CONSERVACIÓN FRIO CALOR www.senati.edu.pe CONSERVACION DE ALIMENTOS En su sentido más amplio comprende el conjunto de todas las medidas para evitar la descomposición de alimentos. En un sentido más estricto se designa como conservación de alimentos a los procedimientos que se dirigen contra el ataque por los microorganismos. Se distinguen dos métodos: los físicos y los químicos. www.senati.edu.pe METODOS FISICOS DE CONSERVACION Los métodos físicos consisten en someter a los alimentos a algún tratamiento físico que actúe en contra del crecimiento bacteriano; entre los métodos físicos tenemos a la refrigeración, la congelación, la esterilización, la pasteurización, la ultra pasteurización, la deshidratación y la irradiación. www.senati.edu.pe El efecto de las temperaturas bajas consiste en el retardo de las reacciones químicas, que retrasan o inhiben el crecimiento de los microorganismos o las enzimas presentes en los alimentos. Existe proporcionalidad entre la disminución de temperatura, la disminución de los microorganismos y su multiplicación. www.senati.edu.pe Refrigeración. Es una operación unitaria en la que la temperatura de almacenamiento del producto se mantiene entre -1 y 8°C. La refrigeración se utiliza para reducir la velocidad de las transformaciones microbianas y bioquímicas que tienen lugar en el alimento, prolongando de esta forma la vida útil tanto de los alimentos frescos como elaborados. La refrigeración constituye el método más benigno de conservación de alimentos. En general ejerce pocos efectos negativos en el sabor, la textura y el valor nutritivo, a condición de que el período de almacenamiento no se prolongue más de la cuenta. • www.senati.edu.pe www.senati.edu.pe www.senati.edu.pe www.senati.edu.pe Congelación Es una operación unitaria en la que la temperatura del alimento se reduce por debajo de su punto de congelación, con lo que una gran parte del agua contenida en el producto cambia de estado formando cristales de hielo. Al ocurrir el congelamiento, cada cristal de los que se forman en un principio, conforma un centro magnético hacia el cual se dirigen las moléculas de agua que se encuentran en las inmediaciones. Este flujo determina que el cristal vaya creciendo; al final se tendrá que el tamaño y la cantidad de cristales formados estarán dados por la velocidad de congelación, así en la congelación lenta, se forman cristales de hielo grandes que rompen las células del alimento, y en la congelación rápida los cristales de hielo formados son pequeños y no dañan la estructura celular del alimento. www.senati.edu.pe Congelación La inmovilización del agua en forma de hielo y el aumento de la concentración de los solutos en el agua no congelada reduce la actividad de agua del alimento. La conservación por congelación se consigue por un efecto combinado de las bajas temperaturas y una actividad de agua más baja. Cuando la congelación y el almacenamiento se realizan adecuadamente, las características organolépticas y el valor nutritivo del alimento apenas si resultan afectados. La congelación se puede dividir en tres etapas: Pre enfriamiento del material sin congelar, congelación propiamente dicha, y enfriamiento del producto congelado hasta su estado final o temperado. Hay tres tipos básicos de congelación industrial: congelación por aire (estacionario o forzado), congelación por contacto indirecto con el refrigerante congelación por inmersión directa en un medio refrigerante. www.senati.edu.pe SINTOMAS DE DAÑO POR FRÍO harinosidad oscurecimiento interno translucidez de pulpa / descomposición gelatinosa desarrollo de coloración rojiza de la pulpa descomposición interna incapacidad de la fruta para madurar pérdida de sabor daño superficial mantención o aumento de firmeza de pulpa cambios composicionales senescencia acelerada www.senati.edu.pe La congelación es una conservación a largo plazo, que se realiza mediante la conversión de agua en cristales de hielo y su almacenamiento a temperaturas de -18°C o menos (-20ºC a -22ºC), para limitar que los microorganismos se desarrollen y afecten a los alimentos. “La congelación actúa a dos niveles: a) Disminuyendo la temperatura del alimento. b) Disminuyendo la Aw (congelando el agua disponible del alimento)” www.senati.edu.pe www.senati.edu.pe www.senati.edu.pe www.senati.edu.pe Efectos de congelación en la calidad de la carne www.senati.edu.pe TRATAMIENTO A TEMPERATURAS ALTAS La aplicación de calor es un método basado en el empleo de altas temperaturas que produzcan la muerte de bacterias y otros microorganismos. Se trata de una técnica antiquísima en cuanto a la desecación de alimentos. www.senati.edu.pe Pasteurización.Tratamiento térmico moderado, a temperaturas por debajo del punto de ebullición del agua. Este método que conserva los alimentos por inactivación de sus enzimas y destrucción de los microorganismos que son relativamente termosensibles (bacterias no esporuladas, levaduras y mohos), provoca cambios mínimos en el valor nutritivo y las características organolépticas del alimento en cuestión. La intensidad del tratamiento térmico y el grado de prolongación de su vida útil se hallan determinados principalmente por el pH del alimento. El objetivo principal en los alimentos de baja acidez (pH mayor a 4,5) consiste en la destrucción de las bacterias patógenas, mientras que en los alimentos de pH inferior a 4,5 suele ser más importante la destrucción de los microorganismos causantes de su alteración y la inactivación de sus enzimas. La pasteurización consiste en calentar rápidamente el alimento a temperaturas menores de 100°C por un tiempo determinado y luego enfriarlo a 5°C. www.senati.edu.pe www.senati.edu.pe Esterilización.Es la destrucción completa de los microorganismos y enzimas, mediante un tratamiento térmico húmedo a temperaturas por encima del punto de ebullición del agua (100°C a nivel del mar), durante un tiempo determinado de tal modo que cada partícula del alimento reciba este tratamiento, es decir que el punto frío del alimento se exponga a la temperatura adecuada durante el tiempo adecuado, p. ej 120°C durante 15 minutos. Esterilización comercial Tratamiento térmico diseñado para destruir prácticamente la totalidad de los microorganismos y sus esporas, que, de estar presentes, serían capaces de crecer en el alimento en las condiciones en que se van a almacenar. Los alimentos comercialmente estériles pueden contener un número muy pequeño de esporas bacterianas resistentes, pero normalmente estas no proliferarán en el alimento. Los alimentos sometidos a la esterilización poseen una vida útil superior a los seis meses. La esterilización de alimentos envasados provoca cambios sustanciales en su valor nutritivo y características organolépticas. www.senati.edu.pe Ultrapasteurización (UHT Ultra high temperature).Tratamiento térmico a temperaturas ultra altas, que se utiliza generalmente para la conservación de alimentos líquidos tales como la leche, zumos de frutas y concentrados, nata, yogurt, vino, aderezos para ensaladas, huevos y helados, y para algunos productos que contienen pequeñas partículas de otros componentes. P. ej. queso cotagge, alimentos para bebés, productos derivados del tomate, frutas y verduras, sopas y postres a base de arroz. Los alimentos esterilizados por sistemas UHT, pueden, por su elevada calidad compararse con los alimentos irradiados o refrigerados, pero poseen sobre ellos una ventaja importante y es que su vida útil es, como mínimo, de seis meses, sin que para ello sea preciso mantenerlos en refrigeración. El sistema UHT consiste en calentar el alimento líquido rápidamente a temperaturas entre 135 a 150°C durante 2 a 8 segundos, para luego enfriarlo inmediatamente a la temperatura de envasado (24-26°C), lo que asegura la destrucción de todos los microorganismos y la inactividad de sus esporas; a continuación es necesario envasar en condiciones asépticas. www.senati.edu.pe ALTAS PRESIONES HIDROSTÁTICAS Definición: Someter al alimento a presiones Ultra elevadas (entre 100 y 1000 MPa) durante periodos de tiempo determinados (generalmente entre 1 y 30 min) a temperatura próxima a la Ambiental. ALTAS PRESIONES HIDROSTÁTICAS La aplicación de altas presiones logra extender la vida útil de los alimentos, manteniendo su sabor, aroma, color y valor nutritivo. 1Pa = 1 N/m2 1MPa = 106 Pa 1 atm = 101325 Pa = 0,1 MPa 1 Km profundidad agua = 10 CAUSAS QUE HAN IMPULSADO DESARROLLO ALTA PRESIÓN Demanda por parte del consumidor de alimentos mínimamente procesados Libres de aditivos Elevada calidad nutritiva y organoléptica Estudio de nuevos sistemas de inactivación microbiana Conservando la calidad de los alimentos + que por calor Desarrollo experimentado por la tecnología de generación de altas presiones • Prensado isostático de cerámicas y metales • Crecimiento de los cristales de cuarzo • Potenciar reacciones químicas PRINCIPIO ISOSTÁTICO, TEOREMA DE PASCAL La presión ejercida sobre un líquido se transmite instantáneamente y con la misma intensidad en todas las direcciones y sentidos - La presión hidrostática es exactamente la misma en todos los puntos del medio: tratamiento homogéneo - La intensidad del tratamiento es independiente del volumen o de la masa de producto a procesar EFECTOS DE LA ALTA PRESIÓN SOBRE EL AGUA Reacciones químicas Transformaciones macromoleculares Cambios en estructura de la membrana celular Cambios en la forma de los cristales Punto de fusión EFECTOS DE LA ALTA PRESIÓN SOBRE EL AGUA Compresibilidad A 22°C, el volumen se reduce un 4 % a 100 MPa y un 15 % a 600 MPa Descenso del pH 0,73 unidades al presurizar a 100 MPa a 25°C Incremento de la temperatura 2 - 3°C por cada 100 MPa de aumento de presión Modificación de la tª de congelación A 210 MPa el agua congela a -22°C Aplicaciones prácticas: - Posibilidad de descongelar muestras biológicas entre -20 y 0°C, rápida y uniformemente - Almacenamiento de muestras biológicas en estado líquido a temperaturas entre 0 y -20°C - Congelación ultrarrápida presurizando hasta 200 MPa, enfriando hasta -20ºC y descomprimiendo DESTRUCCIÓN MICROORGANISMOS ALTA PRESIÓN Resistencia muy variable Condiciones de tratamiento Presión (inactivación aumenta entre 200-600 MPa) Temperatura (resistencia máxima a Tª ambiente) Tiempo Velocidad de compresión y descompresión Características del medio de tratamiento pH (influye poco) aw (≤0,9 puede reducir o impedir la inactivación) Composición del alimento Características de los microorganismos Fase de crecimiento (barosensibilidad máxima en fase exp) Tipo de microorganismo MECANISMO DE INACTIVACIÓN MICROBIANA POR ALTA PRESIÓN CAMBIOS EN LA MORFOLOGÍA DE LAS CÉLULAS - Compresión de vacuolas de gas - Alargamiento de las células - Modificaciones del citoesqueleto - Modificación de orgánulos citoplasmáticos COAGULACIÓN DE PROTEÍNAS CITOPLASMÁTICAS INHIBICIÓN E INACTIVACIÓN DE ALGUNOS ENZIMAS MODIFICACIÓN DE LA PERMEABILIDAD CELULAR - Cristalización de los lípidos de membrana - Formación de poros - Liberación de componentes intracelulares - Inactivación de ATPasas de membrana - Descenso del pH citoplasmático DAÑO CELULAR EFECTO ALTA PRESIÓN SOBRE LAS PROTEÍNAS estructura primaria y secundaria: permanecen estables estructura terciaria y cuaternaria: cambios conformacionales cambios en el grado de solvatación EFECTO ALTA PRESIÓN SOBRE LAS PROTEÍNAS EFECTO ALTA PRESIÓN SOBRE LOS COMPONENTES DEL ALIMENTO Almidón - más susceptible a las amilasas - conserva su estructura granular al gelatinizar Ácidos nucleicos - resistentes a las altas presiones (pero no su transcripción) Lípidos - aumenta la temperatura de fusión 10°C cada 100 MPa Procesos combinados con alta presión Altas presiones y temperatura Ciclos de presión Altas presiones y antimicrobianos Altas presiones y CO2 Altas presiones con: - pulsos eléctricos - campos magnéticos COMBINACIÓN DE AP Y COMPUESTOS ANTIMICROBIANOS Aplicaciones actuales de alta presión CONSERVACIÓN DE ALIMENTOS Usos actuales - Procesado de zumos, mermeladas, etc. - Acelerar la maduración de la carne (100-200 MPa) - Conservación de alimentos tipo emulsión (salsas, etc.) Usos potenciales - Conservación de aceites esenciales, especias, etc. - Tratamiento de derivados lácteos - Reemplazar la adición de SO2 en vinos - Esterilización de alimentos PREPARACIÓN DE ALIMENTOS Formación de geles: - Pasta de surimi - Geles de proteínas del huevo - Geles lácteos www.senati.edu.pe
