“FOODPREDICT - Estudios de predicción de la vida útil en
Anuncio
“FOODPREDICT - Estudios de predicción de la vida útil en productos alimentarios preparados” Convenio AZTI/DAPA Informe FINAL- 2007 para: Dirección de Innovación y Desarrollo Tecnológico, Viceconsejería de Política e Industria Alimentaria, Dpto. Agricultura, Pesca y Alimentación , Eusko Jaurlaritza - Gobierno Vasco Sukarrieta, 28 de Febrero de 2008 Tipo documento Informe FINAL- 2007 “FOODPREDICT - Estudios de predicción de la vida útil en productos alimentarios preparados” Titulo documento Fecha Proyecto 28/02/2008 “FOODPREDICT - Estudios de predicción de la vida útil en productos alimentarios preparados” Código IA2006004 Cliente Dirección de Innovación y Desarrollo Tecnológico, Viceconsejería de Política e Industria Alimentaria, Dpto. Agricultura, Pesca y Alimentación, Eusko Jaurlaritza Gobierno Vasco Equipo de proyecto: Maider Nuin Begoña Alfaro Carmen Abaroa Responsable proyecto Maider Nuin / Begoña Alfaro Revisado por Matxalen Uriarte / Coordinadora Area SD Fecha Aprobado por Antonio Duch (Director Tecnológico de la UIA) Fecha FOODPREDICT-Informe Anual 2007 2/15 © AZTI Tecnalia 2008 ÍNDICE 1. INTRODUCCION .................................................................................................. 4 2. BENEFICIOS GENERADOS................................................................................ 5 3. 2.1 RESULTADOS MÁS IMPORTANTES.............................................................. 5 2.2 PRODUCCION CIENTIFICA, DIVULGACION – PLAN DE DIFUSION..... 10 2.3 POSIBILIDADES DE TRANSFERENCIA – INTERES DE EMPRESAS ..... 12 2.4 PLANTEAMIENTO DE NUEVOS PROYECTOS Y OTRAS ACCIONES...... 12 2.5 FORMACION DE PERSONAL Y DEL GRUPO DE TRABAJO ..................... 13 CONCLUSIONES................................................................................................ 14 FOODPREDICT-Informe Anual 2007 3/15 © AZTI Tecnalia 2008 1. INTRODUCCION En el presente informe se describen las actividades realizadas en el proyecto IA2006004 FOODPREDICT desde su inicio en Enero de 2006 hasta su finalización en Diciembre de 2007. En la actualidad la industria alimentaria esta innovando en el desarrollo de nuevos productos (como el sector conservero que aprovechando sus propias instalaciones comienza a adentrarse en la elaboración de platos preparados) que conllevan una nueva problemática, la falta de conocimiento sobre el deterioro de los alimentos preparados. En este sentido, se propone afrontar dos problemáticas. Por un lado la calidad y seguridad alimentaria en los productos preparados refrigerados, en los que la temperatura de almacenamiento (y sus fluctuaciones) influyen de manera decisiva en la vida útil y que el sistema actual de fecha de caducidad fija no lo contempla. Por otro lado los productos de larga vida útil como los platos preparados esterilizados o los congelados, en los que un procedimiento de determinación de la vida útil a tiempo real llevaría años, lo cual no es práctico para las empresas, que demandan soluciones. En los años 80 se reconoció que la microbiología tradicional basada en el análisis a posteriori de productos finales era cara y poco aplicativa. La idea de analizar sistemáticamente el comportamiento microbiano en las diferentes condiciones características de los alimentos se extendió rápidamente. La microbiología predictiva es una herramienta útil mediante la cual pueden ser modeladas las respuestas de crecimiento de microorganismos de interés en los alimentos respectos a los principales parámetros de control (temperatura, pH, actividad del agua ó aw). En otras palabras, la microbiología predictiva estudia la respuesta de crecimiento de microorganismos que crecen en los alimentos frente a los factores que les afectan y a partir de estos datos predecir lo que sucederá durante su almacenamiento. Los modelos matemáticos y el uso de ordenadores permitieron coordinar y expresar brevemente cantidades ingentes de información, dando lugar a aplicaciones informáticas FOODPREDICT-Informe Anual 2007 4/15 © AZTI Tecnalia 2008 tales como el Food MicroModel, Pathogen Modelling Program, Food Spoilage Predictor y Delphi. Estos programas permiten una rápida, barata y a priori disposición de información referente a la muerte o crecimiento de bacterias alterantes o patógenas en distintas condiciones ambientales referidas a temperatura, pH, composición de la atmósfera, cloruro sódico, nitritos. En AZTI se están empezando a desarrollar este tipo de programas informáticos incluyendo predicciones en condiciones dinámicas y datos de predicciones sensoriales. Los modelos predictivos presentan múltiples aplicaciones en la industria alimentaria ya que proporcionan información útil para poder tomar decisiones en muchos casos. Otra de las aplicaciones de los modelos predictivos es poder predecir la vida útil de alimentos de conservación muy larga (por ejemplo esterilizados o congelados) en un periodo de tiempo menor al real, mediante estudios de envejecimiento acelerado. Para acelerar la vida útil de los alimentos, y obtener así en menor tiempo datos sobre su cinética de deterioro, es necesario almacenar cada producto a varias temperaturas de conservación superiores a la normalmente utilizada y hacer un seguimiento de la evolución de los parámetros de calidad del producto a cada una de esas temperaturas. A partir de los datos obtenidos, se puede predecir la vida útil a la temperatura real de conservación de cada producto. 2. BENEFICIOS GENERADOS 2.1 RESULTADOS MÁS IMPORTANTES A continuación se describen los trabajos realizados en AZTI durante los años 2006-2007 dentro de la temática del presente proyecto. Las fases generales son las siguientes: FOODPREDICT-Informe Anual 2007 5/15 © AZTI Tecnalia 2008 FASE 1: Vigilancia Tecnológica FASE 2: Estudios de vida útil acelerada. FASE 3: Estudios de conservación en condiciones isotérmicas FASE 4: Estudios de conservación en condiciones no-isotérmicas FASE 5: Tratamiento estadístico y modelización de los resultados. FASE 6: Difusión, publicaciones. FASE 1: VIGILANCIA TECNOLÓGICA Se ha llevado a cabo una vigilancia tecnológica de los modelos matemáticos predictivos primarios de crecimiento microbiano que permiten la obtención de curvas de crecimiento y el cálculo de parámetros características de crecimiento de una población bacteriana (concentración inicial, tasa máxima específica de crecimiento, fase de latencia y máxima densidad de población). Por otro lado se ha recopilado información relativa a modelos de la secundarios que expresan los parámetros de crecimiento (tasa de crecimiento, fase de latencia) en función de las condiciones medioambientales (temperatura, pH,...), que suelen referirse a las condiciones de almacenamiento de los alimentos. También se ha llevado a cabo una búsqueda de modelos de predicción de estudios de vida útil acelerada, principalmente estos modelos se basan en la aplicación del análisis de la función de riesgo de Weibull y análisis de la supervivencia para la determinación del fin de la vida útil de alimentos. FASE 2: ESTUDIOS DE VIDA ÚTIL ACELERADA Se han realizado estudios de vida útil acelerada con 4 platos preparados esterilizados (cremas de verduras). Se ha llevado a cabo: FOODPREDICT-Informe Anual 2007 6/15 © AZTI Tecnalia 2008 Diseño de los estudios experimentales y coordinación de los muestreos • Se realizaron unas pruebas preliminares para obtener información sobre la velocidad de deterioro de los productos a diferentes temperaturas. Para ello, un panel de cata realizó un seguimiento de la evolución de la calidad sensorial los platos preparados sometidos a varias temperaturas de abuso. • Tras las pruebas preliminares, se realizó un diseño experimental que contemplaba el almacenamiento de los 4 productos a 4 temperaturas: 4, 30, 35 y 40ºC. Se propuso un diseño escalonado, con un número creciente de catadores en cada tiempo, para cada producto y temperatura de almacenamiento (plan de ejecución 2006-2007). Seguimiento de la calidad y análisis sensorial de los platos preparados: Se realizó la evaluación sensorial de los platos preparados con un panel de cata interno de AZTI. Se ha llevado a cabo una evaluación basada en una escala hedónica de nueve puntos así como pruebas de aceptación o rechazo de los productos. FASE 3 y 4: ESTUDIOS DE CONSERVACIÓN EN CONDICIONES ISOTÉRMICAS Y NOISOTÉRMICAS En esta fase se han seleccionado como productos pesqueros de interés comercial en la CAPV la dorada y la lubina. Se han realizado estudios de conservación de ambos productos almacenándolos a 0ºC. Se ha determinado la vida útil de ambos productos mediante la realización de muestreos periódicos y llevando a cabo análisis microbiológicos de los siguientes parámetros: aerobios mesófilos y enterobacterias. En esta fase del proyecto se ha llevado a cabo la implantación piloto de un sistema de trazabilidad en la cadena de comercialización del rodaballo que integre a productores, mayoristas en origen y mayoristas en destino. En una planta de acuicultura de rodaballo , se instalaron los data-loggers y las sondas se colocaron dentro de las cajas isotermas de poliuretano con rodaballo fresco y hielo. Se realizó un seguimiento continuo de la temperatura y el tiempo durante el transporte del rodaballo fresco desde la psicifactoria hasta la plataforma de recogida en Italia. FOODPREDICT-Informe Anual 2007 7/15 © AZTI Tecnalia 2008 Tras la recopilación y procesado de los datos tiempo-temperatura utilizando el programa de predicción de vida útil de rodaballo FSLP “Fish Shelf Life Prediction Program” (AZTI) los resultados para los parámetros microbiológicos indican que el rodaballo se mantiene en condiciones óptimas desde el punto de vista de calidad y de seguridad. La predicción de aerobios mesófilos está siempre dentro de los límites legislados. Los límites establecidos por la legislación de productos pesqueros frescos (Real Decreto 1521/1984 de 1 de Agosto; B.O.E. 22-8-84; Reglamentación técnico sanitaria de los establecimientos y productos de la pesca y acuicultura con destino al consumo humano) para el recuento de colonias aeróbicas mesófilas es el siguiente: Máx. 1x106 ufc/g. Figura 1.Registro del tiempo- temperatura del rodaballo fresco durante el transporte refrigerado desde la psicifactoria de origen a Italia. Asimismo, se han realizado varios experimentos de conservación de carne de vacuno en condiciones isotérmicas y no isotérmicas, estudiando la influencia de la temperatura en la vida útil del producto. FASE 5: TRATAMIENTO ESTADÍSTICO Y MODELIZACIÓN DE LOS RESULTADOS. Estudios de vida útil acelerados: Se han analizado estadísticamente los datos obtenidos en las catas realizadas en los análisis sensoriales, ajustando los datos a distintas distribuciones de probabilidad como la función de riesgo de Weibull, la log-normal y la log-logística para cada producto y cada temperatura. Se ha comprobado que estos tres modelos paramétricos ajustan igual de bien los datos en el FOODPREDICT-Informe Anual 2007 8/15 © AZTI Tecnalia 2008 rango de tiempo muestreado y se ha calculado una estimación de la vida útil de los platos preparados. Para validar los modelos obtenidos en los estudios de vida útil acelerados, se están realizando estudios de deterioro a tiempo real, con los resultados que se obtengan durante el 2008 se estudiará la correlación entre los datos observados experimentalmente y los datos obtenidos con los modelos matemáticos. En las Figuras 2 y 3 se muestran los ajustes parámetricos (exploración de las distribuciones Weibull, Log-normal y log-logística) realizados dos productos a 40ºC Figura 2 Funciones de rechazo estimadas paramétricamente mediante tres distribuciones de probabilidad para crema de verduras 1 a 40ºC. FOODPREDICT-Informe Anual 2007 9/15 © AZTI Tecnalia 2008 Figura 3.Funciones de rechazo estimadas paramétricamente mediante tres distribuciones de probabilidad para crema de verduras 2 a 40ºC. La Tabla 1 muestra una primera estimación de la vida útil de las 4 productos (cremas de verduras) almacenados a 40ºC. Tabla 1. Primera estimación de la vida útil de los productos almacenados a 40ºC. Temperatura Producto (ºC) Estimación preliminar de la vida útil (díasmeses) 40 CV1 230 (7,7) 40 CV 2 191 (6,4) 40 CV 3 214 (7,1) 40 CV 4 167 (5,6) FOODPREDICT-Informe Anual 2007 10/15 © AZTI Tecnalia 2008 2.2 PRODUCCION CIENTIFICA, DIVULGACION – PLAN DE DIFUSION Contribuciones: Artículo científico enviado a la revista “International Journal of Food Microbiology” : Maider Nuin, Begoña Alfaro, Ziortza Cruz, Nerea Argarate, Susie George, Yvan Le Marc, Carmen Pin. “Modelling sensory and microbial spoilage of fresh turbot and evaluation of time-temperature integrator (TTI) labels under fluctuating temperature” (en revisión). En este artículo se ha colaborado con el centro Intitute of Food Research (Norwich, Inglaterra), y en él se recoge todo el trabajo realizado en modelos de predicción para pescado fresco refrigerado y el desarrollo del software “Fish Shelf Life Predicción Program (FSLP). Comunicación oral en Seafood shelf-life and safety prediction-a one-day workshop: Alfaro B. Nuin M., Pin C., Yvan Le Marc. 2007. Fish Shelf Life Prediction (FSLP) programme. Seafood shelf-life and safety prediction-a one-day workshop. Fourth SEAFOODplus Conference.Palacio Euskaduna. Bilbao.(Spain). Comunicación oral en el curso Quality and Safety Control of fish and fish products : Alfaro B. 2007. Shelf Life determination of fish and fish products according to sensory and microbial parameters.FAO/CIHEAM: Quality and Safety Control of fish and fish products. Zaragoza.Spain. Presentación de resultados del proyecto en los siguientes congresos internacionales (poster y publicación de un resumen de las actividades realizadas en los Proceedings de los dos congresos): Nuin, M., Alfaro, B., Abaroa, C. “Accelerated Shelf Life Testing (ASLT) of heat stable readyto-eat foods”. 5th International Conference Predictive Modelling in Foods (5ICPMF). Atenas, septiembre, 2007. FOODPREDICT-Informe Anual 2007 11/15 © AZTI Tecnalia 2008 Nuin, M., Alfaro, B., Abaroa, C. “Shelf-life prediction of convenient foods by accelerated storage studies and sensory analysis”. “Innovations in Food Technology” - European Congress of Chemical Engineering -6 (ECCE-6). Copenhage, septiembre, 2007. 2.3 POSIBILIDADES DE TRANSFERENCIA – INTERES DE EMPRESAS Se han realizado diversas reuniones y acciones con empresas del sector conservero, y se está desarrollando un proyecto con una empresa que fabrica platos preparados esterilizados para predecir la vida útil de sus nuevos productos mediante estudios de vida útil acelerada. También se ha llevado a cabo la implantación piloto de un sistema de trazabilidad en la cadena de comercialización del rodaballo que ha integrado a productores, mayoristas en origen y mayoristas en destino. Se ha utilizado el programa de predicción de vida útil de rodaballo FSLP “Fish Shelf Life Prediction Program” (AZTI) Por otro lado, se ha realizado un proyecto con el GRUPO EROSKI, Scoop. bajo la temática de esta línea de trabajo. 2.4 PLANTEAMIENTO DE NUEVOS PROYECTOS y OTRAS ACCIONES Como continuación de parte de los trabajos iniciados en 2006 en esta línea, se presenta al Convenio Marco 2008 una propuesta en la cual se van a estudiar nuevos métodos para la predicción y determinación de la vida útil en alimentos. Por otro lado, se ha realizado un proyecto con EROSKI bajo la temática de esta línea de trabajo, y se han presentado dos ofertas más para desarrollar softwares de predicción de la vida útil en productos perecederos. FOODPREDICT-Informe Anual 2007 12/15 © AZTI Tecnalia 2008 2.5 FORMACION DE PERSONAL Y DEL GRUPO DE TRABAJO En el contexto de este proyecto se ha asistido a los siguientes congresos internacionales: - Fourth SEAFOODplus Conference.Palacio Euskaduna. Bilbao.(Spain). Junio 2007. - 5th International Conference Predictive Modelling in Foods (5ICPMF). Atenas, septiembre, 2007. - “Innovations in Food Technology” - European Congress of Chemical Engineering -6 (ECCE-6). Copenhage, septiembre, 2007. Se han realizado los siguientes cursos de formación dentro del proyecto: - Curso:”Sensory Evaluation: Overview and Update” (2007). Paris, France April 17 to 20 April. Michael O`Mahony.University of California. Hal MacFie Sensory and Consumer Science Training Courses. - Curso de ACCESS para la creación de una base de datos de los resultados de los análisis sensoriales de los estudios de vida útil acelerados. FOODPREDICT-Informe Anual 2007 13/15 © AZTI Tecnalia 2008 3. CONCLUSIONES Alguna de las conclusiones más relevantes de los trabajos realizados son: • Desarrollo de herramientas de control y predicción de vida útil. Se ha mejorado el software “Fish Shelf Life Predicción Program (FSLP), así mismo se ha redactado un manual de usuario del software. Dicho programa informático, basado en modelos matemáticos, permite predecir el crecimiento microbiano, la respuesta de un panel de catadores así como la respuesta de los indicadores tiempo-temperatura de productos pesqueros bajo diferentes temperaturas de almacenamiento. Dicho programa informático está disponible en la página Web de AZTI. http://www.azti.es/muestracontenido.asp?idcontenido=980&content=15&nodo1=30&n odo2=0 • Se han establecido metolodologías para la predicción de la vida útil tanto para productos no perecederos como perecederos. • Para productos alimentarios no perecederos se han diseñado y puesto a punto metodologías de análisis sensorial de aceptación/rechazo por consumidores. Así mismo se ha aplicado técnicas estadísticas basadas en análisis de supervivencia. • Diseño y creación de una base de datos, para la introducción de los datos obtenidos en los estudios de vida útil acelerada. • Se ha establecido una colaboración con el Departamento de Estadística e Investigación Operativa, Universidad Politécnica de Cataluña, para el tratamiento estadístico de los datos de los estudios de vida útil acelerada. • Transferencia de las herramientas desarrolladas a empresas del sector alimentario. Demostración del software “FSLP” en una empresa de acuicultura de rodaballo. Tras la recopilación y procesado de los datos tiempo-temperatura utilizando el programa de predicción de vida útil de rodaballo FSLP “Fish Shelf Life Prediction Program” (AZTI) los resultados para los parámetros microbiológicos indican que el rodaballo se mantiene en condiciones óptimas desde el punto de vista de calidad y de seguridad. La predicción de aerobios mesófilos está siempre dentro de los límites legislados. Los FOODPREDICT-Informe Anual 2007 14/15 © AZTI Tecnalia 2008 límites establecidos por la legislación de productos pesqueros frescos (Real Decreto 1521/1984 de 1 de Agosto; B.O.E. 22-8-84; Reglamentación técnico sanitaria de los establecimientos y productos de la pesca y acuicultura con destino al consumo humano) para el recuento de colonias aeróbicas mesófilas es el siguiente: Máx. 1x106 ufc/g. • Se ha realizado diversas reuniones y acciones con empresas que se han interesado en la aplicación del conocimiento de AZTI en esta línea. • La difusión de los resultados del proyecto se ha realizado mediante presentaciones orales en congresos nacionales e internacionales así como publicaciones: FOODPREDICT-Informe Anual 2007 15/15 © AZTI Tecnalia 2008
