AZUCAR, JARABES Y MIEL

AZUCAR, JARABES Y MIEL
Introducción:
El azúcar se deriva principalmente de la caña de azucar y remolacha
azucarera, otras fuentes para obtener azúcar es por el jugo de varias especies
de palmeras comunes, como el cocotero, la Palmira, el sago de la india.
Los jarabes son soluciones acuosas concentradas de azúcares edulcorantes
en forma líquida. Una gran variedad de azucares esta a disposición de las
industrias de elaboración de alimentos y bebidas.
La miel es un jarabe concentrado elaborado por las abejas obreras
predominante a partir de néctar recogido en los nectarios de las plantas en flor.
Su composición de azúcares varía considerablemente según la procedencia del
néctar.
Azúcar de Caña
A. Microflora Inicial: Los organismos existentes en la caña de azúcar
proceden de la tierra y de la materia vegetal en descomposición.
Las bacterias encontradas más frecuentes en las hojas y en las cañas sanas
son especies de los géneros Flavobacterium, Lactobacillues, Xanthomonas,
Enterobacter,
Pseudomonas,
Erwinia,
Leuconostoc,
Bacillus
y
Corynebacterium, algunas de estas son potencialmente patógenas para las
plantas. También existen levaduras y mohos.
B. Efecto del tratamiento sobre los microorganismos:
Características de las diferentes fases en la fabricación del azúcar de caña
FASE DE
CRECIMIENTO
TEMPERATURA
(°C)
Post- recolección
25-30
Aplastamiento
y extracción
25-30
Clarificación
Evap/ crista.
Centrif.
Recontaminación
de azúcar bruto
Refinado
80-100
60-100
Azúcares
refinados
25-30
25-30
70-90
pH
% de
Microflora
Microorganismos
materia Predominante
seca
5.719
Mesófila
Leuconostoc
7.7
5.0- 10-18
Mesófila
Leuconostoc
5.6
Enterobacter
Levaduras
8.0
10-18
Ninguna
Ninguno
Ninguna
Esporas termófilas
5.06.0
5.06.0
NA
70-90+
70-90+
Osmófilos
Aw>0.65
Ninguna
99+
Ninguna
Z. rouxii
Mohos xerófilos
Esporas
Termófilas
Esporas
Termófilas
Resultado/
problemas
Agriado
Destrucción
de azúcares
NA
NA
Destrucción
de azúcares
NA
Introducción
de esporas
en
los,productos
finales
Extracción y Tratamiento: La caña se trata para obtener azúcar bruto en una
serie de operaciones, la mayoría de las cuales o afectan a la microflora o son
afectadas por la microflora.
Las operaciones son:
 Corte
 Aplastamiento
 Extracción del jugo bruto
 Clarificación
 Evaporización
 Cristalización
 Centrifugación
 Producción de azúcar bruto
Aplastamiento y extracción: la caña se trocea y pasa por una serie de rodillos a
la vez que el agua de inhibición (extracción) circula en el sentido opuesto. El
jugo del primer rodillo contiene hasta un 19 % en azúcar, y el del último rodillo
menos del 5 %. La mezcla de jugos se llama jugo de caña mezclado o jugo
bruto, el residuo fibroso extraído de la caña se llama bagazo. El recuento
bacteriano del jugo del primer trapiche (rodillo) está comprendido entre 105 y
107 / ml de caña normal y es aproximadamente 10 8/ ml en la caña agria (caña
en la que Leuconostoc y otros microorganismos productores de acido se han
multiplicado suficientemente para rebajar el pH). Si bien en algunos trapiches
predominan predominan Enterobacter spp, en otros compiten bien levaduras
productoras de alcohol.
Clarificación: empiezan a los 10 minutos de la extracción, supone la adición
de cal para aumentar el pH aproximadamente 8.0 y el calentamiento rápido
hasta 80°C por lo menos y con frecuencia de 100 °C. El calentamiento
destruye las levaduras y las células vegetativas de las bacterias, mientras que
la decantación y la filtración separan las espumas, los precipitados y los sólidos
en suspensión. La clarificación reduce el recuento microbiano en el 99.999 %
pero quedan muchas esporas bacterianas.
Contenido de bacterias en la caña de azúcar durante el tratamiento
PRODUCTO
Jugo bruto(al principio)
Jugo bruto (después)
Efluente clarificado
Jugo de presión
Evaporador
Tanque de almacenaje
Cristalizador
Amasijo cocido
Azúcar bruto
Melaza
MESÓFILAS
8x 10-6
6x108
0-11
0-5 x 104
2x102
1x103-7
1x103-4
1x103-1
3x102
3x103
TERMÓFILAS
1x101
0-8
3x103
2x102
2x104
3x102
2x103
2x102
1x103
El azúcar de caña bruto es el producto final del trapiche y la materia prima para
la refinería. Está compuesto de un 98-99.3 %, aproximadamente, de sacarosa
en la forma cristalina y un 0.52 %, aproximadamente , de melaza que rodea los
cristales.
El contenido microbiológico del azúcar: consta de esporas bacterianas,
levaduras y mohos. Se hallan presentes algunas esporas bacterianas porque
sobreviven al tratamiento térmico y no son eliminados durante la clarificación.
Alteración: El azúcar de caña aparece cuando Leuconostoc spp. Y otras
bacterias formadoras de ácido crecen en la caña cosechada. Estas bacterias
producen azúcar invertido, ácido láctico y acético y frecuentemente dextrano.
Almacenamiento: el azúcar bruto se puede almacenar durante varios meses
antes de enviarlo a largas distancias. A no ser que se tomen precauciones, la
alteración puede causar grandes perdidas economicas.
Azúcar de Palma
Microflora inicial: proviene principalmente de las inflorescencias y espatas de
la palma y consta predominantemente de Lactobacillus spp. Y levaduras. El pH
de la savia está cerca de la neutralidad y si se retrasa la operación de
concentración, el crecimiento rápido de lactobacilos rebajará rápidamente el PH
a 4 y sobrevendrá una fermentación alcohólica por levaduras.
Efectos del tratamiento sobre los microorganismos :La palma que
proporciona la savia y los métodos de tratamiento usado varáian mucho de una
parte a otra del mundo. Generalmente, la inflorescencia se ablanda mediante
machacamiento y se extrae la savia en un envase que puede contener agua de
cal para evitar la fermentación . Se filtra el producto y se concentra por
ebullición. Se produce la cristalización y el jarabe se vierte en moldes donde se
solidifica rápidamente.
Alteraciones y control
La contaminación se puede producir en el tratamiento se usa agua de cal para
evitarla durante la extracción, a no ser cuando se estimula la fermentación de
las levaduras.
Se controla los organismos de la alteración al haciendo hervir inactivando la
invertasa, que invierte la sacarosa. El envasado que impida la absorción de
humedad impide el crecimiento de los mohos en la superficie.
Microorganismos del azúcar refinado capaces de alterar otros alimentos
Microorganismos resisten a la extracción y refinación, o sobreviven después del
tratamiento. Menos del 102/g provocan alteración en alimentos con azúcar,
pero este número se puede reducir con luz ultravioleta.
Bacterias como Bacillus spp, no crecen en el azúcar bruto pero si en las
soluciones diluidas de azúcar durante el tratamiento de refinación.
Desulfotomaculum nidrificans, Cl. Butyrycum y especies de Bacillus termófilas,
resisten desde el principio hasta el final de refinación presentes en el azúcar
refinado usado en alimentos enlatados.
Micoorganismos de interés:
1. Bacillus stearothermophilus y B. coagulans, pueden crecer en alimentos
enlatados capaces de producir ácidos sin gas. Organismos de Agriado
plano, lata hinchada no por gas, Bacillus stearothermophilus forma
esporas termorresistentes y crece a temperaturas de 75 oC y pH no
menor de 5.2. B. coagulans no vive a mas de 65 oC y es menos
termorresistente que Bacillus stearothermophilus pero puede crecer en
pH de 4.2.
2. Clostridium thermosaccharolyticum crece a 72oC, no bien a 75oC, en
enlatado produce ácido e hinchazones por Hidrógeno.
3. Desulfotomascuñum (clostridium) nigrificans, crece a 55oC alteración con
sulfuro en alimento enlatado.
4. Bacterias mesófilas, mohos,levaduras, capaces de crecer en el pH de
bebidas refrescantes. Mohos frecuentes Aspergillus spp, Penicillum spp
y Monilia spp.
Jarabes
3 Clases:
 El azúcar líquido.- Disolviendo en agua azúcar refinado.Contenido de
azúcar de 66 a 76oBrix.
Alteración
Las bacterias no crecen, pueden crecer levaduras osmófilas ( Z. rouxii,
Sacc. Cerevisiae y Sacc. Mellis) mohos ya que los tiempos lag y tiempos
medios de generación son inversamente proporcionales a los de la a w.
Factores que determinan el crecimiento:
 Volumen de inoculo
 Disponibilidad de nutrientes no sacarosa
 Gradientes con aw creciente.
En soluciones concentradas de azúcar se crean poblaciones de
levaduras osmófilas, se crea gradiente de aw porque el agua no se
mezcla fácilmente con las soluciones muy concentradas de azúcar,
equipos lavados incorrectamente, peredes de tanques tuberías y las
válvulas contienen soluciones diluidas de azúcar proporcionan estos
sitios para crecimiento de levaduras.
Control
Se emplea 3 métodos
1.- eliminación y destrucción de microorganismos
2.- Uso de agentes higienizantes
3.- prevención de condensados.
Se pueden destruir con cloro si se encuentran en tuberías válvulas o tanques,
se impidan que crezcan con yodóforos de larga duración. El azúcar líquido se
pude filtrar y calentar o pasar por lámparas ultravioletas con muy poca
recuperación sobre las características físico- químicas de la calidad.
 Jarabes A base de almidones.- soluciones concentradas que contienen
mezclas de glucosa y diversos maltooligosacáridos. Se obtiene
hidrolizando almidones química o enzimáticamente, mediante 3
tratamientos:
1.- Tratamiento ácido: el ácido sulfúrico efectúa la hidrólisis a pH torno a
2, la hidrolisis posterior se evita mediante neutralización del ácido con
carbonato cálcico.
2.-Ácido-enzimático en el que la hidrólisis ácida se acopla a la
enzimática.ej. usando amiloglucosidasas fúngica.
3.- Traamiento multienzimático se emplean amilasas y amiloglucosidasa.
La activida enzimática termina al calentar, después de la hidrólisis
neutralizamos y se concentra por vaporización.
Alteración y control:
Parecidos a los jarabes de azúcar lóquido.
 Jarabe de malpe Savias de árboles que contiene 2-3% de sacarosa,
supone > 99.5% del azúcar total. Contiene cantidades de Nitrógeno,
mas compuestos fenólicos y ácidos orgánicos. El bajo contenido de
azúcar hace que la savia se concentre para conseguir un jarabe estable.
Se realiza por evaporización. La ósmosis invera ahorra energía elimina
una parte de agua inicial.
Microflora inicial En el xilema del maple la savia es estéril, los microbios
son introducidos por los angrados. Pseudomonas fluorescens, Aerobacter,
Leutconostoc y Bacillus.
Efectos del tratamiento y del almacenaje sobre microorganismos se
recomienda tratamiento ultravioleta en línea. La evaporización de la savia. Con
la densidad de 66.9oBrix a 15.5oC la elevada concentración de azúcar (aw
Baja) inhibe el crecimiento bacteriano. Pero produce mohos en la superficie,
cambiando el color y el sabor y con el tiempo la formación de micotoxina.
Alteraciones la falta de calidad del jarabe de maple envasado es debido al
crecimiento de mohos o a envases hinchados por envasado y almacenaje
incorrecto. En una aw0.83-0.86 el crecimiento de patógenos bacterianos es
improbable. Se envasa a 99-103oC dirceamente del evaporador.
Control
1.- las brocas para taladros se limpiaran en solución de alcohol y calentando
con una llama entes de horadar cada árbol.
2.- Los grifos se deben esterilizar con agua hirviendo o en alcohol.
3.- Se debe evitar soplar en el orificio del grifo.
4.- Los canalones, los tubos, los cubos para recoger la savia se deben
desinfectar antes y después del uso.
Tres exigencias aplicadas durante el tratamiento:
1. La savia se debe tratar sin demora y mantener fría (40oC).
2. Se deben controlar las características de la irradiación para la reducción
de carga bacterianas.
3. Se deben mantener limpias con cloro las unidades de ósmosis inversa.
Estabilidad de alamacenaje de los productos finales:
Para evitar el crecimiento de mohos, el jarabe se debe envasar a 82 oC o a
93oC y el envase se debe inclinar sobre su lado, para que el jarabe caliente
descontamine la lata. Si no es posible el jarabe debe ser almacenado a
temperatura no superior de 40oC.
Miel
Elaborada por las abejas. El contenido de azúcar de los néctares varía de 5% a
80%. La miel granulada consta de cristales finos, la granulaciónresulta de la
formación de hidrato de glucosa que contiene 9,1% de agua de hidratación. La
cristalización aumenta el contenido de agua de la fase líquida y por tanto la a w
alcanza fácilmente un nivel donde ocurre la fermentación por levaduras
osmófilas.
Propiedades importantes. Depende de la composición del néctar, deñl
contenido de glucosa ( aprox. Del 30-35% fructuosa del 35-45% contenido de
humedad de un 15-21% el de sacarosa de un 1-3%, el de ceniza de un 0.090.33 y el pH disminuye por als concentraciones y tiposde azucares.
Tratamientos y conservación
L extracción de los panales mediante centrifugación, pasa a un tanque donde
se separa el material grosero de cera mediante lengüetas, por desespumado o
sedimentación. El calentamiento es esencial, pero excesivo es perjudicial
produciendo hidroximetilfurfuraldehído. Las temperaturas de 71-77oC durante
períodos cortos sirven para destruir la mayor parte de levaduras osmófilas
presentes, reducen a la tendencia cristalización.
Microfilia inicial
Las levaduras son aportadas tanto por el néctar como por el contenido
intestinal de la abeja, las bacterias provienen de la abeja. Zygosaccharomyces
spp. Bacterias como Gluconobacter y Lactobacillus que desaparece cuando el
contenido de agua es al 18%.
Bacterias esporógenas: B. Learvae y Cl botulinum B. larvae agente causal
<<foul brood>> o peste americana.
HRE (%) CONTENIDO DE AGUA (%)
50
15.9
55
16.8
60
18.3
65
20.9
70
24.2
75
80
28.3
33.1
Tratamiento
Cuando se extrae del panal la miel suele tener un contenido de agua del 18%
que corresponde con una aw de 0,60. Z. bailii aislada en la miel creció en aw
0.65 la aw mínima para el crecimiento de un grupo de lavaduras osmotolerantes
inoculadas en la miel después de la extracción.
Control
El calentamiento que recibe la miel durante el tratamiento debe inactivar las
levaduras osmotolerantes, que son los agentes de la alteración de interés. La
recontaminación por estos organismos a partir del equipo y a partir del aire al
implantar practicas higienes adecuadas.
El control de cualesquiera levaduras presentes
Alteración
La miel se altera como resulta como resultado Z. bailii, que producen una
fermentación alcohólica. El contenido crítico de humedad en el que se la
fermentación ha sido definido como torno al 21%. Este porcentaje se aproxima
a una a w de valor 0.65 Patógenos.
Los único patógenos han sido aislados en la miel comercial son esporas de
tipos A y B de Cl. Botulinum. Los tratamientos eficaces de cocción bajo presión
suponga la dilución de la miel antes del tratamiento y volverla a concentrar
después del tratamiento.
Bibliografía
 Allen, L.A. Cooper, A. H., Cairna, A and Maxwell, M.C.C (1946)
Microbiology of beet sugar manufacture. Proc. Soc Appl. Bacteriol.
 Cameron, EJ. And Williams, C.C. (1928) The thermophilic flora of sugar
in its relation to canning. Zentralbl. Bakteriol Parasitenkd Infektionskr. Abt
1, 76, 28-37
 Guerin, B., Guerin, M,-S and lilier, M(1972) Emploi en sucrerie d´un
nouvel inhibiteur de devóloppements microbiens. Sucr. Fr 113,203-11
 Hayward, FW(1942) The storage of maple sirup. N.Y. State Agr. Exp.
Sta. Bull. 719, gneva, NY. USA