EFECTO DE UN TRATAMIENTO PASTEURIZADOR SOBRE EL

EFECTO DE UN TRATAMIENTO PASTEURIZADOR SOBRE EL
CONTENIDO MICROBIANO DE PRODUCTOS DE V GAMA
López, R.*; Abril, J. y A. Casp
Tecnología de Alimentos. Escuela Técnica Superior de Ingenieros Agrónomos.
Universidad Pública de Navarra. Campus Arrosadia. 31006 Pamplona
[email protected]
PALABRAS CLAVE: pasteurización, mesofilos, conservación, envasado
RESUMEN
El método de conservación de los platos preparados refrigerados o productos de V gama
incluye un paso de cocción-pasteurización seguido de un enfriamiento rápido y de una
conservación a temperaturas por debajo de 3ºC antes del calentamiento controlado de
regeneración y servicio.
Durante la cocción y pasteurización se destruyen algunos microorganismos sensibles al
calor y el almacenamiento a baja temperatura inhibe el desarrollo de las esporas que han
sobrevivido al tratamiento térmico. Para productos de vida útil corta (<15 días), cómo es
este caso, el principal riesgo microbiológico es la presencia de patógenos infecciosos y
el proceso térmico debe causar al menos 6 reducciones decimales en el número de estos
microorganismos (Salmonella y Listeria).
En este trabajo se han planteado 6 niveles crecientes de intensidad de tratamiento, con
un P0 100 veces mayor el último que el primero.
Los ensayos se han realizado con una receta de judías verdes, envasada en una barqueta
de 500 g. Una vez envasado el plato preparado se somete al tratamiento de
pasteurización, que se han realizado por inmersión en agua caliente (70-80ºC) en
marmita, con enfriamiento inmediato, por ducha de agua fría.
Al final del proceso se realizan las determinaciones microbiologicas para conocer la
carga microbiana; una de las barquetas se enfría directamente, sin someterla a
tratamiento de pasteurización, para conocer la carga microbiana inicial y poder conocer
la reducción decimal conseguida.
INTRODUCCIÓN
El proceso tradicional de elaboración de los platos preparados incluye tres fases
sucesivas: preparación-cocción-consumo. Recientemente se ha introducido en el
proceso un tampón temporal que permite separar la cocción del consumo.
Con la introducción de este tampón temporal el diagrama del proceso moderno de
fabricación de platos cocinados quedará como puede verse en la figura 1.
1040
Preparación
Cocción
Envasado
Pasteurización
Enfriamiento rápido
Tampón temporal
Almacenamiento en
frío
Calentamiento
Consumo
Figura 1.- Proceso moderno de elaboración de platos preparados (Cred y Reeve, 1998,
modificado).
El método de conservación de los platos cocinados refrigerados incluye un paso de
cocción-pasteurización seguido de un enfriamiento rápido y de una conservación a
temperaturas por debajo de 3ºC antes del calentamiento controlado de regeneración y
servicio. Dependiendo de la severidad de la pasteurización y de la temperatura de
conservación, la vida útil de estos productos puede llegar a ser menor de una semana.
Durante la cocción y pasteurización se destruyen algunos microorganismos sensibles al
calor (por ejemplo, bacterias de deterioro, patógenos infecciosos y algunos formadores
de esporas) y el almacenamiento a baja temperatura inhibe el desarrollo de las esporas
que han sobrevivido al tratamiento térmico. Para productos de vida útil corta (<10-14
días), el principal riesgo microbiológico es la presencia de patógenos infecciosos y el
proceso térmico debe causar al menos una disminución en el número de estos
microorganismos (Salmonella y Listeria) de 6 reducciones decimales (≈ 70ºC durante 2
minutos en el punto de calentamiento más lento).
Destrucción térmica de microorganismos
El control y destrucción por calor de los microorganismos existentes en los alimentos
(tanto los patógenos como los que solamente producirán la descomposición del
substrato) exige el conocimiento de la resistencia térmica de estos contaminantes, para
poder establecer cual es la temperatura adecuada y durante cuanto tiempo debe aplicarse
para alcanzar el objetivo de letalidad buscado.
La resistencia térmica de los microorganismos depende en primer lugar, como es lógico,
de cual sea el tipo que estamos considerando (en los platos preparados, hay que tener en
1041
cuenta primordialmente a las bacterias), y dentro de cada uno de ellos, la familia, el
género y la especie.
Siempre será más sencillo destruir por el calor las células vegetativas que las esporas de
aquellas bacterias que tengan la posiblidad de generar esta forma de resistencia.
Desde el punto de vista de la destrucción térmica es también importante el medio en el
que se encuentre el microorganismo. Las bacterias son más resistentes al calor en
medios de baja actividad de agua que en medios con alta proporción de agua libre.
Valor pasteurizador de un tratamiento térmico
La cuantificación de la letalidad de un tratamiento térmico de pasteurización se realiza
comparándolo con otro de letalidad conocida (Shapton, 1966; Shapton y col., 1971). La
relación entre la letalidad de dos tratamientos de pasteurización se podrá conocer
obteniendo el cociente de sus parámetros D:
T−T
D*
LT =
= 10 z
D
*
Esta sería la relación entre la letalidad de dos tratamientos de 1 minuto, uno de ellos
realizado a la temperatura de referencia (T*) y el otro a una temperatura cualquiera (T),
para un microorganismo que tenga como parámetro de termorresistencia z. Si el
tratamiento se prolonga por t minutos:
P = LT ⋅ t = t ⋅ 10
T − T*
z
Con esta expresión se halla el valor del parámetro P (valor pasteurizador), que será la
unidad de comparación con la que se medirán los distintos tratamientos aplicados
después de haber elegido una temperatura de referencia (T*) y un microorganismo de
referencia que fije el valor de z. Una vez determinados esos T* y z de referencia, al
valor pasteurizador en esas condiciones se le denomina P0. En los procesos de
pasteurización se suele elegir como temperatura de referencia 70ºC y z=10.
Lo referido en los párrafos anteriores es válido cuando se considera un tratamiento a
temperatura constante, y por lo tanto se asume que los tiempos de calentamiento y de
enfriamiento son despreciables. Esto en la práctica no es posible, ya que existirán
periodos de calentamiento y de enfriamiento en los que el producto pasará por una serie
de temperaturas distintas, primero crecientes y luego decrecientes, que cada una tendrá
una letalidad (LT) diferente. En este caso, el valor pasteurizador se calculará sumando
los productos de las letalidades de cada temperatura por el tiempo que se ha aplicado
cada una de ellas:
P = ∑ LTi ⋅ ∆t i
MATERIALES Y MÉTODOS
El estudio se ha realizado con una receta de judías verdes.
El plato preparado se ha envasado en barquetas de PP/EVOH/PP de 500g, dejando un
espacio de cabeza inferior a 1cm.
1042
El sellado se ha realizado empleando un film de las siguientes características:
PP/EVOH/PP.
Para la preparación de los platos preparados se ha utilizado una placa eléctrica regulable
y para el envasado del plato preparado en barquetas se ha utilizado una termoselladora
ILPRA mod. Basic V/G.
La pasteurización se ha efectuado en una marmita de cocción con calefacción por aceite
térmico y regulación precisa de la temperatura por medio de termostato.
El enfriamiento con agua se ha realizado por medio de un enfriador capaz de producir
una lluvia de agua de un caudal comprendido entre 2000 y 9000 l/h, sobre una
superficie de 0,2 m2.
Para el control de temperatura en los diferentes ensayos se han utilizado sondas PT-100
conectadas a un ordenador por medio de una unidad de adquisición de datos.
Una vez preparadas y envasadas las muestras, se someten a intensidades de
pasteurización diferentes en baño de agua a 75ºC; a continuación se enfrían con agua a
0ºC y a un caudal de 9000 l/h. Una de las barquetas preparadas se enfría directamente,
sin someterla a tratamiento de pasteurización, con el mismo sistema, para analizarla
posteriormente y conocer la carga microbiana inicial antes del citado tratamiento. Otra
de las barquetas preparadas se utiliza para el registro de las temperaturas insertándole
una sonda.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
En el estudio se han planteado 6 niveles crecientes de intensidad de tratamiento, con un
P0 100 veces mayor el último que el primero. Para el calculo del valor pasteurizador P0
se toma como temperatura de referencia 70ºC y z = 10.
80
75
70
65
60
Temperatura ºC
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
Tiempo (min)
Gráfica 1.- Evolución de la temperatura en el centro térmico de la barqueta de 500 g durante la
pasteurización hasta Po = 5.
1043
Los tratamientos térmicos se han realizado por inmersión en agua caliente (70-80ºC) en
marmita, con enfriamiento inmediato, al concluir el tiempo de mantenimiento de la
temperatura, por ducha de agua fría. En las gráficas 1 y 2 se puede ver la evolución de la
temperatura en el centro térmico de la barqueta durante la pasteurización hasta Po = 5 y
hasta Po = 50 respectivamente
80
75
70
65
60
Temperatura ºC
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
Tiempo (min)
Gráfica 2.- Evolución de la temperatura en el centro térmico de la barqueta de 500 g durante la
pasteurización hasta Po = 50.
En el primer caso partiendo de un producto a 47ºC y con un agua de tratamiento a 75ºC
aproximadamente, el proceso de calentamiento dura cerca de 12 minutos, mientras que
el proceso total se alarga hasta algo más de una hora.
En el segundo caso, en unas condiciones de producto y proceso similares, el
calentamiento debe mantenerse durante más de 45 minutos y la duración total del
proceso de pasteurización sería de casi dos horas.
Para el control del efecto pasteurizador de estos tratamientos se han analizado mesófilos
totales. En la tabla 1 se recogen los resultados obtenidos, que para un mejor análisis se
representan a su vez en la gráfica 3.
Tabla 1.- Efectividad de la pasteurización sobre mesófilos totales
Valor
pasteurizador
Po
0,5
1
2,5
5
20
50
Reducción decimal
conseguida
0
0,05
0,65
0,90
1,20
1,50
1044
1,6
Número de reducciones decimales
1,4
1,2
y = 0,3276Ln(x) + 0,2157
2
R = 0,9711
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
Valor pasteurizador (Po)
Gráfica 3.- Efectividad de la pasteurización sobre mesófilos totales
Como puede observarse, la curva que relaciona el poder pasteurizador y la reducción
decimal conseguida es una curva logarítmica, que tiende rápidamente a ser asintótica
con el eje de abcisas, por lo que a partir de unos determinados valores, para conseguir
pequeños incrementos en la reducción decimal se tienen que aplicar grandes
incrementos en el valor pasteurizador. Para pasar de una reducción decimal de 0,82 a
1,44 (aproximadamente del doble), se tiene que aplicar un tratamiento térmico 10 veces
más intenso (pasar de Po =5 a Po = 50).
Estas características del proceso llevan a elegir como valor pasteurizador a ensayar Po =
5, que se encuentra posicionado en el final de la porción de mayor pendiente de la
curva.
Una vez determinado cual va a ser el valor pasteurizador a aplicar a las barquetas
después de cerradas, se puede comprobar cual será su efectividad, teórica, sobre los
microorganismos más representativos que se pueden esperar en estos platos preparados.
En la tabla 3 se recogen las reducciones decimales que se aplicarán con este tratamiento
a las bacterias más representativas de este tipo de platos. Para el cálculo se han
empleado los datos de termorresistencia más altos de los encontrados en la bibliografía
para cada microorganismo.
En la tabla se han resaltado en rojo los microorganismos que se ven afectados de forma
significativa por un tratamiento térmico de intensidad Po = 5. Este tratamiento consigue
aplicar un mínimo de 5 reducciones decimales a todas las bacterias patógenas que no
son capaces de formar esporas; evidentemente las que sí forman esporas no se verán
afectadas por este tratamiento, como se puede apreciar en la tabla. Se observa también
en esta tabla que con un tratamiento de una intensidad 10 veces mayor (Po = 50) no se
obtendrían unos resultados significativamente mejores, salvo para el caso de
Staphylococcus aureus.
1045
Tabla 3.- Reducciones decimales aplicadas con una pasteurización de Po = 5
Microorganismo
Bacillus cereus
Clostridium botulinum
Tipo A en agua
Tipo B (proteolítico)
Tipo B ( no proteolítico)
Tipo E
Escherichia coli
Listeria monocytogenes
Salmonella spp.
Staphylococcus aureus
Yersinia enterocolítica
D70
4503,9
2517,9
38647,5
1257,9
457,7
0,105
0,046
0,0267
1,0
0,0119
Reducciones decimales
z(ºC) Po = 0,5 Po = 5 Po = 50
13,5 1,1E-04 1,1E-03 1,1E-02
10
10
6,5
6,1
6,8
5,4
5,4
10
5
2,0E-04
1,3E-05
4,0E-04
1,1E-03
5
11
19
1
42
2,0E-03
1,3E-04
4,0E-03
1,1E-02
48
108
187
5
419
2,0E-02
1,3E-03
4,0E-02
1,1E-01
477
1077
1871
50
4186
CONCLUSIONES
Se ha definido un tratamiento de pasteurización para controlar la contaminación
producida durante el envasado del plato preparado, que no afecte a sus atributos
sensoriales. Se ha comprobado que un tratamiento con un poder pasteurizador Po = 5
consigue casi una reducción decimal para microorganismos mesófilos, lo que debe ser
suficiente para controlar la contaminación producida en un envasado efectuado en
condiciones higiénicas adecuadas.
La aplicación de un tratamiento térmico con un poder pasteurizador 10 veces mayor (Po
= 50) mejoraría muy poco la destrucción térmica conseguida para microorganismos
mesófilos y sin embargo afectaría de forma significativa a las características sensoriales
de los platos preparados.
Este proceso de pasteurización será también efectivo contra las bacterias patógenas que
no sean capaces de formar esporas, pero no lo será contra aquellas que sí las forman:
Bacillus cereus y Clostridium botulinum.
BIBLIOGRAFÍA
Ball, C.O. (1923) “Thermal process time for canned food.” Bull. Nat. Res. Council,
7(37), 9-76.
Ball, C.O. y Olson, F.C.W. (1957) “Sterilisation in Food Technology- Theory, Practice
and Calculations”. McGraw-Hill. New York.
Bigelow, W.D. (1921) “The logaritmic nature of the thermal death time curves.” J.
Infectious Diseases, 29, 528-536.
Katzin. L.I.; Sandholzer, L.A. y Strong M.E. (1942) “Application of the decimal
reduction principle to a study of the heat resistance of coliform bacteria to
pasteurization”. J. Bacteriol. 45, 265-272.
1046
Shapton D.A., Lovelock, D.W. y Laurita-Longo, R. (1971) “The evaluation of
sterilization and pasteurization processes for temperature measurements in degrees
Celsius (ºC)”. J. Appl. Bact., 34(2), 491-500.
Shapton, D.A. (1966) “Evaluating pasteurization processes”. Process. Biochem., 1, 121124
1047