Técnicas y tecnologías para procesado y conservación de alimentos

TÉCNICAS Y TECNOLOGÍAS PARA PROCESADO Y CONSERVACIÓN DE ALIMENTOS 1. CURADO Definición Es un procedimiento basado en el empleo artificial de la sal común y por lo regular también de sales del ácido nítrico, muchas veces con otras sustancias como azúcar y especias, para obtener un producto cárnico más o menos conservable, que se diferencia de manera característica de la carne fresca y de otros productos cárnicos por su textura, agradable aroma y sabor y por un color parecido al natural de la carne, pero resistente a la cocción.

Se utiliza mayormente

todos los productos cárnicos y en frutas,

vegetales y Verduras como cebollas y similares, aceitunas y huevos dependiendo de la técnica utilizada Objetivos Este proceso tiene distintos objetivos, dependiendo del tipo de

carne a curar. En general busca dar sabor y modificar la composición de la carne para mejorar su textura y duración.

Finalidad En general, el curado tiene las siguientes finalidades: 1. Conseguir el color rojo estable de los productos curados.

2. Conseguir el aroma típico del curado.

3. Generar sustancias inhibitorias de los microorganismos, especialmente contra el Clostridium botulinum que produce el botulismo (intoxicación producida por la ingestión de alimentos envasados que están en malas condiciones, en especial embutidos y conservas)

Método Las reacciones químicas del curado son muy complejas, con reacciones lentas de proteínas y grasas por autolisis y oxidación. Estas reacciones pueden producirse solo por auto oxidación, aunque típicamente van acompañadas por enzimas del alimento además de hongos y bacterias benignas.

Para permitir estas reacciones de curado lentas y evitar la descomposición rápida por putrefacción, se extrae el agua del alimento, haciéndolo poco hospitalario para los microorganismos. Esto suele hacerse aplicando sal y una combinación de otros ingredientes que ayudan en este proceso, con el fin de hacer frente a problemas asociados al color, sabor, y rendimiento del producto.

Entre estos están 1. Ascorbatos: el Ácido ascórbico, el Ascorbato de sodio y el eritorbato de sodio con el fin de acelerar la formación del olor y preservar el color durante el almacenamiento de carnes curadas.

2. Fosfatos, por su habilidad para retener agua.

3. Potenciadores del sabor (especias) 4. Proteínas ligantes y de relleno: harinas (de trigo, cebada, acena, arroz y centeno); almidón de papa; harina ultrafina de mostaza; jarabe de maíz y sus componentes sólidos, entre otros.

El curado puede emplearse en los productos cárnicos a través de diferentes formas: 1. Curado en seco (salazón) Consiste en la conservación de las piezas de carne, aplicando la mezcla de sal común, nitrito y nitrato, en la superficie por medio de la técnica

de frotación. Se recubre la superficie de las piezas de carne por frotación con sal común o una mezcla de sal, nitrito y nitrato sódico. La penetración de los ingredientes es favorecida por los cambios en la presión osmótica, provocada por la sal. La cantidad de sal aplicada varía entre el 3 y 6% del peso de la pieza a conservar Luego las piezas saladas se ponen a curar en cuartos con una temperatura de alrededor de 3º C, de tal manera que la salmuera puede escurrir. Es conveniente cambiar cada 8 días la sal o agregar nueva sal, repitiendo el frotado. El producto se deja reposar de 25 a 30 días, si el ambiente es parcialmente húmedo, 22 o 24 días, si es fresco.

2. Curado húmedo (salmuera) Este método consiste en utilizar el agua como transporte de las sustancias curantes, a través de la inmersión de las piezas cárnicas en una solución de salmuera.

Las piezas de carne a curar se sumergen en una salmuera fría. El curado se lleva a cabo en locales con una temperatura de alrededor de 3º C. Es conveniente cambiar de posición las piezas cada 24 o 48 horas y mezclar la salmuera para lograr una distribución uniforme. La duración del curado depende de diversos factores tales como tipo de carne, sustancias curantes utilizadas, contenido de sal, tamaño de las piezas y grado de curado que se desea.

El curado en salmuera consiste en sumergir la carne a tratar en una salmuera compuesta solamente por agua y sal. Con este sistema, se logra un curado en un número menor de días, con un menor encogimiento, que con la salazón.

En el curado húmedo rápido, las piezas de carne se pasan en una salmuera compuesta de sal, nitrato y nitrito sódico, azúcar y en algunos casos, aglutinantes. El producto en vez de encogerse, aumenta en un 5 a 10% de peso durante el curado. El tiempo de curado es reducido hasta 7

días. El riesgo de la acidificación alrededor de los huesos se puede reducir utilización este sistema en combinación con el de inyección.

3. Curado por inyección Consiste en introducir la salmuera en el interior de la carne por medio de inyección a presión y complementando el curado con el sistema húmedo o seco.

La salmuera se introduce en la carne por medio de jeringas. Para reducir las posibilidades de contaminación bacteriana, la salmuera y la jeringa deben ser esterilizadas. Luego la carne y la salmuera deben ser enfriadas hasta unos 4º C. La cantidad de salmuera a inyectar no debe ser superior al 5 al 10% del peso de la carne.

2. AHUMADO Definición Consiste en tratar con humo los productos cárnicos curados, desecados o salados. El humo tiene sustancias que ejercen acción bactericida y que proporciona un color, un olor y sabor característicos al producto. El humo es generado por la combustión incompleta de la madera como el roble, el olmo y otras aromáticas. El humo se deposita en la superficie del producto y la carne adquiere el olor de la madera utilizada.

Objetivos El ahumado tiene como objetivos 1. Mejorar las propiedades sensoriales de los productos alimenticios, y 2. Actuar como conservador al depositar en la superficie algunas sustancias bactericidas como aldehído, alcoholes, cetonas, ácidos orgánicos, etc.

3. Además, durante el ahumado se produce evaporación de agua del producto, lo que contribuye a Aumentar su vida útil.

Finalidad En varios tipos de alimentos como los cárnicos es a veces necesario el proceso de ahumación, ya que es un controlador microbiológico y además le da un sabor y apariencia inigualable, además de que ayuda en el empacado de embutidos, para que la capa de plástico que se les pone no se adhiera a la carne y sea más cómoda su separación, logrando que para el consumidor sea más fácil y antojable.

Método

El ahumado puede ser en frío y en caliente. En el ahumado en frío se utilizan temperaturas de 12-30 ºC y tiempos de una a varias semanas. El ahumado en caliente se lleva a cabo a temperaturas entre 50-100ºC y tiempos de algunas horas a varios días.

El proceso que se realiza es colocar el producto cárnico salado en un ahumador y se genera el humo por la combustión incompleta de aserrín o virutas de madera no resinosa. El tiempo de ahumado puede ser de minutos o de horas depende del tipo de ahumado (en frío o en caliente), del tamaño del ahumador, de la clase de producto, de las condiciones de ventilación, del sistema de generación de humo, de la carga de ahumado, etc.

Se considera que la etapa de ahumado está terminada cuando se alcanza el color dorado característico de esta clase de productos.

3. RADIACIONES IONIZANTES

Definición La irradiación de alimentos es un método físico de conservación que consiste en exponer el producto a radiaciones ionizantes como los rayos X, gamma o electrones acelerados, cuyas unidades son el kilogray (kGy), durante un tiempo determinado. La radiación es similar a la que se recibe diariamente del sol, teléfonos celulares, alumbrado público, computadoras, etc.

La irradiación se aplica a frutas, verduras, carnes, pescados y alimentos precocinados con el fin de esterilizarlos, es decir, eliminar por completo los posibles microorganismos adheridos y prolongar la vida útil del alimento sin necesidad de frío.

Objetivos 1. Este método ofrece una “esterilización en frío”, por medio de la cual pueden conservarse los alimentos sin efecto considerable en su composición o valor nutricional original, a la vez que proporciona una mayor calidad higiénica.

2. Garantizar una calidad microbiológica y no afectar la calidad sensorial y nutritiva de los productos, siempre y cuando se utilicen las dosis recomendadas en las normas establecidas para el empleo de radiaciones en alimentos.

3. Del mismo modo, la vida de anaquel de los productos es mayor con este proceso que con cualquier otro método, permite contar con alimentos en cualquier temporada, y es una medida para evitar problemas de falta de alimentos en países pobres Finalidad La irradiación puede servir para muchos propósitos: 1.

Prevención de enfermedades transmitidas por los alimentos. La

irradiación se puede usar para eliminar de forma efectiva los organismos que

producen enfermedades transmitidas por los alimentos como Salmonella y Escherichia coli (E. coli).

2. Conservación. La irradiación se puede usar para destruir o inactivar los organismos que producen la descomposición y para extender la vida de los alimentos en el anaquel.

3. Control de insectos. La irradiación se puede usar para destruir insectos en el interior o sobre frutas tropicales importadas de otros países. Además, la irradiación disminuye la necesidad de usar otras prácticas para el control de plagas que pueden dañar la fruta.

4. Retraso de la germinación y la maduración. La irradiación se puede usar para inhibir la germinación (por ejemplo, de los frijoles) y para retrasar la maduración de la fruta y aumentar su duración.

5. Esterilización. La irradiación se puede usar para esterilizar alimentos que luego se pueden almacenar por años, sin refrigeración. Los alimentos esterilizados se pueden usar en hospitales para pacientes con sistemas inmunológicos gravemente dañados, como los pacientes con SIDA o que están sometidos a quimioterapia. Los alimentos esterilizados por medio de la irradiación están expuestos a niveles de tratamiento sustancialmente mayores que aquellos que se aprobaron para uso normal.

Método Existen tres fuentes de irradiación aprobadas para su uso en alimentos.

1. Los rayos gamma, que se emiten desde formas radioactivas del elemento cobalto (cobalto 60) o del elemento cesio (cesio 137). La radiación gamma se usa en forma rutinaria para esterilizar productos médicos, dentales y para el hogar y también para el tratamiento de radiación contra el cáncer.

2. Los rayos X, que se producen por la reflexión de un flujo de electrones hiperenergéticos de una sustancia objetivo (por lo general un metal pesado) hacia el alimento. Además, los rayos X se usan ampliamente en la medicina y en la industria para producir imágenes de estructuras internas

3. El haz de electrones (o e-beam), que es similar a los rayos X y es un flujo de electrones impulsados por un acelerador de electrones hacia el alimento Los tratamientos utilizados se clasifican de acuerdo con la dosis media absorbida.

1. La dosis baja (hasta 1 kGy) se usa para retardar procesos biológicos de frutas frescas y hortalizas, así como para eliminar insectos y parásitos en diversos alimentos.

2. La dosis media (hasta 10 kGy) se emplea para reducir microorganismos patógenos y alterantes, así como para mejorar propiedades tecnológicas de los alimentos 3. La dosis alta (superior a 10 kGy) sirve para la esterilización comercial de ciertos alimentos en casos especiales, como en dietas hospitalarias para inmunodeficientes y alimentos para astronautas.

Entre los alimentos aprobados por organizaciones internacionales como la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO) y la Administración de Medicamentos y Alimentos de Estados Unidos (FDA, por sus siglas en inglés), están los siguientes: • Carne de res y de cerdo • Los crustáceos (por ejemplo, la langosta, el camarón y cangrejo) • Frutas y verduras frescas • Lechugas y espinacas • Moluscos (por ejemplo, ostras, almejas, mejillones y vieiras) • Carne de ave • Semillas para germinar (por ejemplo, brotes de alfalfa) • Huevos • Especias y condimentos

4. ALTA PRESIÓN HIDROSTÁTICA Definición La alta presión hidrostática (APH), también denominada pascalización, presurización o simplemente alta presión, es una técnica de proceso en frío consistente en someter el alimento, previamente sellado en su envase final flexible, a altos niveles de presión hidrostática (transmitida por el agua) de hasta 600 MPa /87000psi durante unos segundos a minutos.

NOTA:

MPa: Megapascal Psi: libra-fuerza por pulgada cuadrada Japón es el país pionero en cuanto a la producción y comercialización de alimentos presurizados, a través de alimentos procesados de tipo ácido, como zumos y derivados de frutas El primer tipo de productos alimenticios presurizados fueron mermeladas de fresa, frambuesa, kiwi y manzana, que se pusieron a la venta al público en abril de 1990.

Hoy en día se comercializan muchos más productos, tales como salchichas, jugos, carnes (crudas y cocidas), verduras, hortalizas, granos, entre otros.

Objetivos La tecnología APH por todas sus ventajas y características cuentan con aplicaciones de muy diversa índole en la industria alimentaria, la mayoría de ellas van orientadas a la conservación de los alimentos. .

El objetivo principal de esta tecnología es inactivar microorganismos patógenos y alterantes de los alimentos mediante el uso de presión en lugar de calor, consiguiendo una reducción en el recuento de microorganismos similar a la pasteurización térmica tradicional.

Los tratamientos térmicos, usados tradicionalmente en la industria de alimentos para la conservación de los productos, provocan ciertos efectos no deseados como la destrucción de vitaminas o el cambio de sabor y color.

Esto se evita utilizando la tecnología APH Finalidad Entre sus finalidades están: 1. La destrucción de patógenos (Listeria, Salmonella, Vibrio, Norovirus, etc.), que se traduce en una mayor Seguridad alimentaria y acceso a mercados de exportación.

2. Aumentar la vida útil del producto: Menores retornos y devoluciones, mejor organización de producción y logística.

3. Reducir drásticamente la flora alterante (bacterias ácido lácticas, coliformes, etc.), que se traduce en una mayor calidad durante la vida del producto.

4. Retener las características del producto fresco: las propiedades sensoriales y nutricionales se mantienen intactas, lo que provee mayor calidad al producto.

5. Evitar o reducir la necesidad de conservantes, que le provee un sello “natural” al producto (natural/orgánico/sin aditivos).

6. Permitir realizar nuevas propuestas innovadoras. Productos imposibles de crear anteriormente por no poder ser tratados térmicamente, pueden ahora ser procesados por alta presión, que se traduce en innovación y ventaja competitiva.

7. Al precisar tan sólo de agua (que se recicla) y electricidad, se convierte en una tecnología respetuosa con el medio ambiente.

Método Su método de aplicación consiste en someter al alimento a elevados niveles de presión hidrostática (300-600 MPa megapascal) de forma continua durante tiempos relativamente cortos (de segundos a pocos minutos) en refrigeración o temperatura ambiente.

El proceso es bastante simple: el producto en su envase final se introduce en una vasija, se cierra y se llena con agua. Se bombea agua dentro de la vasija hasta conseguir una presión determinada en su interior, manteniéndose por un tiempo concreto. Posteriormente, la presión es liberada de forma casi instantánea.

5. CAMPO ELÉCTRICO PULSADO (PEF) Definición La tecnología basada en el campo eléctrico pulsado (PEF, en sus siglas inglesas) es un tratamiento en el que no se produce un calentamiento de los alimentos y busca inactivar grandes cantidades de microorganismos.

Se basa en la ruptura de la pared celular de los microorganismos presentes en los alimentos al aplicar un voltaje elevado en un tiempo corto.

Esto implica una reducción de la actividad biológica en el producto con el consiguiente incremento de su vida comercial.

Objetivos Esta

tecnología

tiene

como

propósito

la

eliminación

de

microorganismos y la inactivación de enzimas sin utilizar calor, lo que reduce al mínimo las pérdidas de sabor, color, textura y nutrientes de los alimentos.

Finalidad Sus principales usos están dados en la higienización de alimentos líquidos especialmente sensibles al calor (por ejemplo jugos de frutas) y, dado que rompe las envolturas celulares, la aplicación sobre los tejidos animales y vegetales como paso previo a los procesos de extracción de sus componentes (por ejemplo para extraer el almidón de la papa, el azúcar de la remolacha, el jugo de las frutas etc.).

Método El procesado por PEF consiste en la aplicación de pulsos eléctricos de corta duración, de 1-10 μs (microsegundos) e intensidades de campo altas (15-40 kV/cm) a alimentos situados entre dos electrodos, uno de los cuales está conectado a tierra y el otro a una tensión alta, produciéndose un campo eléctrico en el espacio comprendido entre ellos.

Básicamente, un equipo de PEF consta de: 1. un generador de pulsos, 2. una cámara de tratamiento, 3. un sistema de impulsión del alimento y 4. equipos de control del tratamiento.

A su vez, el generador de pulsos está compuesto por tres secciones: a. generación de corriente continua al voltaje requerido a través de un generador de energía, b.

almacenamiento

de

energía

eléctrica

mediante

uno

o

varios

condensadores y c. unos componentes que libera la energía en forma de pulso con las características deseadas mediante una combinación de condensadores, resistencias e interruptores, llamada “Pulse-Forming Network (PFN)”.

La resistencia de los microorganismos al tratamiento depende en gran medida de las características intrínsecas de los microorganismos (tamaño y forma de las células) y de su estado fisiológico.

Generalmente, las bacterias Gram positivas son más resistentes, lo que inicialmente siempre se ha considerado como algo negativo, y especialmente las esporas de bacterias, que se muestran habitualmente como altamente resistentes.

Estos datos no son especialmente buenos, sobre todo si se tiene en cuenta que son tratamientos que han salido al mercado con el interés de sustituir el calor, sin provocar modificaciones en los alimentos.

No obstante, es posible aplicarlo a alimentos que no requieran tratamientos especialmente intensos y en los que la microbiota Gram positiva sea la dominante, como por ejemplo la mayoría de los alimentos fermentados, como el caso de los yogures, etc.

Ventajas 1. Inactiva y/o destruye los microbios 2. No degrada las características organolépticas ni el valor nutricional de los alimentos 3. Prolonga la vida útil de los alimentos 4. El tratamiento se realiza en un corto tiempo

Desventajas 1. Baja disponibilidad de unidades comerciales 2. Aplicación limitada, los aparatos requieren mucha energía eléctrica 3. Aún se desconoce los efectos sobre diversos componentes de los alimentos NOTA: Las bacterias Gram positivas Incluyen especies tanto móviles (vía flagelos)

como

inmóviles

con

forma

de bacilo (Bacillus, Clostridium, Corynebacterium,Lactobacillus, Listeria) o coco (Staphylococcus, Streptococcus)