DE LA REFRIGERACIÓN Y LA CONGELACIÓN SOBRE LA VELOCIDAD
DE LAS REACCIONES QUÍMICAS Y ENZIMÁTICAS
Las temperaturas bajas se usan para retardar las reacciones químicas y la acción de
las enzimas y retrasar o inhibir el crecimiento y actividad de los microorganismos que se
encuentran en los alimentos. El tiempo de almacenamiento, sin embargo, es limitado,
siendo crítica para ciertos alimentos la temperatura de almacenamiento.
Como vemos entonces, las velocidades de reacción son generalmente sensibles a la
temperatura. En el caso de las reacciones biomoleculares, un aumento de 10º C
incrementa su velocidad entre 1,5 y 5 veces. Para explicar este hecho se postuló que
al acrecentar la temperatura aumenta la fracción de moléculas capaces de tener una
energía suficiente para alcanzar un "estado activado" que luego se transforme en
producto de la reacción por formación o ruptura de enlaces químicos.
Se admite que las únicas moléculas que reaccionan son aquellas que al chocar llevan
consigo una energía mayor que un cierto valor mínimo. A este valor de energía
necesaria se lo denomina energía de activación y es un factor de suma importancia
para determinar la magnitud de la velocidad de reacción.
La refrigeración y congelación se diferencian fundamentalmente por la Temperatura que
se alcanza en el proceso. En la refrigeración se trabaja a Temperaturas ligeramente
superiores al punto de congelación de los jugos celulares (para frutas y verduras de 4 a
-2 º C) con lo cual la célula no muere2.
En el caso de la refrigeración, al no morir la célula, su actividad vital aunque muy
minimizada, continúa, por lo que después de períodos de almacenamiento muy
prolongados, el producto puede sufrir modificaciones bioquímicas que lo hayan
deteriorado. En este método de conservación los cambios químicos y enzimáticos no se
evitan pero se retardan considerablemente.
En la congelación se consiguen mejores garantías de conservación, pues la actividad
enzimática está prácticamente paralizada, no obstante, hay que aclarar que la
destrucción de enzimas no es absoluta sino que se paraliza por varios días más.
Como se dijo, con la congelación el retarda miento de la acción enzimática es más
rápido. Por lo tanto, se puede suponer que los alimentos rápidamente congelados al
descongelarse tienen unas características más semejantes a las del alimento original
que los que se congelaron lentamente. Además de esto, retrasa muy pronto las
reacciones químicas, deteniendo así, el crecimiento microbiano.
En las enzimas un aumento en la temperatura provoca un aumento de la velocidad de
reacción hasta cierta temperatura óptima, ya que después de aproximadamente 450 C
se comienza a producir la desnaturalización térmica. Las enzimas de muchos
mamíferos tienen una temperatura óptima de 370 C, por encima de esa temperatura
comienzan a inactivarse y se destruyen. Sin embargo existen especies de bacterias y
2 http://www.quiminet.com/ar4/ar_vcdadvc-refrigeracion-y-congelacion-de-alimentos.htm
algas que habitan en fuentes de aguas termales y en el otro extremo ciertas bacterias
árticas tienen temperaturas óptimas cercanas a 00 C.
Cinética de las reacciones químicas y enzimáticas3
Cinética de las reacciones químicas:
Una reacción química tiene dos características de importancia: la posición de equilibrio
(estabilidad de la concentración de productos y reactivos) y la velocidad de reacción
(las reacciones tienen por objeto determinar el mecanismo y la velocidad con que
interaccionan las moléculas bajo determinadas condiciones).
La velocidad de una reacción química puede medirse como la velocidad de formación
de uno o más de su productos o bien la velocidad de utilización de sus reactivos.
Intuitivamente podemos suponer que al aumentar la concentración de los reactivos la
probabilidad de interacción de los mismos aumenta conjuntamente con la velocidad
que procede tal reacción. Ambas variables (velocidad de reacción y concentración de
los reactivos) son directamente proporcionales
La importancia de determinar el orden de una reacción química radica en que a partir
de ese parámetro puede obtenerse información sobre el mecanismo molecular en que
opera.
Para que una reacción química tenga lugar se debe superar el valor de la energía de
activación. Una vez vencida esa barrera el sistema evoluciona de forma tal que llegará
al estado final de la reacción. La velocidad de reacción podría incrementarse de dos
maneras: aumentando la concentración del "complejo activado" o eventualmente
disminuyendo la energía de activación. Este último mecanismo es el que se pone de
manifiesto cuando se emplea determinadas sustancias llamadas catalizadores. Estas
sustancias aceleran las reacciones químicas disminuyendo la energía libre de
activación, se combinan con los reactivos para producir un estrato de transición de 3 http://soko.com.ar/Biologia/Enzimas.htm
menor energía que el estado de transición de la reacción no catalizada. Cuando los
productos de la reacción se forman, se regenera el catalizador al estado libre.
Las reacciones químicas en sistemas biológicos raramente ocurren en ausencia de un
catalizador. Estos catalizadores se denominan enzimas y son en su totalidad moléculas
de naturaleza proteica (aunque ha habido estudios acerca de enzimas de naturaleza
glucosídica).
Cinética de las reacciones enzimáticas:
En principio, las consideraciones generales de la cinética química pueden aplicarse a
las reacciones catalizadas enzimáticamente, aunque estas últimas tienen la
particularidad de mostrar el fenómeno de saturación por el sustrato.
A una concentración constante de enzima, según el gráfico de la velocidad de la
reacción catalizada enzimáticamente en función de la concentración del sustrato, es
evidente que a bajas concentraciones del mismo la velocidad de formación de
producto es proporcional a la concentración del sustrato. A medida que se aumenta la
concentración de sustrato se aprecia una pérdida de la proporcionalidad, en esta zona
la reacción es de orden mixto y finalmente, a altas concentraciones, la velocidad de la
reacción es independiente de esta.
Como sabemos el sustrato se une a la enzima en una región determinada del mismo
llamada sitio activo. El fenómeno de saturación junto con otras evidencias llevaron a
postular la existencia de un complejo enzima – sustrato (E – S) como etapa previa a la
formación de productos.
En 1913 Lenor Michelis dedujo la relación entre la velocidad máxima (vm) de una
reacción catalizada enzimáticamente en términos de la formación del complejo E – S.
En base a estas consideraciones es lógico suponer que a altas concentraciones de
sustrato, todos los sitios activos de la enzima están ocupados y por lo tanto la
velocidad alcanza un máximo. El modelo propuesto sirve de base para explicar las
propiedades de la mayoría de las enzimas y como se dijo antes asume la existencia
de un complejo E – S como intermediario en la catálisis.
Ley o modelo de Arrhenius
En 1888, el químico sueco Svante Arrhenius sugirió que las moléculas deben poseer
una cantidad mínima de energía para reaccionar. Esa energía proviene de la energía
cinética de las moléculas que colisionan. La energía cinética sirve para originar las
reacciones, pero si las moléculas se mueven muy lento, las moléculas solo rebotarán al
chocar con otras moléculas y la reacción no sucede. Para que reaccionen las
moléculas, éstas deben tener una energía cinética total que sea igual o mayor que
cierto valor mínimo de energía llamado energía de activación (Ea). Una colisión con
energía Ea o mayor, consigue que los átomos de las moléculas alcancen el estado de
transición. Pero para que se lleve a cabo la reacción es necesario también que las
moléculas estén orientadas correctamente. La constante de la rapidez de una reacción
(k) depende también de la temperatura ya que la energía cinética depende de ella. La
relación entre k y la temperatura está dada por la ecuación de Arrhenius:
O, también, expresada en forma de logaritmos neperianos:
Donde A es el factor de frecuencia de la materia prima con la presión.
EFECTO DE LA REFRIGERACIÓN Y LA CONGELACIÓN SOBRE EL CRECIMIENTO
DE LOS MICROORGANISMOS
Todos los microorganismos tienen una temperatura óptima de crecimiento. Esto
significa que a determinada temperatura la velocidad de duplicación (o la velocidad de
crecimiento poblacional) de los microorganismos es mayor.
Hay que tener en cuenta que no todos los microorganismos crecen en el mismo rango
de temperaturas:
Clasificación Rango Optima
Termófilos 25 - 80 °C 50 - 60 °C
Mesófilos 10 - 45 °C 20 - 40 °C
Psicrófilo -5 - 30 °C 10-20 °C
Generalmente las especies bacterianas crecen a intervalos de temperatura bastante
reducidos, entre 15 y 45 ºC (condiciones mesófilas), decreciendo la biodegradación por
desnaturalización de las enzimas a temperaturas superiores a 40 ºC e inhibiéndose a
inferiores a 0 ºC.
A temperaturas inferiores a la óptima, la velocidad de crecimiento de los
microorganismos disminuye y los periodos de latencia se alargan mucho.
A una temperatura favorable un solo microorganismo se multiplica cada veinte minutos
y, a las siete horas, se pueden haber reproducido.
La temperatura es uno de los factores externos de los alimentos que tiene mayor
relación con la inocuidad de estos, tanto en los procesos de conservación como en los
tratamientos térmicos para la destrucción de los microorganismos que pueden afectar
su calidad.
Los conocimientos sobre los parámetros de temperatura que facilitan la destrucción de
los microorganismos o limitan su desarrollo constituyen una de las bases de la
formación técnica del personal responsabilizado con la prevención de las enfermedades
transmitidas por alimentos.
- A una temperatura de refrigeración (0 - 5º C) los organismos psicrófilos crecen más
rápidamente que los mesófilos. Por tanto, la baja temperatura supone un factor de
selección de la flora del alimento de gran importancia. Cuando se enfría rápidamente un
alimento muchas de las bacterias mesófilas que normalmente resistirían la temperatura
de refrigeración, mueren como consecuencia del «choque de frío». Esto es más
frecuente en Gram-negativas que en Gram-positivas.
A baja temperatura las rutas metabólicas de los microorganismos se ven alteradas,
como consecuencia de su adaptación al frío. Estos cambios metabólicos pueden dar
lugar a que se produzcan deterioros diferentes, causados por los mismos
microorganismos a diferentes temperaturas.
La congelación detiene el crecimiento de todos los microorganismos. Los superiores
(hongos, levaduras, helmintos) son más sensibles que las bacterias y mueren.
La congelación puede producir lesiones subletales en los microorganismos
contaminantes de un alimento. Este aspecto hay que considerarlo al hacer control
microbiológico. Durante la congelación la carga microbiana continúa disminuyendo. Sin
embargo, las actividades enzimáticas de las bacterias pueden continuar dando lugar a
más deterioro.
Tras la congelación los microorganismos supervivientes pueden desarrollarse en un
ambiente en el que la rotura de la integridad estructural del alimento como
consecuencia de la congelación puede producir un ambiente favorable para el deterioro
microbiano.
El frio actúa sobre el metabolismo de los microorganismos ralentizándolo (en
refrigeración) hasta detenerlo (en congelación), pero no los elimina (aunque puede
apreciarse cierta mortalidad microbiana, el frio no es higienizante, como el calor
intenso).Si un alimento congelado se descongela, aunque sea parcialmente, o uno
refrigerado deja de estarlo e incrementa su temperatura, aunque sea durante unos
minutos, su entorno se vuelve más favorable y, por lo tanto, la actividad microbiana se
reanuda. Si volvemos a reducir la temperatura la actividad volverá a inhibirse pero la
población de microorganismos será mucho mayor que antes del aumento de
temperatura. Una nueva descongelación las volverá a activar. Cuanto mayor sea el
número de microorganismos, mayor es la probabilidad de que el alimento se deteriore o
de que éstos constituyan una población suficiente para provocar una toxiinfección
alimentaria. Ahora bien, si la temperatura no es controlada rigurosamente puede
producirse un desarrollo muy peligroso rápidamente
FACTORES A CONTROLAR DURANTE EL ALMACENAMIENTO REFRIGERADO
Los factores a controlar son4:
Temperatura
Humedad relativa
Ventilación
Circulación del aire.
Estiba
Patrón de estibamiento
Sanidad y purificación del aire
En el almacenamiento refrigerado, además de mantener la temperatura dentro de un
rango ligeramente superior a la de congelación, pero regulada, es crítico mantener la
circulación de aire, el control de la humedad y la modificación de los gases
atmosféricos, sobre todo en el caso del almacenamiento de vegetales5.
4 http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:6H87H08uP-UJ:docencia.izt.uam.mx/lyanez/uueeaa/
material_adicional/
refrigeracionyatmosferascontroladas.ppt+Factores+a+controlar+durante+el+almacenamiento+refrigerado&cd=2&hl=es&ct=clnk
&gl=co
5 http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/agronomia/2006228/teoria/fundam/p6.htm
La circulación de aire es necesaria en el almacén para que se produzca el enfriamiento
y se mantenga una temperatura uniforme en todo el cuarto. Si es poco el aire que
circula éste se entibiará antes de llegar a todos los sitios del cuarto y se presentarán
puntos calientes. También es importante que la máxima superficie del recipiente este
expuesta al aire, por lo cual los patrones de estibamiento son importantes. El producto a
refrigerar nunca estará tan frio como el aire que circula alrededor de él, por lo cual es
necesario que se tome la temperatura del producto y no la del aire que circula
En cuanto a la humedad relativa, el secreto para mantenerlas, es operar el evaporador
a una temperatura tan cercana como sea posible a la del cuarto y así se minimiza la
condensación de la humedad sobre la superficie fría del evaporador. Los recipientes del
producto, al estar secos, reducirán la humedad del almacén y si es necesario se
pueden usar humidificadores que esparcen agua en finas gotas.
La ventilación se utiliza exclusivamente cuando no hay otra alternativa para eliminar el
etileno o restos de so2 posterior a la fumigación. Sin embargo, esta práctica aumenta la
carga de refrigeración, por lo que se han buscado otros métodos de remoción de etileno
y so2.
PERDIDAS DE CALIDAD DE LOS ALIMENTOS DURANTE SU ALMACENAMIENTO
EN CONGELACIÓN. DESCONGELACIÓN
Se ha demostrado que la temperatura de -18 ºC es un nivel adecuado y seguro para
conservar los alimentos congelados. Los microorganismos no pueden crecer a esta
temperatura y la acción de los enzimas es muy lenta, pero el propio almacenamiento
produce alteraciones en el alimento.
Durante el almacenamiento hay una tendencia de los pequeños cristales a unirse entre
ellos formando otros de mayor tamaño. Esto se debe a que los pequeños cristales
resultan más inestables que los grandes al poseer más energía en la superficie por
unidad de masa.
Este fenómeno es más acentuado si se almacena el producto a temperaturas cercanas
a 0ºC. Cuanto más baja es la temperatura, menores son los efectos, considerándose
casi despreciables por debajo de -60ºC.
Durante el almacenamiento en congelado, las reacciones químicas y enzimáticas
pueden progresar lentamente, se puede presentar daño celular, puede presentarse
desestabilización de emulsiones (Mantequilla), hay auto exudación de lípidos – aromas
y sabores (Carne de cerdo y pescado), puede haber actividades enzimáticas residuales
(pérdidas de vitaminas y pigmentos), daños en los cristales de hielo que pueden
presentar recristalización o sublimación, cambios de las propiedades del medio como
pH, fuerza iónica y viscosidad. También se pueden presentar tensiones internas que
generan daños en estructuras celulares y desgarraduras sobre todo es frutas y
hortalizas. Todo esto son causas principales de pérdida de calidad de los alimentos
durante la congelación.
En cuanto a la descongelación puede haber pérdida de nutrientes como:
1. Pérdida de proteínas por descongelación defectuosas
2. Las grasas se vuelven rancias a corto plazo
3. Las vitaminas C y B se pueden perder por una descongelación incorrecta
ULTRACONGELACIÓN. I Q F
Los procesos de congelación rápida (más conocidos como ultracongelación o
supercongelación) someten a los alimentos a un enfriamiento brusco para exceder
rápidamente la temperatura de máxima cristalización, en un tiempo menor a las 4 hs. El
proceso se completa una vez lograda la estabilización térmica, cuando la totalidad del
producto presenta una temperatura de -18° C o inferior. Las fluctuaciones de
temperatura en el almacenamiento y transporte, como así también las que ocurren en
los puntos de venta, son inevitables por razones técnicas. Las mismas son tolerables
siempre y cuando no perjudiquen la calidad de los alimentos, lo cual debe garantizarse
mediante correctas prácticas de conservación y distribución, teniendo en cuenta el nivel
de rotación de las existencias.
En la industria alimentaria los procesos de ultracongelación se aplican a una amplia
gama de productos, entre ellos los panificados, carnes, pescados, mariscos, vegetales
y comidas preparadas. La ultracongelación se aplica a una amplia gama de productos:
carnes, pescados, mariscos, vegetales, comidas preparadas. Para disminuir la
temperatura de los alimentos se suele trabajar con congeladores mecánicos, que
utilizan el aire o el contacto con superficies frías como medio de congelación. Otra
manera de garantizar el descenso de la temperatura es el uso de los fluidos
criogénicos, principalmente nitrógeno líquido y anhídrido carbónico, y que dan lugar a
los productos ultracongelados. Los congeladores criogénicos contactan directamente
con los alimentos. Por ello, los fluidos deben ser lo bastante inertes como para no ceder
a los alimentos componentes que puedan suponer un peligro para la salud del
consumidor. Tampoco deben originar una modificación inaceptable en la composición
del alimento ni alterar sus características organolépticas. La Directiva 89/108 de la
Unión Europea autoriza como sustancias congelantes, exclusivamente, al nitrógeno, el
anhídrido carbónico y el aire. El uso de esta técnica se basa en el contacto del líquido a
muy bajas temperaturas con el alimento que se va a congelar; la transmisión térmica es
notablemente superior y el proceso de congelación se realiza de manera muy rápida.
Estos fluidos no son tóxicos ni transmiten gusto u olor al alimento. El producto final es el
alimento ultracongelado de gran calidad pero también de elevado coste.
El procedimiento mejora la calidad nutricional porque evita la formación de cristales
grandes en el producto terminado. Ello redunda en frescura e higiene. Las tendencias
de lograr productos cárnicos listos para el consumidor, y por ende de mayor valor
agregado, ha impulsado el auge de los procesos de congelación rápida individual. Para
estar acorde con esta nueva tendencia, la producción debe cumplir con la innovación de
nuevas tecnologías. La producción de productos “Individual Quick Frozen”, I.Q.F,
(Congelación Rápida Individual), tiene lugar generalmente en túneles de congelación
continuos tipo ‘girofreezer', donde una banda transportadora de malla lleva el producto
hacia el interior del túnel y lo enrolla continuamente alrededor de un gran cilindro
vertical. El enrollamiento tiene lugar en un extremo mientras por el otro extremo se
desenrolla y sale la banda con el producto terminado.
El proceso de IQF permite ultra congelar cada presa de forma individual, justo después
de la fase de corte del producto. De esta forma, se garantiza una alta calidad
microbiológica y una conservación óptima del sabor, valor nutritivo y textura de los
alimentos, que tras este proceso se encuentran listos para preparar. Gracias a este
innovador sistema, los cristales de hielo que se forman dentro de las células de los
tejidos son de dimensiones muy reducidas, de manera que se evita la fractura de las
paredes celulares que conforman los tejidos de la carne. Así, al descongelar los
alimentos no se produce un derrame de fluidos y se conservan por tanto todas sus
propiedades, idénticas a las de un producto recién elaborado.
I.Q.F. aporta numerosas ventajas: mejora en la calidad microbiológica de los productos,
alargando así su vida útil; disminuye la perdida de humedad, por lo tanto los productos
son mucho más naturales y con menor escurrido. Mejora la calidad nutricional porque
evita la formación de cristales en la parte interna y externa del producto terminado,
facilitando su manejo; se garantiza la frescura e higiene en el producto al evitar re-
manipulación en las piezas; y el cliente no tendrá que descongelar el producto en
bloque para sacar lo que necesita consumir y nuevamente volverlo a congelar
CONSERVACIÓN DE PRODUCTOS VEGETALES EN ATMÓSFERAS MODIFICADA
Y/O CONTROLADA COMO TÉCNICA COMPLEMENTARÍA A LA REFRIGERACIÓN
La atmósfera controlada es una técnica frigorífica de conservación en la que se
interviene modificando la composición gaseosa de la atmósfera en una cámara en
frigoconservación, en la que se realiza un control de regulación de las variables físicas
del ambiente (temperatura, humedad y circulación del aire). Se entiende como
atmósfera controlada (AC) la conservación de un producto hortofrutícola, generalmente,
en una atmósfera empobrecida en oxígeno (O2) y enriquecida en carbónico (CO2). En
este caso, la composición del aire se ajusta de forma precisa a los requerimientos del
producto envasado, manteniéndose constante durante todo el proceso.
Esta técnica asociada al frío, acentúa el efecto de la refrigeración sobre la actividad vital
de los tejidos, evitando ciertos problemas fisiológicos y disminuir las pérdidas por
podredumbres. La acción de la atmósfera sobre la respiración del fruto es mucho más
importante que la acción de las bajas temperaturas. Esta atmósfera controlada demora
las reacciones bioquímicas provocando una mayor lentitud en la respiración, retrasando
la maduración, estando el fruto en condiciones latentes, con la posibilidad de una
reactivación vegetativa una vez puesto el fruto en aire atmosférico normal.
La atmósfera modificada se consigue realizando vacío y posterior reinyección de la
mezcla adecuada de gases, de tal manera que la atmósfera que se consigue en el
envase va variando con el paso del tiempo en función de las necesidades y respuesta
del producto. En la técnica del envasado en atmósfera modificada se deben tener en
cuenta cuatro componentes básicos: el envase empleado, la mezcla de gases, los
materiales de envase y los equipos de envasado; todos ellos condicionados a su vez
por la naturaleza del producto a envasar. La composición normal del aire utilizad en el
EAM es de 21% de oxígeno, 78 % de nitrógeno y menos del 0,1 % de dióxido de
carbono. El Co2 es un gas altamente soluble en agua y con propiedades
bacterioestáticas y fungiestáticas, lo que retarda el crecimiento de hongos y bacterias
aeróbicas. El CO2 actúa alargando la fase vegetativa del crecimiento microbiano. El
dióxido de carbono no es totalmente inerte y puede influir sobre el color, la consistencia
y otros atributos de la calidad de las hortalizas.
Las concentraciones de CO2 han de estar comprendidas entre el 20 y 60%, siendo más
efectiva su acción a bajas temperaturas. En el envasado en atmósfera modificada se
procura reducir al máximo el contenido en oxígeno para disminuir el deterioro de los
productos por oxidación. El nitrógeno se caracteriza por ser un gas inerte. La utilización
del N2 evita el colapso de los envases en aquellos casos en los que el producto
absorbe.CO2. Otros factores que contribuyen a preservar la calidad de las frutas y
hortalizas son la temperatura y la humedad relativa cuyos valores se fijan de acuerdo a
las exigencias del producto almacenado. Por ejemplo, a temperaturas bajas disminuye
la velocidad de las acciones de deterioro y se incrementa la duración del alimento.
En el envasado en atmósfera modificada de vegetales frescos y mínimamente
procesados también se combinan un pequeño volumen de oxígeno y una gran
proporción de dióxido de carbono además de nitrógeno. La concentración de estos
gases en el espacio de cabeza del paquete varía debido al metabolismo respiratorio de
estos productos. En este caso, los cambios se compensan con la difusión de gases a
través del material de envasado hasta establecer una atmósfera en equilibrio. En ella, la
cantidad de oxígeno que consume el vegetal se recupera con el O2 del exterior mientras
que el exceso de CO2 y el vapor de agua liberados en la respiración sale del envase.
Generadores de atmósferas
El Sistema en Bolsas BD GasPak EZ™ ofrece la ventaja de tener un kit completo en
bolsa con todo lo necesario para generar un ambiente microaerófilo, enriquecido en
CO2 o anaerobio.
Disociador de metanol: En los tratamientos térmicos de los metales se producen
siempre corrosiones y oxidaciones que, en algunos casos, pueden causar serios
perjuicios a las piezas a tratar. Para evitarlo es preciso crear en el horno una atmósfera
adecuada que evite la oxidación o permita la adición de carbono, nitrógeno u otros
elementos para conseguir cementaciones, carbonitruraciones etc.
Para la obtención de una atmósfera adecuada (lo que llamamos atmósfera controlada)
se introduce en el horno una mezcla de gases cuyas características químicas lo hagan
adecuado para el fin buscado.
En las operaciones de temple, revenido, cementación gaseosa, recocido o soldadura el
gas más adecuado es el producido por la descomposición del alcohol metílico. Este gas
no se encuentra como tal en el comercio, siendo necesario sustituirlo por una mezcla de
varios gases con el consiguiente aumento de costes.
Disociador de amoniaco : Para la disociación del amoniaco gaseoso se ha
desarrollado un pequeño, compacto y fiable equipo de fácil uso que cubre la mayor
parte de las posibles aplicaciones (joyería, tratamientos térmicos, soldadura, etc.)
El generador de EMISOL está formado por un cuerpo metálico en cuyo interior se
encuentra un depósito de acero refractario calentado por medio de una resistencia. Una
vez alcanzada la temperatura de trabajo, mediante un equipo regulador de caudal se
introduce el metanol líquido en el interior del generador consiguiéndose su inmediata
descomposición y la formación del gas protector, que es introducido en el horno por la
misma presión generada.
Un sencillo equipo electrónico se encarga de los controles de seguridad y temperatura.
A la salida del horno el gas en exceso es quemado por medio de una antorcha. El
caudal de gas producido es fácilmente regulable.
El suministro comprende el disociador propiamente dicho, con regulación de
temperatura y enclavamiento de válvula de entrada, la electroválvula de entrada, la
válvula de regulación y el flotámetro de medida de caudal a la entrada del disociador.
INFLUENCIA DEL FRÍO SOBRE LA CALIDAD DE LAS CARNES
Aunque la mayoría de los procesos de enfriado de las canales tiene como principal
objetivo garantizar la seguridad e inocuidad alimentaria e inhibir el crecimiento
bacteriano, se sabe que el manejo de la temperatura también tiene gran influencia
sobre las características finales de la carne. Así las condiciones de refrigeración en las
que se mantienen las canales en el periodo en el que aparece el rigor mortis, (entre 1 y
20h postmortem), son de los factores que se han asociado a las variaciones en la
calidad del producto final, pues tienen un alto impacto, en particular en los aspectos de
terneza y de color.
El manejo de enfriado rápido representa ventajas económicas que influyen la
disminución de los tiempos de refrigeración y menor pérdida por goteo a pesar de estos
aspectos positivos, dicha técnica no se aplica habitualmente debido a que suele estar
acompañada de una disminución en la terneza, situación que se piensa es causada por
el acortamiento por frío. Para que esto no ocurra es importante asegurar que la
temperatura de la canal no esté por debajo de 10oC, antes de 10h posmortem o antes
de que el pH descienda a valores de 6.0. Algunos ensayos utilizan el monitoreo de la
temperatura muscular en las primeras 24h postsacrificio como un predictor de la
terneza ya que en ese lapso de tiempo ocurren múltiples procesos bioquímicos y
estructurales en el músculo. Internacionalmente, la terneza es considerada como uno
de los atributos más importantes dentro de los parámetros de calidad de la carne;
además incide en el precio de venta, ya que en general los cortes más caros suelen ser
los más tiernos y que requieren menor tiempo de cocción.
Por otro lado, la relación que tiene el frio sobre la calidad de las carnes está
básicamente en factores organolépticos como son el sabor, color y olor. La congelación
de la carne permite que se conserven estas características que por tal razón sean
comestibles e inocuos para el consumidor. Para que la congelación haga parte esencial
de la calidad de la carne es necesario tener conocimiento frente a las temperaturas que
Selección de lotes para cuartos fríos
Pollo fresco entero o en cortes
POLLO EN CANAL
se deben aplicar. Uno de los factores limitantes de la congelación son las temperaturas
elevadas que pueden ocasionar perdidas nutricionales de la carne y las bajas
temperaturas que produce crecimiento microbiano y bacteriano, otro factor limitante es
la oxidación de las grasas que constituye un factor limitante para la conservación de
todos los alimentos y particularmente de las carnes en estado de congelado
especialmente en la carne de cerdo por la formación de compuestos carbonilos a partir
de ácidos grasos que hace aparecer sabores desagradables (rancidez).
El frio y especialmente la congelación permite sanear ciertas carnes infectadas
matando los parásitos responsables de esta infección.
En ocasiones, se congela la carne en canales o medias canales para permitir su
almacenamiento prolongado o su transporte a largas distancias, a riesgo de que
ocurran modificaciones en su calidad. Las carnes congeladas en buenas condiciones
pueden ser conservadas varios meses en cuartos fríos cuya temperatura no debe ser
superior a -10000C, aunque Temperaturas de – 180oC o inferiores son siempre
preferibles.
DIAGRAMA DE FLUJO DE LAS OPERACIONES DE EMPAQUE, CONGELACIÓN,
DISTRIBUCIÓN Y EXPENDIO DE POLLOS CONGELADOS
Punto criticoTemperatura a -1ºc
RECEPCION DE FRUTAS Y VERDURAS
SELECCIÓN Y CLASIFICACION DE FRUTAS Y VERDURAS CARACTERISTICAS SENSORIALES
SELECCION POR TAMAÑO DE LAS FRUTAS Y VERDURAS
EMPAQUE Y O ADECUACION
Punto críticoFraccionado mayor a 30 días
Punto criticoTemperatura de 0º a 7º C
Temperatura de -18 º a -16º Punto critico
Punto criticoTemperatura de -18 º a -16º C
Punto criticoEstructura isotérmica con Temperatura no mayor a 7ºC
Temperatura no mayor a 4 a 7ºC para tratar de no perder la Cadena de frio Punto critico
DIAGRAMA DE FLUJO DE LAS OPERACIONES DE ADECUACIÓN, EMPAQUE,
REFRIGERACIÓN Y EXPENDIO DE FRUTAS Y VERDURAS EN UN
SUPERMERCADO
ANÁLISIS DE RIESGOS Y CONTROL DE PUNTOS CRÍTICOS EN PRODUCTOS REFRIGERADOS
La Organización Mundial de la Salud (OMS) estima que cientos de miles de personas en el mundo padecen enfermedades causadas por la contaminación de los alimentos, además de los riesgos a la salud; esto pone en peligro el bienestar financiero de los establecimientos fabricantes de alimentos alrededor del mundo, perjudica al comercio y el turismo, ocasiona pérdidas de ingresos, desempleo y demandas. Los sistemas de control de higiene y calidad de los productos alimenticios surgen con los objetivos de evitar la producción de enfermedades transmitidas por alimentos (ETA) y afrontar con mayor competitividad la globalización de los mercados. Este entorno exige por lo tanto un cambio en el control de los productos alimentarios, que implica pasar de los
tradicionales controles aleatorios, a un sistema de autocontrol para el aseguramiento de la calidad del producto final. Hoy día esa vigilancia tiene que incluir todas las fases de la cadena agroalimentaria desde el productor hasta el momento que el alimento llega a la mesa para ser consumido6.
Nace así el Análisis de Peligros y Puntos Críticos de Control (HACCP), reconocido mundialmente como un enfoque sistemático y preventivo que considera los peligros biológicos, químicos y físicos mediante la anticipación y la prevención, en lugar de la inspección del producto final. Todo sistema de HACCP es capaz de adaptarse a cambios tales como los progresos en el diseño del equipo o en los procedimientos de elaboración o las novedades tecnológicas.
Este sistema de carácter preventivo está enfocado hacia el control de las etapas del proceso que son críticas para la producción de alimentos inocuos, en lugar de depender exclusivamente de la verificación de cumplimiento de los requisitos normativos establecidos.
Los alimentos envasados refrigerados se fabrican utilizando una amplia variedad de materias primas, tecnologías de elaboración y tipos de envase o embalaje. Los riegos biológicos, químicos y físicos pueden variar de manera importante de un producto a otro. Cada tipo de producto tiene una duración en almacén específica que el fabricante determina en base a información científica7.
En cada establecimiento de producción, es necesario definir los procedimientos
particulares que permiten asegurar la inocuidad del producto, teniendo en cuenta las
condiciones específicas de la planta (materias primas, medio ambiente, técnicas de
elaboración, organización de la fuerza laboral, etc.) y las características del producto. El
proceso recomendado para desarrollar estos procedimientos es la aplicación de los
principios del sistema de análisis de riesgos y de los puntos críticos de control
(HACCP).
Deben identificarse los riesgos específicos, es decir, cualquier propiedad biológica,
química o física que tenga un efecto desfavorable en la inocuidad del alimento
asociados con la producción de alimentos y las medidas preventivas para su control.
6 http://www.alanrevista.org/ediciones/2004-1/analisis_peligros_criticos_inocuidad_mortadela.asp
7 http://www.fao.org/docrep/meeting/005/AC338F/AC338F08.htm
Además, es necesario determinar las fases operacionales que pueden controlarse para
eliminar riesgos o para reducir al mínimo la probabilidad de que surjan; establecer
límites críticos que deberán observarse y un sistema de vigilancia para asegurar su
control; y establecer medidas correctivas que deberán adoptarse y procedimientos de
verificación para demostrar que el método de control es apropiado. Deberán
mantenerse procedimientos eficaces de mantenimiento de registros. La responsabilidad
general de todas las medidas planificadas para asegurar la inocuidad del producto
deberá estar a cargo de personal calificado.
CINÉTICA DEL DETERIORO DE PRODUCTOS REFRIGERADOS Y
ULTRACONGELADOS
La cinética de deterioro en productos alimenticios refrigerados y ultra congelados se
produce por acción enzimática que es la oxidación de los alimentos por presencia de
oxigeno o de agua, en el caso de los productos que se conservan en frio tiene una vida
útil para su conservación es por esta razón que cuando esta se agota hay presencia de
factores organolépticos que determinan el agotamiento de vitaminas y proteínas los
cuales producen factores como sabores y olores poco agradables y colores pardos.
Es importante conocer qué alimentos son congelados y cuales son refrigerados, de lo
contrario aceleraríamos el proceso de quema del alimento; en productos como
hortalizas y frutas no deben ser congelados porque hay quema en estos productos, solo
si estas son pulpa en las frutas que contiene cascara como es el caso de la papaya,
debemos evidenciar que esta por tener cascara puede generar crecimiento de moho
por infiltración de agua, es por esta razón que se aconseja mantener la fruta picada y
en recipiente cerrados para evitar puentes de hidrogeno y aumente el porcentaje de
humedad relativa de alimento generando un AW mayor.
MICROBIOLOGÍA PREDICTIVA
La microbiología predictiva, es la investigación que se le hacen a los alimentos para
determinar el crecimiento, muerte e inactivación de los microorganismos frente a
diferentes factores y condiciones de los alimentos , la predicción del crecimiento genera
a la industria formas y técnicas para manipular este crecimiento logrando productos
duraderos con un alto porcentaje de inocuidad para el consumo y la no pérdida de
nutrientes esenciales, generando de la mima manera productos organolépticos en los
mercados. Gracias a estas técnicas se ha logrado manejar productos como empaques
con diseño de atmosfera modificada para controlar la oxidación.
EFECTOS DEL FRÍO EN LA MADURACIÓN DE FRUTAS CLIMATÉRICAS
Los frutos climatéricos además de presentar cambios en la tasa respiratoria,
presentarán cambios físicos, químicos, fisiológicos y metabólicos que se retardarán
durante la refrigeración.
Los frutos climatéricos son capaces de madurar una vez separados de la planta, por lo
que pueden ser recolectados inmaduros (Mayor capacidad de recolección) y mediante
la refrigeración se puede alcanzar óptimos de calidad de consumo de acuerdo con los
objetivos comerciales previsto.
El enfriamiento posterior a la cosecha, retira rápidamente el calor del campo y prepara
el producto para su posterior tratamiento. Una adecuada aplicación de frío poscosecha
busca lograr los siguientes objetivos:
Detener la degradación enzimática y restringir la actividad respiratoria disminuir las
pérdidas de agua, inhibir el crecimiento microbiano, Aminorar la producción de etileno,
Además de proteger la calidad del producto, el enfriamiento poscosecha hace que las
actividades comerciales se tornen más manejables debido al aumento en la etapa de
almacenamiento, sin que se presenten pérdidas significativas de las características
sensoriales y fisicoquímicas.
Sin embargo los vegetales cuando han sido retirados de su hábitat natural se convierten
en organismos más sensibles, delicados y susceptibles a las variaciones del medio que
los rodea, especialmente a lo que a la temperatura se refiere. El metabolismo está
regulado por complejos sistemas enzimáticos, que tienen márgenes específicas de
temperatura por debajo de las cuales su actividad catalítica se retarda, decrece o se
inhibe. Dicho de otra manera, cada vegetal tiene sus niveles característicos de
temperatura, por debajo de los cuales comienzan a sufrir daños por frío o a mostrar
síntomas de deterioro (Temperatura crítica).
Tanto la intensidad, como la extensión de los daños por frío, están dadas por: las
características internas y el estado de cada producto, las condiciones de manejo
previas al tratamiento, las formas de aplicación del frío, el tiempo y la temperatura de
exposición.
Los daños sufridos se manifiestan en diversos productos agrarios especialmente en los
de origen tropical o subtropical, por causa del sometimiento a bajas temperaturas (pero
siempre superiores al punto de congelación del agua que se encuentra en los tejidos),
bien sea durante el transporte o en el momento del almacenamiento. Las lesiones
ocasionadas por refrigeración están influenciadas por diversos aspectos, entre los que
sobresalen, la clase y la variedad del producto, el grado de madurez y la duración del
almacenamiento o transporte.
El uso de temperaturas de refrigeración interrumpe, reduce o desvía las funciones
bioquímicas normales; es decir se producen perturbaciones en el metabolismo natural.
Si se trabajan temperaturas por debajo de la crítica, se presentan grandes daños, lo
que se traduce en desórdenes fisiológicos del tejido comprometido. Los síntomas de las
lesiones causados por la refrigeración se manifiestan sobre la epidermis y/o en la pulpa.
Hay productos tropicales y subtropicales que cuando se almacenan a una temperatura
por encima del punto de congelación entre 0-12ºC sufren una alteración, conocida como
daños por frío.
Es diferente el daño por congelación, en el que se crean cristales y rupturas, que el
daño por frío en el que la temperatura es baja pero no tanto como la de congelación,
aunque hay productos sensibles a esto y por ello se crean daños.
Hay que saber para cada producto cuál es su Tº adecuada. También influyen en los
daños por frío la madurez del producto: si el producto está verde es más susceptible de
sufrir daños que si está más maduro; además si los sufre cuando está verde luego ya
no madurará correctamente. El daño por frío altera su vida útil y no son
organolépticamente de buena calidad.
Una posibilidad es aclimatar la fruta a bajas temperaturas: por ejemplo pongo la
temperatura a 4-5ºC por encima de la de almacenamiento durante un tiempo para que
se adapte, luego la bajo y así el producto no sufre daños por frío. También puedo poner
la temperatura por debajo de la que sufre daño y antes de que se produzca dicho daño
la aumento, con lo que se equilibra y se re estructura; de nuevo la vuelvo a bajar y
luego a subir, y así sucesivamente, esto es, aplico temperaturas alternantes.
CONCLUSIONES
Con el siguiente trabajo se considero los diferente métodos de aplicación para la
conservación de alimentos de origen vegetal y animal, de la misma forma conocer las
características y comportamientos de cada alimentos a los diferentes métodos de
refrigeración aplicados.
Se reforzó el conocimiento adquirido en el modulo por medio del intercambio de
conocimiento a través del foro, además llevo a ratificar los conocimientos personales
que teníamos del tema además de corregir y enriquecer el algunas ideas que
teníamos sobre la conservación de alimentos.
Se considero las diferentes técnicas y métodos existentes para el manejo y trasporte de
productos perecederos, de la misma forma reforzando conocimientos adquiridos
durante el curso.
La clave en el apropiado manejo de los productos alimenticios, radica en entender el
efecto de los factores que afectan la calidad y la manera como se minimiza su efecto.
Simples prácticas de manejo y conservación pueden tener un importante impacto en el
mantenimiento de la calidad de los alimentos.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Esther García Iglesias, Lara Gago Cabezas Y José Luis Fernández Nuevo.
Capítulo 2. Envasado de productos alimenticios en atmósfera protectora. 2.1
Productos vegetales (pág. 46)
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