Aplicación de tecnologías alternativas de preservación y

Aplicación de tecnologías alternativas de preservación y procesamiento de alimentos e
innovaciones en el desarrollo de productos.
Directora : Dra Noemí Zaritzky
Co Directoras: Dras Alicia Bevilacqua y Alicia Califano
Periodo: 2006-2012
Financiación :ANPCYT, CONICET y UNLP
Integrantes:
Dra. Nora Bertola
Dra. Adriana Pinotti
Dra. Miriam Martino
Dra. Silvina Andres
Dra. María A. García
Dra. Alba Navarro
Dra. Natalia Graiver
Dr. Edgardo Contreras
Dr. Alejandro Caravelli
Dra. Marina Dello Staffolo
Dra. A. Micaela Ferro Orozco
Dra. María Victoria Santos
Dra. Lorena Deladino
Ing. Gabriel Lorenzo
Lic. Sandra Rivero
Lic. Olivia Lopez
Lic. Natalia Ranalli
Lic. Lucas Marchetti
Dra. Estela Bruno
Lic. María de las Nieves Rodriguez
Objetivos:
En el presente proyecto se aborda el análisis de diversas alternativas para mejorar la calidad de
alimentos a través de tres líneas de trabajo, que abarcan desde la investigación básica hasta la
transferencia de resultados al sector industrial.
Las líneas de trabajo son: a) el desarrollo de alimentos con propiedades especiales tales como alimentos
con bajo contenido graso, con inclusión de fibra, masa sin gluten etc. que constituyen problemas
tecnológicos desde el punto de vista microestructural y reológico para el sector industrial alimentario
b) el análisis crítico de las ventajas e inconvenientes que presentan algunas tecnologías de tratamiento
no tradicionales, denominadas también “emergentes” de las que no se dispone en la literatura de
información fehaciente o la misma es controvertida y en las que hay que realizar aun gran cantidad de
trabajo experimental y una correcta interpretación de los resultados.
c) El modelado matemático y la simulación numérica para optimizar procesos de transferencia de
energía y materia que se aplican industrialmente en el tratamiento de alimentos.
En lo referente al desarrollo de alimentos con propiedades especiales, cabe señalar que una de las
tendencias en investigación y desarrollo en el campo de la ingeniería de alimentos en el ámbito
internacional está orientada a la búsqueda y análisis de vinculaciones entre la microestructura de los
sistemas, sus propiedades físicas y los atributos de calidad, que permiten diseñar procesos tecnológicos
de interés, basándose en el conocimiento básico de los fenómenos que tienen lugar en sistemas
alimentarios complejos. En el presente proyecto se abordan estudios reológicos para el desarrollo de
productos de poca disponibilidad en el mercado como por ejemplo masa no fermentada apta para
celíacos quienes presentan una intolerancia irreversible a ciertas fracciones de las proteínas del trigo,
centeno, cebada y avena. La reacción de los enfermos celíacos a la ingestión de gluten produce una
inflamación del intestino delgado que resulta en una disminución de la superficie disponible para la
absorción de varios nutrientes importantes. El único tratamiento efectivo para la enfermedad celíaca es
un estricto mantenimiento de una dieta libre de gluten a lo largo de toda la vida del paciente. Desde el
punto de vista reológico la matriz de gluten es el principal determinante de importantes propiedades de
la masa. El desarrollo de masa no fermentada libre de gluten constituye un desafío interesante ya que la
harina debe reemplazarse por almidones carentes de las adecuadas propiedades reológicas y a los que
se les debe adicionar hidrocoloides y otros productos.
Además se continua trabajando con el desarrollo de alimentos con bajo contenido graso. Estos alimentos
tienen una demanda importante en el mercado para la producción de alimentos con calorías reducidas.
Su desarrollo implica la realización de estudios reológicos básicos, análisis de comportamiento
viscoelástico y estudios microestructurales que permitan lograr productos aceptables por los
consumidores en los que la fase grasa ha sido sustituída por hidrocoloides. En ese aspecto se aborda el
desarrollo de productos cárneos emulsionados y de emulsiones líquidas con bajo contenido de aceite.
Los productos cárneos magros embutidos han resultado de interés por parte de la industria local por
constituirse en matrices aptas para la incorporación de otras sustancias como fitoesteroles, ácidos
omega-3 etc. Por lo tanto los resultados a obtener podrán ser transferidos a la industria que se ha
mostrado interesada en ellos.
Se continúa con la línea de trabajo referida a la aplicación de recubrimientos a base de metilcelulosa y
de otros materiales para reducir el contenido graso de alimentos sometidos a fritura. En esta área se
han registrado avances importantes dentro del grupo y en este Proyecto se quiere abordar su aplicación
a productos pre-fritos congelados. También se trabaja en el desarrollo de alimentos de base láctea con
incorporación de fibra.
Se trabaja asimismo en el desarrollo de películas biodegradables a base de almidones y otros
hidrocoloides
La otra línea de trabajo que se aborda en el Proyecto, es el análisis de la efectividad de algunas
tecnologías de preservación de alimentos, las cuales han venido cobrando interés en los últimos tiempos
a nivel internacional y que se conocen en la literatura como tecnologías “emergentes” o “innovadoras”.
Muchos de estos métodos no térmicos de preservación tales como la aplicación de radiación ultravioleta,
aplicación de ozono, altas presiones etc. intentan prolongar la vida útil de los productos, por ejemplo
inactivar microorganismos generando un menor daño en su calidad nutricional y sensorial. Sin embargo
frecuentemente la información disponible en la literatura sobre esas tecnologías es insuficiente y
controversial o su efectividad no ha sido probada en diversas matrices alimentarias abarcando todos los
aspectos que influyen en la calidad de un alimento. En tal sentido frente a estas alternativas
tecnológicas se pretende adoptar una actitud crítica acerca de las ventajas y desventajas que ofrecen
además de realizar el análisis de los costos e inversiones que cada una implica.
Por último los trabajos se complementarán con el desarrollo de software para la simulación numérica de
procesos industriales de transferencia de energía y materia que permitirán la optimización de los
mismos.
En síntesis los objetivos generales del Proyecto son:
1) Desarrollar alimentos con propiedades especiales, que puedan ser posteriormente transferidos al
sector productivo para su producción a mayor escala. En tal sentido se han seleccionado algunas áreas
de trabajo importantes como el desarrollo de alimentos cárneos emulsionados de bajo contenido graso,
emulsiones líquidas de contenido reducido en aceite, emulsiones dobles, aplicación de recubrimientos
comestibles para disminuir el ingreso de aceite durante el proceso de fritura, el desarrollo de alimentos
que incluyen fibra dietaria, y el desarrollo de alimentos especiales para individuos celíacos. En muchos
de estos casos fundamentalmente los problemas tecnológicos implican obtener productos con
comportamiento reológico similar al de los productos originales, para lo cual resulta necesario realizar
estudios microestructurales y de viscoelasticidad.
2) Analizar la efectividad que tiene la aplicación de tecnologías alternativas de preservación y
procesamiento de alimentos en el mejoramiento de su calidad realizando un estudio crítico de todas las
variables intervinientes e incluyendo los factores económicos. Entre estas tecnologías alternativas se
trabajará específicamente con la aplicación de radiación UV en alimentos líquidos, la aplicación de ozono
gaseoso en carnes refrigeradas, la aplicación de altas presiones en sistemas amiláceos (en este caso no
como técnica de preservación sino para obtener productos con diferente microestructura), el desarrollo y
caracterización de películas biodegradables y la encapsulación de compuestos activos.
3) Los trabajos se complementan con la optimización de procesos, a través del modelado matemático y
la simulación numérica de la transferencia de energía y/o materia en el tratamiento de alimentos.
a) Modelado matemático la transferencia de materia durante el proceso de curado húmedo de carnes
considerando coeficientes de difusión variables con la concentración de cloruro de sodio. Ello permite
predecir perfiles de concentración y tiempos de proceso en condiciones similares a las que se producen
en la industria. Se estudia la incorporación de agua y sales de curado durante el tiempo de inmersión y
se optimizan los tiempos de proceso que aseguren concentraciones adecuadas de cloruro de sodio,
nitrito y nitratos, según las normas vigentes.
b) Modelado de la transferencia de energía y materia en el proceso de fritado con y sin recubrimiento de
metil celulosa que reduce la incorporación de aceite.
c) Modelado de la descongelación por microondas: determinación de perfiles de temperatura y
humedad.
d) Modelado la congelación de alimentos de geometría irregular utilizando la técnica de elementos finitos
y desarrollando códigos propios que permitan tener en cuenta la fuerte variación de las propiedades
termofísicas con la temperatura.
e) Modelado la transferencia de energía en el proceso de cocción de productos cárneos de geometría
irregular. Se validarán las predicciones mediante curvas tiempo-temperatura experimentales. Se
acoplarán los modelos de transferencia de energía utilizando elementos finitos con la cinética de
destrucción térmica de E. coli O157:H7 a los efectos de asegurar la inocuidad del producto cocido.