evaluación de la atmósfera modificada con nitrógeno y uso

PROGRAMA DE INVESTIGACIÓN Y TRANSFERENCIA DE TECNOLOGÍA
PROTOCOLO PARA PROYECTOS DE VALIDACIÓN Y TRANSFERENCIA DE
TECNOLOGÍA CONVOCATORIA 2010
TITULO DEL PROYECTO: EVALUACIÓN
DE LA ATMÓSFERA
MODIFICADA CON NITRÓGENO Y USO DE LACTATO Y DIACETATO DE
SODIO SOBRE LA CALIDAD E INOCUIDAD DE LA CARNE SECA ESTILO
MACHACA.
1.0 DATOS GENERALES DE LA PROPUESTA
1.1 Sector
1.1.1 Pecuario
1.2 Sistema de producto
1.2.1 Bovinos Carne
1.3 Tipo de proyecto
1.3.1 Investigación y validación
1.4 Eslabón
1.4.1 Industrialización de carne de bovino.
1.5 Estatus del proyecto
1.5.1 Nuevo
1.6 Fecha de inicio
1.6.1 01 junio 2010
1.7 Fecha de término
1.7.1 01 junio 2012
1.8 Grupos de interés
1.8.1 Grupo Agroindustrial Chinarras S.P.R. de R.L. de C.V.
1.8.2 Universidad Autónoma de Chihuahua
1.9 Municipios de Interés
1.9.1 Aldama, Chihuahua.
1.9.2 Chihuahua, Chihuahua.
1.10 Palabras clave
1.10.1
1.10.2
1.10.3
1.10.4
Atmósfera modificada
Oxidación de lípidos
Lactato y diacetato de sodio
Nitrógeno
2.0 INFORMACIÓN GENERAL DEL PROTOCOLO
2.1 Introducción
Los productores de carne deshidratada en México enfrentan en la actualidad dos
oportunidades de mejora importantes para incrementar su competitividad nacional e
internacionalmente: la primera es la necesidad de incrementar la vida útil de sus
productos y la segunda es lograr clasificarse en alternativas para el control de Listeria
monocytogenes que le permitan disminuir al mínimo el riesgo de incidencia de éste
patógeno.
Las atmósferas modificadas en conjunto con el uso de conservadores son una
tecnología que permite dar respuesta a las mejoras en calidad e inocuidad antes
mencionadas ya que ha demostrado su efectividad en diversos campos de la industria
alimenticia (Ospina-Meneses y Cartagena-Valenzuela, 2008)
El propósito de este trabajo consiste en disminuir el oxígeno usando una atmósfera
modificada con nitrógeno evitando así rancidez química por desplazamiento de oxígeno
(Venegas y Pérez, 2009), así como observar el efecto de ésta en Listeria monocytogenes
en búsqueda de un tratamiento post letal adecuado para carne seca estilo “machaca” que
permita migrar de la alternativa 3 a la 2 mejorando así la inocuidad del producto
(DGIAAP-RP-08, 2008 y Directiva 10.240.4, 2006).
2.2 Antecedentes
Actualmente la carne seca estilo machaca es clasificada en la alternativa 3 para el
control de Listeria monocytogenes debido a que el control de ésta se lleva a cabo
solamente dando un proceso de deshidratado en el cual se superan temperaturas que
eliminan la bacteria (Appendix A FSIS, 1999) y después de esto se limpia el área de
empaque usando estrictos procedimientos de limpieza conocidos como POES, esto
debido a que se desconocen tratamientos post letales adecuados, así como el efecto de
lactato y diacetato de sodio sobre esta bacteria.
Existen investigaciones como las de Geornaras y col., (2006) en las cuales se han
aplicado mezclas de lactato y diacetato para ver su efecto en productos cárnicos, sin
embargo es importante recordar que los efectos de estos conservadores son específicos
para cada tipo de producto y por ello es necesario demostrar su efectividad en cada uno
de los productos en los que se desee usar para dar certeza de su efectividad.
Por otra parte, Ospina-Meneses y Cartagena-Valenzuela (2008) señalan que la
atmósfera modificada a sido usada con éxito para el empaque de productos cárnicos
desde el año 1930, además existen algunas otras investigaciones estudiando los efectos
de esta sobre atributos de calidad usando atmósferas con mezclas de bióxido de
carbono, oxígeno y nitrógeno, pero este es un campo aún con mucha exploración debido
a que se ha enfocado a carnes frescas o refrigeradas en las cuales las atmósferas se
comportan totalmente diferentes que en la carne seca deshidratada.
2.3 Problemática
La industria para la elaboración de carne seca estilo machaca en los últimos 10 años ha
experimentado problemas para exportar a Estados Unidos de Norteamérica debido al
cierre de la frontera por cuestiones de inocuidad y regulaciones gubernamentales.
Además de lo anterior este tipo de producto en particular carece de estudios que le
ayuden a validar el uso de tratamientos post letales adecuados y el impacto de
conservadores, ambas cosas incrementarían la inocuidad del producto y por ello la
confianza de autoridades como Secretaria de Ganadería, Recursos Naturales, Pesca y
Alimentación- Servicio Nacional de Inocuidad y Calidad Agroalimentaria (SAGARPASENASICA) y el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos de NorteaméricaServicio de Inspección y Seguridad en Alimentos (USDA-FSIS).
Además en la actualidad a la carne seca estilo machaca se le ha asignado un año de vida
útil basado en la experiencia únicamente sin observar la el enranciamiento del producto
durante éste periodo. Mucho menos se cuenta con información de tecnologías de
atmósfera modificada y su efecto en la oxidación de lípidos por exclusión del oxígeno.
2.4 Justificación
El uso de nuevas tecnologías como lo es la atmósfera modificada con nitrógeno así
como el uso de conservadores como lactato y diacetato de sodio, pueden llevar a la
empresa a incrementar la inocuidad de la carne seca estilo machaca, sin embargo es
necesario validar su funcionamiento para que autoridades gubernamentales como
SAGARPA-SENASICA y USDA-FSIS acepten su efectividad y le permitan a la
empresa migrar de la alternativa 3 a la 2 o quizás hasta la 1, lo cual le permitiría no sólo
incrementar la seguridad alimentaria y confiabilidad, sino también lograr reducciones de
costos económicos de hasta 91% en los muestreos obligados por estas instituciones
gubernamentales.
Por otra parte es importante validar la vida útil del producto ya que sin uso de
atmósferas modificadas, se le ha otorgado 1 año de vida útil a este tipo de productos sin
tener información que ayude a determinar si los cambios químicos en el producto como
la oxidación de lípidos lo permiten, lo anterior es de gran importancia debido a que su
descuido puede ocasionar ventas de producto “rancio” lo cual ocasiona pérdidas
económicas importantes al fallar a las expectativas de los clientes. Además es
importante validar también lo anterior usando atmósferas modificadas con nitrógeno
como una nueva tecnología que permita el incremento de la vida útil del producto más
allá del año asignado tradicionalmente al producto.
2.5 Evaluación ex ante
2.6 Material y método
2.6.1 Materiales
1. Carne de bovino
2. Sal de mesa (cloruro de sodio comercial)
3. Pouches de 4*6 pulgadas
4. Nitrógeno
5. Septas
6. Pipetas ependorf
7. Agares
8. Pruebas bioquímicas.
9. Mezcla comercial de Lactato de sodio y diacetato de sodio.
10. Listeria monocytogenes.
11. Ácido tiobarbitúrico.
2.6.2 Equipos
1. Horno deshidratador con 3 carros.
2. Tumbler.
3. Rebanadora.
4. Machacador, separador vibratorio y triturador.
5. Balanzas (debidamente calibradas)
6. Selladora con inyección de atmósfera modificada
7. Estufa.
8. Campana flujo laminar.
9. Medidor de actividad de agua.
10. Medidor de atmósfera modificada.
2.6.2 Proceso
Se hacen bistec de 10 mm de espesor, se colocan en un tumbler en porciones de 50 kg
y se adiciona una salmuera que contiene 4 litros de agua 330 g de cloruro de sodio y
un litro de una mezcla de lactato (3.37%) y de diacetato (0.25%), ambos sódicos; ya
salada la carne se extienden sobre parrillas de acero inoxidable y se deshidrata en un
cuarto cerrado hasta alcanzar 76 ºC; finalmente el producto se machaca y empaca en
una atmósfera modificada de nitrógeno (99.9%). Lo anterior se repite sin agregarle
únicamente la mezcla de lactato y diacetato sódicos.
2.6.3 Proximal
Para cada lote de 50 kg, se toma una muestra y se caracteriza bromatológicamente,
midiendo humedad, actividad de agua, proteína, grasa, cloruro de sodio, lactato de
sodio y di-acetato de sodio.
2.6.4 Inoculación de Listeria monocytogenes
El producto seco, éste se lleva a un laboratorio alejado de la planta y se inocula en
cada tratamiento Listeria monocytogenes a una concentración de (4 cfu/25 g), no
olvidando dejar una muestra sin la bacteria, como control para cada tratamiento.
La inoculación de la bacteria se lleva a cabo mediante jeringa usando un parche o
septa el cual permite inyectar sin que se pierda nitrógeno.
2.6.5 Medición de atmósfera
Se deja un paquete en el cual se mide la concentración de nitrógeno usando una septa
al analizar cada uno de los tratamientos. El paquete se pincha al inicio y se mide
concentración de nitrógeno al momento del empaque y esto se repite antes de analizar
cada tratamiento. Lo anterior es poder observar variaciones posibles variaciones en la
concentración de la atmósfera debidas al empaque y septa; garantizando así la
atmósfera no varíe.
2.6.6 Para lo estadístico se ejecuta un diseño factorial 2*2*4
Tabla 1. Diseño del experimento
Conservador
Sin
conservador
Atmósfera de
Nitrógeno
Lactato
diacetato
Sin
conservador
Sin atmósfera
de Nitrógeno
Lactato
diacetato
Tiempo de
almacenaje Repetición 1
5 días
20 días
40 días
90 dias
180 dias
360 dias
400 dias
430 dias
460 dias
5 días
20 días
40 días
90 dias
180 dias
360 dias
400 dias
430 dias
460 dias
5 días
20 días
40 días
90 dias
180 dias
360 dias
400 dias
430 dias
460 dias
5 días
20 días
40 días
90 dias
180 dias
360 dias
400 dias
430 dias
460 dias
Crecimiento de Listeria Monocitogenes como UFC/25 g de machaca
Atmósfera
modificada
Variable dependiente
Repetición 2
Crecimiento de Listeria Monocitogenes como UFC/25 g de machaca
Variables independientes
2.6.5 Técnica para la determinación de rancidez (TBA)
Para determinar la oxidación de lípidos se preparará un lote de producto y se sacan 27
muestras, por duplicado, que serán evaluadas al inicio y cada mes hasta completar 15
muestras. Lo anterior considerando el uso y sin el uso de la atmósfera modificada con
nitrógeno.
2.7 Bibliografía
Appendix A FSIS, (1999), Complianse Guidelines For Meeting Lethality Performance
Standards For Certain Meat And Poultry Products. FSIS-USDA, USA.
DGIAAP-RP-08, (2008). Programa de Reducción de Patógenos, SENASICASAGARPA, México.
Directiva 10.240.4, (2006). Procedimiento de Verificación para los Inspectores de
Seguridad Alimentaría en Relación con el Reglamento sobre Listeria monocytogenes.
Georanas I., Skandamis P. N., Belk K.E., Scanga J. A., Kendall P. A., Smith G. C.,
Sofos J. N. (2006). Post-processing application of chemical solutions for control of
Listeria monocytogenes, cultured under different conditions, on commercial smoked
sausage formulated with and without potassium lactate –sodium diacetate, Food
microbiology, 23, 762-771.
Ospina-Meneses, S.M., Cartagena-Valenzuela J.R. (2008). La atmósfera modificada:
Una alternativa para la conservación de alimentos, Revista Lasallista de Investigación.
5, 112-123.
3.0 PROGRAMA DE PRODUCTOS/COMPONENTES
3.1 Demanda
3.1 Validar el uso de lactato y diacetato de sodio como conservadores anti Listeria
monocytogenes en carne seca estilo machaca.
3.2 Validar y en su caso alargar la vida útil de la carne seca estilo machaca.
3.3 Validar el uso de la atmósfera modificada con nitrógeno como tratamiento post
letal sobre Listeria monocytogenes en carne seca estilo machaca.
5.0 DESGLOSE FINANCIERO
5.1 Presupuesto Financiero
Partida
Personal
Materiales y suministros
Sevicios generales
Entrenamiento y capacitacion
Infraestructura
Movilizacion por cobertura
Trimestre Trimestre Trimestre Trimestre Trimestre
1
2
3
4
5
Total de partida
9000
9000
9000
9000
9000
45000
45000
45000
100000
100000
7500
20000
27500
Lo aportarán empresa y la universidad
20000
20000
10000
15000
65000
174000
36500
19000
29000
24000
282500
5.2 Justificación
Personal: Se otorgan beca a dos estudiantes que colaboraran en el proyecto, por un monto de $1500.00 pesos mensuales a cada uno, durante la
duración del proyecto. Estos estudiantes apoyaran en los estudios de inoculación y seguimiento de Listeria monocytogenes, así como en la
caracterización fisicoquímica de materia primas y producto y de la evolución del grado de oxidación de lípidos en el producto
Materiales y suministros: El recurso solicitado en este rubro será para la compra de reactivos y materiales de laboratorio necesario para el
desarrollo del proyecto dentro de los cuales comprenden materiales, medio de cultivo o reactivo para realizar los análisis contemplados en el
proyecto.
Servicios generales: Debido al peso que tiene este proyecto a nivel gubernamental y a la importancia de contar con servicios de laboratorios
certificados por la SAGARPA y USDA, se empleará servicio para determinación de Listeria monocytogenes aprobado por estos organismos,
además de que se utilizara para adquirir la cepa de Listeria monocytogenes que será inoculada.
Entrenamiento y capacitación:
Son gastos derivados de la capacitación para realizar las técnicas de laboratorio necesarias, asi como la publicación de los resultados e
inscripción en revistas científicas relacionadas al área.
Movilización por cobertura: Estos gastos están destinados a las necesidades que se tienen para la adquisición de la cepa de Listeria
monocytogenes y paqueterías para traslado de materiales y muestras y asistencia a foros o eventos científicos relacionados con alimentos.
5.3 Costos aportados por la empresa
Partida
Carne
Sal
Empaques
Gas
Nitrógeno alta pureza
Conservadores
Trimestre 1
Trimestre 2
23600
1.98
580
844.09
1350
1500
Trimestre 3
Trimestre 4
Total de partida
23600
1.98
580
844.09
1350
1500
27876.07
Nota: es importante considerar que la empresa colaborara además con los gastos fijos para el procesado de la muestra como mano de
obra, electricidad, entre otras.
6.0 MARCO LÓGICO
RESUMEN NARRATIVO
Fin
RESUMEN NARRATIVO
Propósito
INDICADORES
MEDIOS DE
VERIFICACION
Mediante el uso
de una
atmósfera
modificada con
nitrógeno y uso
de
conservadores
es posible
aumentar la vida
útil del producto,
así como
incrementar la
inocuidad de
éste.
INDICADORES
Se obtendrán
1.-Aumentar vida útil de la beneficios
carne seca estilo machaca. económicos, por
1.-Tener
método
para la
implementación
determinar vida útil.
de la nueva
3. Disminuir muestreos de
Listeria monocytogenes sin tecnología que
alargue vida útil
poner en riesgo la
en el producto y
inocuidad del producto y
mejore
obtener beneficios
inocuidad.
económicos por ello.
1
artículo
publicado.
SUPUESTOS
científico
Validación del uso de la
nueva tecnología de
atmosferas modificadas
en carne seca por el
Grupo Agroindustrial
Chinarras.
MEDIOS DE
VERIFICACION
SUPUESTOS
1.-Publicación
artículo científico.
de 1.- LA ATMÓSFERA
MODIFICADA CON
NITRÓGENO
SE
2.- Podrá observarse
CREE EVITA LA
implementado el
OXIDACIÓN
DE
método de validación
LIPIDOS Y PERMITE
de vida útil en Grupo
ALARGAR LA VIDA
Agroindustrial
UTIL
DEL
Chinarras.
PRODUCTO.
3.- Podrá observarse
la migración de la
2.-LA ATMÓSFERA
alternativa 3 a la 2 o
MODIFICADA CON
incluso a la 1 en Grupo NITRÓGENO INHIBE
Agroindustrial
EL DESARRROLLO
Chinarras.
DE
LISTERIA
MONOCYTOGENES
Y
PUEDE
SER
USADO COMO UN
TRATAMIENTO
POST LETAL.
3.- EL USO DE
LACTATO
Y
DIACETATO
DE
SODIO INHIBEN EL
DESARROLLO DE
LISTERIA
MONOCYTOGENES.
6.0 IMPACTOS ESPERADOS
6.1 Ambientales
No aplica
6.2 Económicos
1.- Aumentar la vida útil del producto, minimizara la probabilidad de pérdida de producto por
caducidad de este.
2.- Disminución de los muestreos exigidos por SAGARPA-SENASICA Y FSIS-USDA hasta en
un 91%, debido al empleo de tratamientos pos-letales y uso de conservadores aprobados por
SSIS-USDA, lo cual representara beneficios económicos significativos ya que los muestreos
podrían disminuir significativamente los costos derivados por este rubro, sin arriesgar la
calidad e inocuidad del producto.
3.- Al disminuir riesgos sanitarios disminuye también la posibilidad de tener que retirar
producto del mercado en México y Estados Unidos de Norteamérica (recall), lo cual resulta muy
costoso para la empresa.
6.3 Sociales
1.- Mejora la inocuidad del producto y por ello protege con mayor certeza la salud de
los clientes.
2.-Permite el desarrollo de nuevos empleos al hacer más competitiva la empresa y
facilitarle la exportación a Estados Unidos de Norteamérica.
3.- Contribuye a que empresas mexicanas usen nuevas tecnologías de empaque para
carne seca, haciéndolas más competitivas a nivel internacional.
6.4 Tecnológicos y Científicos.
1.-Implementar métodos para la determinación de la vida útil en nuevos productos que
se desarrollen en la empresa.
2.-Validar la efectividad de lactato y diacetato de sodio como inhibidores de Listeria
monocytogenes en carne seca estilo machaca. Como producto específico.
4.-Validar y desarrollar la atmósfera modificada con nitrógeno como tratamiento post
letal, para inhibir o eliminar Listeria monocytogenes en carne seca estilo machaca.
5. Aumentar la vida útil del producto mediante el uso de la atmósfera modificada con
nitrógeno.
7.0 USUARIOS Y BENEFICIARIOS
7.1 Directos
1. Nombre de la empresa: Grupo Agroindustrial Chinarras S.P.R. de R.L. de C.V.
2. RFC: GAC000707-4H4
3. Representante legal: Ing. Juan Carlos Olivas Navarrete
7.2 Indirectos
No aplica
7.3 Productores cooperantes
No aplica
7.4 Registro de parcelas y/o lotes
No aplica
8.0 GRUPOS DE TRABAJO
No aplica.
9.0 DATOS DE LA INSTITUCIÓN RESPONSABLE
9.1 Fortaleza institucional
La empresa cuenta con instalaciones y equipos de primer nivel y personal capacitado
cumpliendo así con los más altos estándares internacionales que le permiten
movilización nacional (certificación TIF) e internacionalmente en Estados Unidos de
Norteamérica (aprobación USDA)
9.2 Datos de representante legal
1. Representante legal: Ing. Juan Carlos Olivas Navarrete
2. Adscripción: Grupo Agroindustrial Chinarras S.P.R. de R.L. de C.V.
3. Teléfono: (614) 4596400
4. E-mail: [email protected]
9.3 Datos del responsable técnico
Nombre (s): RUBEN MARQUEZ MELENDEZ
CURP:
MAMR551029HCHRLB05
Domicilio:
CALLE CLAVELINAS 4122
FRACCIONAMIENTO TECNOLOGICO DE
MONTERREY
Estado y
Municipio:
Chihuahua,Chihuahua
C.P.
31150
Teléfono(s):
614 4241825
Correo
Electrónico:
[email protected]
Grado
Académico
Doctorado
Institución:
UNIVERSIDAD AUTONOMA DE
CHIHUAHUA
Fax:
Profesión:
INGENIERIA QUIMICA
Especialidad: ALIMENTOS
9.4 Datos de investigador colaborador
+
Nombre (s): ARMANDO QUINTERO RAMOS
CURP:
QURA600105HSLNMR07
Domicilio:
UNIVERSIDAD LA SALLE 1601.
RESIDENCIAL UNIVERSIDAD
Estado y
Municipio:
Chihuahua,Chihuahua
C.P.
31125
Teléfono(s):
614 1794042
Correo
Electrónico:
[email protected]
Grado
Académico
Doctorado
Institución:
UNIVERSIDAD AUTONOMA DE
CHIHUAHUA
Fax:
Profesión:
INGENIERIA BIOQUIMICA EN
ALIMENTOS
Especialidad: ALIMENTOS