métodos físicos de preservación de alimentos · ahumado adición de sustancias químicas ......
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Otros adelantos en laPreservación de Alimentos• Mezcla de hielo-sal: H.
Benjamin; 1842• Pescado congelado: E.
Piper; 1861• Congelamiento rápido:
Clarence Birdseye, 1829• Leche en polvo:
Inglaterra, 1855• Leche pausterizada:
Alemania, 1880• Frutas y vegetales secos:
1886• Radiación: F. Ludwig y H.
Hopf; 1925
Bactericida vs. Bacteriostático
RefrigeraciónCongelación
DeshidrataciónAdición de sustancias
químicas
EbulliciónEsterilización
PasteurizaciónUperizacion
EnlatadoAhumado
Adición de sustanciasquímicas
Irradiación
BacteriostáticosBactericidas
Deshidratación
• La disponibilidad del agua y no lacantidad determina la inhibición.– Agua enlazada– Agua no enlazada
Aw
• Medida del agua disponible– Razón de la presión de vapor en un
alimento a la presión de vapor del aguapura a la misma temperatura
Aw= P/Po
Contenido de humedad a aw
0.7 (20oC)
18-25Frutas secas
13-21Sopas deshidratadas
12-22Vegetales deshidratados
12-15Semillas de arroz ylegumbres
10-15Carne seca sin grasa
10-15Leche baja en grasa enpolvo
10-11Huevo en polvo
7-10Polvo de chocolate
7-10Leche en polvo
4-9Granos
Tabla 24.1
Deshidratación
• Tratamientos para secar alimentos– Secado al sol– Evaporador– Ahumar– Secado mediante congelación (“freeze drying”)– Secado al vacío
Aw de varios alimentos
0.20-0.60Pasta, especies, leche en polvo
0.60-0.65Frutas secas
0.65-0.75Dulces
0.75-0.80Mermeladas
0.80-0.87Habichuelas, arroz
0.87-0.91Salchichas, siropes
0.91-0.95Carnes curadas, queso
0.95-0.98Carne cocida, pan
>0.98Frutas, vegetales, carne,pecado (fresco)
Relación temperatura yhumedad• Tanto la temperatura de secado como la
disminución en aw afecta los organismos.• Calor seco es menos efectivo que húmedo.• La temperatura y la distribución de humedad
dentro del alimento determina la letalidad.• La mayor razón de muerte se alcanza bajo
temp altas y condiciones bajas de humedad.
Efecto de deshidratación
Aumento en la fase lag, disminución fase log, disminución células faseestacionaria
Enfriamiento
• Temperaturas de 16 a -2oC• Reacciones metabólicas
– Disminución con disminución en T• Temperaturas de refrigeración menores
que mínimos de crecimiento• Psicrofílicos• Psicotrofos
– Mas cantidad de ácidos grasos insaturados
Duración de alimentos porenfriamiento
7-5090-300Papas
1-73-20Vegetales
1-202-180Frutas
15-16Pollo
12-7Pescado
16-10Carne
22oC (días)0oC (días)
Tabla 24.4
Almacenaje en átmosferacontrolada• Combinación de
temperatura, pH, aw,y [O2]
• Reducción en O2 (2-5%), aumento CO2(8-10%)
• Disminuye procesosde respiración
Empaque de atmósferamodificada
• MAP – Modified Atmosphere Packaging• Productos empacados al vacio• O2 vs CO2
• Algunos patógenos pueden crecer enausencia de O2
CO2 y los microorganismos
• Actividad de inhibición aumenta al disminuirtemperatura de almacenaje
• Optimo: 20-30%• Inhibición aumenta al disminuir el pH• Gram negativo más sensitivo que Gram
Positivo• Fase Lag y Log son inhibidas• Más efectivo bajo presión
Congelación
• Disminuye la temperatura delalimento a -18oC o menos
• Produce choque osmótico enlos microorganismos
• Cristales intercelulares causandaño mecánico
• Cambios en pH y fuerza iónica• Gram positivo sobrevive mejor
que Gram negativo• Efecto de “thawing”
Preservacion por calor
• Pasteurización – elimina organismospatógenos no-formadores de espora.– 63°C por 30 minutos (método de lote)– 72°C por 15 segundos (método “flash”)– 134°C por 1-2 segundos (UHT)
• Inactiva enzimas• Elimina 99 a 99.9% de los organismos
contaminantes
Esterilización por calor
• Elimina todos los microorganismos• Industrialmente: libre de patógenos y
estabilidad en lugar que esterilizaciónabsoluta– HTST-”high temperature short time
heating” ~140oC
REPFEDs
• “refrigerated processed foods ofextended durability”– Tratamiento térmico moderado +
refrigeraciónFDA requiere un segundo“hurdle”
Termobacteriología
• Calor húmedo elimina los microorganismospor:– Desnaturalización de ácidos nucléicos, proteínas y
enzimas• Calor seco: menos letal
– Elimina los microorganimos por deshidratación yoxidación
– Necesita mas tiempo y temperaturas mayores
Factores que influyen en elvalor D y z• Diferencias entre especies, cepas,
esporas, células vegetativas• Edad de las células• Fase de crecimiento• Temperatura de crecimiento• Composición medio de cultivo• Exposición previa a agentes estresores
e.g. calorTabla 24.5 y 24.6
Resistencia termal de Salmonella
Skim Milk1.215065.5
Huevo (pH5.5)
9.514060
Huevo (pH8.0)
1.514060
Pea soup10014060
0.5% NaCl7.514060
Sucrosa9513557.2
MedioD (min)oFTemp oC
http://www.arrowscientific.com.au/DValues.html
Valor D para diferentes organismos
Table 5.21. Decimal reduction times (D-values) for various bacteria.
5.0 min121.1Bacillusstearothermophillus
12 sec121.1Clostridiumbotulinum
145 min90Clostridiumperfringens
4.1 sec71.7Staphylococcusaureus
1 sec71.7Escherichia coli
3.3 sec71.7Listeriamonocytogenes
0.98 min60Salmonella spp
1 min55Campylobacterjejuni
D-value, DTTemp, T /0COrganism
Tiempo de muerte termal (TDT o valor f)
• El tiempo a una temperatura específicaque se requiere para eliminar un #específico de células con un valorespecífico de z.
• Este tiempo se puede expresar enminutos o como un múltiplo del valorD.
• Denominador común o valor dereferencia para comparar letalidades.
Tiempo de muerte termal (TDT o valor f)
• Por ejemplo, para una reducción del 90% de la población termal,el valor F será igual al valor D. Para una reducción del 99% de lapoblación microbiana, el valor F será igual a 2D. Así pues:
Para una reducción en la población microbiana de El valor F será igual a
90 % D 99 % 2D 99.9 % 3D 99.99 % 4D 99.999% 5D
y así sucesivamente...
• En ocasiones, el valor F se escribe con unsubscrito y un superscrito que representanla temperatura y el valor z delmicroorganismo correspondiente, tal comose ilustra a continuación:
En la expresión de la izquierda, F tiene el subscrito "T" y el superscrito "z" identificando las posiciónes donde se escriben el valor de z y la temperatura del proceso.
En la expresión de la derecha, vemos que el tiempo de proceso para un microorganismo con valor z igual a 18 C, que es tratado a una temperatura de 121 C, es de 4D. Durante ese tiempo, se reducirá la población microbiana en un 99.99%.
Botulinum cook
• Proceso térmico que reduce lapoblación de las esporas de C.botulinum por un factor arbitrario de12D
99.9999999999%Las esporas de botulismo tiene un valor D de 0.20 min a 121oC, cocido botulismo sería 2.4 min.
Utilización del microonda comoagente térmico
• Alimentos expuestos a energía de 500-MHz a10-GHz
• Calor generado por las moléculas de agua• Habilidad para eliminar bacterias es debido al
calor producido• El caliente no uniforme limita su uso para la
inactivación de microorganismos
Radiación• Factores que afectan la efectividad del
tratamiento
– tipo de organismo – número de organismos– fase de crecimiento del organismo– composición del medio– nivel de oxígeno– estado físico
Radiación- UV
• Radiación ultravioleta 240-280 nm
• El mayor valor del tratamiento conradiaciones U.V. se encuentra en elsaneamiento del aire, aunquetambién pueden aplicarse paraesterilizar superficies de alimentos opara el equipo de los manipuladoresde alimentos.
Daño ácido nucléicos: producción de dímeros de timidina
Radiación Ionizante
• Alta energía y poder penetrante• Daño al DNA y producción de radicales
libres• Proteínas y actividad enzimática no es
afectada
Radiación electromagnetica de alta energía: rayos gamma de 60Co o rayos X
Radiación
TRATAMIENTO DE RADIACION EN ALIMENTOS:• radappertización - esterilización comercial -
30-40 kGy• radicidación - pasteurización - 2.5-10 kGy (
elimina Salmonella de pollo, se usa para tratarespecias)
• radurización - pasteurización leve - .75-2.5kGy ( reduce organismos que deterioranalimentos, aumenta el largo de vida de almacéndel producto, mata huevos y larvas de insectos)
kGy= kilograys
Dosis letales de radiación enorganismos
50100
Esporas bacterialesViruses
10Bacterias no formadorasde esporas
1.0Insectos
0.1Animales superiores
Dosis (kGy)Organismo
Tabla 24.8
Productosirradiados
• radura
Este símbolo ha sido establecido internacionalmente para identificar a los productos alimenticios tratados con energía ionizante.
Beneficios
• Eliminación de patógenos• Reduce uso de preservativos• Preservación para alimentos
termosensibles• Aumento en ¨shelf-life¨• Aumento en las exportaciones
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