TECNOLOGAS EMERGENTES EN LA CONSERVACIN Y

TRANSFORMACIN DE ALIMENTOS

GERMAN ANTONIO GIRALDO Ph.D.

Armenia 2007

Tendencias actuales

Las tendencias actuales de los consumidores indican supreferencia por alimentos de fcil preparacin, de calidad,seguros, y naturales, que estn poco procesados pero que ala vez tengan una mayor vida til.

En nuestras regiones las tecnologas de conservacin dealimentos tienen como reto, obtener productos msduraderos sacrificando al mnimo sus caractersticasnutricionales y sensoriales inciales.

PRINCIPALES TENDENCIAS ENEL PROCESADO DE ALIMENTOS

Aumentar la seguridad

Conservar la calidad Conservar la calidad

Incrementar la comodidad

Aumentar la productividad,

Reducir el costo de produccin

Procesado de alimentos

MATERIAS PRIMAS

PROCESADO

TECNOLOGAS TRADICIONALES

PROCESADO

ENVASADO

DISTRIBUCIN

TECNOLOGAS EMERGENTES

TRATAMIENTOS TRADICIONALES

Someten el alimento a temperaturas comprendidas entre 60y mas de 100C durante un tiempo que va desde unos pocossegundos hasta algunos minutos, segn el objetivo buscado.

Durante este periodo, se transfiere al producto una grancantidad de energa, que puede activar reaccionesindeseadas en el alimento que conducirn a cambios quesern deseables o no en funcin de la intensidad deltratamiento.

TRATAMIENTOS ALTERNATIVOS

Bsqueda de tratamientos de conservacin queoptimicen los tradicionales, estos pueden ser trmicos ono trmicos.

Deshidratacin al vaco Deshidratacin al vaco Altas presiones Coccin a vaco Ozonizacin Microondas Radiacin Pulsos luminosos Campos elctricos Campos magnticos

Deshidratacin al vacoDeshidratacin al vaco

La materia primaEl agente osmticoLa temperaturaEl tiempo de tratamientoLa presin

Variables del proceso

Afectado por la variacin de presin

A

B

C

A

B

C

Prdida de agua

y ganancia de solutos

[SO]: ganancia de solutos.

[SO]: prdida de agua.

Introduccin

DOMecanismo Hidrodinmico

variacin de presin

Ventajas del pulso de vaco DOPV

Transporte capilar

Slido Gas Lquido

D

ESlido Gas Lquido

D

E

Ms rpida la cintica de transferencia de masa. Mayor ganancia de soluto (sal, azcar, etc.) en

tiempos cortos. Mejor conservacin del color aroma y sabor.

Cambios de composicin en la fraccin lquida de la fruta

ysDe*10

11 (m2/s)

DO DOPVDO DOPV0.65 1.8 5.90.55 5.9 6.40.45 7.7 7.20.35 5.9 9.7

Altas presionesAltas presiones

- Jugos en bolsas flexibles, compresin a 400 Mpa/ 5 min descompresin por 10 sg; inactiva Mohos, min descompresin por 10 sg; inactiva Mohos, bacterias no esteriliza el bacillus

Se somete el alimento previamente envasado a altaspresiones hidrostticas, entre 100 y 1000MPa.

Se aplican a travs de un lquido incompresible transmisorde la presin (generalmente agua) y son efectivas atemperatura ambiente.

Llevar un litro de agua hasta una presin de 400 MPaconsume aproximadamente la misma energa (19,2 kJ)que calentarlo desde 20 hasta 25 C (20,9 kJ).

La inactivacin de clulas vegetativas por la presin depende de variosparmetros, como: tipo de microorganismo, presin aplicada,temperatura de proceso, tiempo durante el cual se aplica y sustratosobre el que tiene lugar el tratamiento.

Las clulas vegetativas en la fase de crecimiento exponencial son mssensibles que en cualquiera de las dems fases.sensibles que en cualquiera de las dems fases.

Las bacterias Gram-positivas son ms resistentes que las Gram-negativas (como en el caso de la termorresistencia), mientras que lasesporas bacterianas son muy resistentes y pueden sobrevivir apresiones superiores a los 1000 MPa.

Las levaduras y los mohos son muy sensibles.

La presin modifica las reacciones qumicas y bioqumicas que tienenlugar en los alimentos.

Producen la rotura de los enlaces salinos y de una parte de lasinteracciones hidrofbicas (alineacin y reduccin de volumen de lasmolculas de agua en la proximidad de los grupos hidrofbicos).molculas de agua en la proximidad de los grupos hidrofbicos).

Los enlaces de hidrgeno se refuerzan bajo presin (debido a lareduccin de volumen).

Los enlaces covalentes son muy poco compresibles y por lo tanto muypoco sensibles a la presin.

La peroxidasa es la enzima ms termorresistente y tambin es enalgunos casos extremadamente resistente a la presin. Para conseguiruna reduccin del 88% de la actividad de la enzima en judas verdes serequiere de 900 MPa durante 10 minutos a temperatura ambiente.

Las altas presiones para los championes y las patatas tienen PPOpresentan una alta resistencia a los tratamientos por presin, para

Las altas presiones para los championes y las patatas tienen PPOpresentan una alta resistencia a los tratamientos por presin, paraconseguir la suficiente reduccin en la actividad enzimtica senecesitan entre 800 y 900 MPa. Sin embargo, los albaricoques, fresasy uvas se inactivan entre 100, 400 y 600 MPa.

Las presiones relativamente bajas (hasta 100 MPa) activan algunas

enzimas.

Parece ser que existe una presin mnima por debajo de la cual no se

produce inactivacin.

Este rango de presiones depende del tipo de enzima, pH, de la

composicin del medio, de la temperatura, etc.

Campos elctricosCampos elctricos

El alimento se somete a la accin de un campo elctrico de altaintensidad durante breves periodos de tiempo (microsegundos), sinque se produzca un aumento importante en su temperatura.

La diferencia de potencial para el procesado de alimentos se sita enel rango de 1-100 kV/cm.

Las levaduras son los microorganismos ms sensibles a los pulsos.

Entre las bacterias, el grupo de las Gram + es ms resistente enmedios neutros y el de las Gram en medios cidos.

Escaso o nulo efecto letal de los campos elctricos pulsantes sobrelas esporas bacterianas; no se recomienda para la esterilizacin deproductos de baja acidez.productos de baja acidez.

Los parmetros que determinan la intensidad del tratamiento son:intensidad del campo elctrico, tiempo de tratamiento y frecuencia,

las principales aplicaciones son: la conservacin/higienizacin de losalimentos y el desarrollo de procesos de difusin/extraccin facilitadade compuestos de inters.

Son capaces de inactivar levaduras y bacterias, por lo que podranresultar una alternativa para la pasteurizacin trmica de losalimentos, pero no de forma general.alimentos, pero no de forma general.

No inactiva eficazmente enzimas.

El aumento del coeficiente de transferencia de masa que se consiguecon la electroporacin resulta de inters para mejorar el rendimientoenergtico en los procesos de deshidratacin de algunos productos,tales como zanahorias, patatas, manzanas, etc

Una corriente elctrica pasa a travs de un alimento conductor queacta a la vez como resistencia; la energa elctrica se transforma enenerga trmica (efecto Joule) que acta como agente bactericida.

Es un proceso HTST que permite la pasteurizacin o la esterilizacindel alimento.

Permite una produccin Permite una produccincontinua sin transferenciade calor.

Es una tecnologa limpia.

Se consigue un alto grado de seguridadmicrobiolgica.

Las prdidas de nutrientes y vitaminas son pequeas

Se obtiene un producto de Se obtiene un producto de

alta calidad

Esta tecnologa se aplica a alimentos susceptibles de serbombeados, lquidos o particulados.

La vida til de los alimentos procesados por esta tecnologadebe ser comparable con la de los procesadosconvencionalmente.convencionalmente.

Existe un gran nmero de aplicaciones del calentamientohmico que incluyen escaldado, pasterizacin,esterilizacin, descongelacin, evaporacin, deshidratacin,fermentacin y extraccin, entre otras.

Campos magnticos Campos magnticos

Acta sobre la clulas vegetativas, no sobre enzimas o esporas.

Alta resistividad, mayor de 10 a 25 ohms-cm.

El campo magntico a aplicar es funcin de la resistividadelctrica y del espesor del alimento a magnetizar.elctrica y del espesor del alimento a magnetizar.

Coccin a vacoCoccin a vaco

Coccin de las materias primas envasadas a vaco en elinterior de envases termorresistentes y bajo condicionescontroladas de tiempo y temperatura.

El tratamiento trmico aplicado suele ser inferior a 100C El tratamiento trmico aplicado suele ser inferior a 100C(equivalente a una pasteurizacin) y le sigue una fase deenfriamiento rpido hasta la temperatura dealmacenamiento en refrigeracin.

Presenta una clara ventaja desde el punto de vista organolptico ynutricional frente a los tratamientos trmicos convencionales.

Se minimiza la prdida de nutrientes y se obtiene una excelentecalidad.

Aporta ciertas ventajas comerciales: Aporta ciertas ventajas comerciales: se incrementa la vida comercial, se reducen las mermas por coccin, permite la elaboracin de una mayor variedad de mens simultneamente (al estar

envasados pueden calentarse en el mismo horno diferentes tipos de productos sin quese mezclen olores ni sabores).

permite disminuir los costes energticos. la coccin del alimento ya envasado impide la posible recontaminacin microbiolgica

posterior.

INGREDIENTES(En cmara fra)

Preparacin del plato, de la salsa y mezclar

(En sala blanca y baja temperatura)

CERRADO HERMTICO, A VACO

PASTEURIZAR a 75-95C(No ms de 2 hr despus de

sacar del almacenamiento fro)

ENFRAR RPIDO< 10 C EN < 2 Hr

GUARDAR0-3 C Mximo

CALOR > 65 C en > 1 hr SERVIR

Si no se comeDESCARTAR

ConsumoConsumo

OzonizacinOzonizacin

Los ensayos se realizaron en la solucin (5 mL) a diferente concentracin.

Las concentraciones de ozono aplicadas fueron (9.12 p.p.m, 11.38 p.p.m y 15.93 p.p.m).p.p.m, 11.38 p.p.m y 15.93 p.p.m).

La cuantificacin de ozono se realiz con un analizador de ozono 49C O3 THERMO ENVIROMENTAL INSTRUMENTS

80

100

120

140

160

180

200

sln sin Ozono Sln con Ozono

UFC

VIDA UTIL DE LAS SOLUCIONES DE SACAROSA Vs TIEMPOVIDA UTIL DE LAS SOLUCIONES DE SACAROSA Vs TIEMPOVIDA UTIL DE LAS SOLUCIONES DE SACAROSA Vs TIEMPOVIDA UTIL DE LAS SOLUCIONES DE SACAROSA Vs TIEMPO

Conct sln

0

20

40

60

35 45 55

MicroondasMicroondas

Se basa en el mismo principio que el tratamientodielctrico o radiofrecuencia.

La oscilacin de las molculas de agua producefriccin y en consecuencia se genera calor.friccin y en consecuencia se genera calor.

Esta tecnologa utiliza frecuencias ms altas entre300 MHz y 300 GHz y longitudes de onda entre 1mm y 1 m.

La inactivacin microbiana se debe exclusivamente al calor generadoen el interior del alimento, siendo las curvas de inactivacinmicrobiana semejantes a las de los tratamientos trmicosconvencionales

Pese al gran nmero de ventajas que ofrece el tratamiento conmicroondas, existen inconvenientes como la limitada aplicacin aalimentos de gran volumen, el elevado coste de las instalacionesy, sobre todo, la falta de uniformidad en la distribucin de latemperatura en el interior del alimento, uno de los aspectos que msrepercute en la calidad final del producto tratado.

UTILIZACIN DE MICROONDAS

Radiacin Radiacin

Pulsos luminososPulsos luminosos

Aplicacin de pulsos luminosos de gran intensidad y decorta duracin sobre la superficie del alimento.

Tecnologa basada en la energa del espectroelectromagntico desde el ultravioleta hasta elelectromagntico desde el ultravioleta hasta elinfrarrojo, pasando por la luz visible, con lo que seconsiguen impulsos 20.000 veces ms intensos que la luzsolar.

Las longitudes de onda que se han mostrado ms eficacesson las correspondientes a UV (200-320 nm).

Aplicable principalmente a la esterilizacin o reduccin dela poblacin microbiana de la superficie de los materiales deenvasado, de los equipos de envasado y de procesado, de losalimentos, as como en muchas otras superficies.

No penetra, acta solo en superficie.

Pueden ser utilizados para reducir o eliminar la necesidadde utilizar desinfectantes qumicos.

Los niveles o Gamas del proceso de los vegetales

1 Gama: Frescos en presentacin tradicional o 0 procesado.

2 Gama: Conservas o procesado trmico.

Calor (esterilizacin comercial) + envase hermtico

3 Gama: Congelados o conservados por cambios trmicos.

Calor (esterilizacin comercial) + envase hermtico

No necesita fro. Larga caducidad (aos)

Calor (escaldado) + congelacin

Necesitan fro (-18 C). Caducidad media (meses)

4 Gama: Frescos (pelados y troceados) o procesados mecnicos.

Limpios + (Pelados) +Troceados + NO calor (frescos) +Lavados (listos para consumir/cocinar) + Envasados

Necesitan fro (+1, + 4C). Caducidad muy corta (das)

5 Gama: Cocinados suaves p procesados con temperatura suave.

Calor suave (cocinado) + Envase hermtico

Necesitan fro (+1, + 3C). Caducidad corta (semanas)

PROCESADO MNIMO

PROCESOS TRMICOS

Calentamiento suaveCoccin a vacoCalentamiento hmico

PROCESOS NO TRMICOS

Altas presionesPulsos elctricosIrradiacin

Alimentos Mnimamente Procesados

MNIMO

LIMPIEZA EHIGIENE AMBIENTAL

ENVASADO

AtmsferasEnvases activos

Procesado mnimo

Frutas y hortalizas en rodajas

Lavado + Desinfeccin con NaOCl + Cortado + Atmsferamodificada (CO2) + Almacenamiento en fro.

Zumos de fruta de alta calidad Zumos de fruta de alta calidad

(no a partir de concentrados)

Pasteurizacin leve (o Altas presiones) + Almacenamiento en fro

GRACIAS