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PROCESAMIENTO
TÉRMICO
Tecnología de Frutas I
Trimestre 08 – I
Dra. Ma. de Lourdes Yáñez L.
PROCESAMIENTO TÉRMICO
• Envasado de alimentos en recipientes
herméticos y su sometimiento a un
calentamiento que asegure la destrucción o
inactivación de microorganismos y enzimas
que pudieran alterarles.
CONCEPTOS Y PRINCIPIOS DEL
PROCESAMIENTO TÉRMINCO
• Esterilización.- Eliminación de TODO tipo de
vida de un objeto o material. Excluye técnicas
que sólo dañen a los microorganismos o atenúen
su capacidad de reproducción.
• Asepsia.- Exclusión sólo de microorganismos
dañinos como deseables (ejemplo: aislamiento
de una cepa determinada en condiciones
estériles).
• Pasteurización.- Método para destruir o reducir
drásticamente el nivel de microorganismos
patógenos o causantes del deterioro de los
alimentos (sobre todo en materiales sensibles al
calor) calor aplicado actualmente 80°C Tiempo
15 segundos.
Esterilización Comercial.- Inactivación o
inhibición de microorganismos (o sus esporas),
evitando que crezcan para eliminar las
posibilidades de intoxicación por el alimento o
problemas de salud en las condiciones normales
de almacenamiento.
Bases de los Proceso Térmicos
Conocimiento profundo de la microbiología de lo los alimentos.
Levaduras
BENEFICOS
Hongos
Discernir entre
microorganismos
PATÓGENOS
Causan
enfermedades
Pan, queso
vino, cerveza
col agria,
alcoholes
Antibióticos
Invasión
directa
Substancias
producidas por
ellos
HONGOS
• Compuestos por filamentos tubulares (hifas
multicelulares)
• Reproducción por esporas
• Ampliamente distribuidos en la naturaleza
• Condiciones ambientales
– Alta humedad
– Aireación Temperatura (aún en refrigeración)
– Más tolerantes al frío que al calor
CARACTERÍSTICAS DE
LOS HONGOS
• Incapacidad de sobrevivencia a procesos
térmicos
• Hongo más importante en la industria del
procesamiento:
Latas de bebidas de frutas
Byssochlamys fulva
Productos a base de frutas
• Sus esporas pueden sobrevivir más de 1
minuto a 92°C (198°F) en alimentos ácidos o
acidificados.
• Su crecimiento en alimentos procesados
térmicamente no es problema significativo
para la salud pública.
LEVADURAS
• Microorganismos unicelulares, de forma
ovoide a menudo.
• Más pequeños que los hongos.
• Más grandes que las bacterias.
• Grosor ~ 0.0125 mm.
• Reproducción: Gemación (generalmente).
• Algunas variedades generan esporas dentro
de una célula especial.
• Asociadas particularmente con alimentos líquidos
que contienen azúcar y ácidos.
• Muy tolerantes al frío.
• La mayoría se destruye por calentamiento a 77°C
(170°F)
• El deterioro de alimentos enlatados por levaduras
puede deberse a un procesamiento insuficiente.
• Su crecimiento va acompañado generalmente de la
producción de alcohol y CO2 . En grandes
cantidades infla el envase.
• Su crecimiento en alimentos procesados tampoco
es problema significativo para la salud pública.
BACTERIAS
• Los microorganismos más importantes y
problemáticos en el procesamiento de alimentos.
• La mayoría inofensiva pero excretan enzimas que
pueden producir cambios indeseables en el
producto.
• En algunos casos pueden producir substancias
venenosas. Redonda (cocos)
• Bastones (bacilos)
• Son cuerpos unicelulares, su longitud: 0.001 – 0.25
mm.
Las más importantes
en el deterioro de
alimentos en forma
Redonda (cocos)
Bastones (bacilos)
• Reproducción: División celular cada 20 ó 30 mins.
Dependiendo de su habilidad
Para formar esporas.
No
esporados
Esporados
Coco
s
La mayoría de los
bacilos
Algunos
bacilos
• Esporas.- Una etapa de reposo no productora que
permite la supervivencia en condiciones
desfavorables, son altamente resistentes al calor,
frío y agentes químicos, pueden sobrevivir al agua
en ebullición (100°C o 212°F) por más de 16 h.
• Las bacterias difieren en requerimientos
alimenticios y en sus características de crecimiento
en función del oxígeno, temperatura y tolerancia al
ácido y agentes químicos.
• Bacterias más importantes en el establecimiento
de un proceso térmico
Clostridium botulinum (botulismo)
Clostridium
botulinum
Forma Esporas
Es aerobia
Produce una toxina letal para el
ser humano.
Se desarrolla pH’s > 4.5
Muy resistente al calor
Resistente a agentes químicos
ESTABLECIMIENTO DEL
PROCESO TÉRMICO
• Componentes químicos
• Factor ambiental que más fácilmente se puede
regular apara controlar la carga microbiana:
TEMPERATURA.
También se pueden usar otros agentes
Componentes químicos
Rayos U.V.
Radicaciones
Microondas
• Los alimentos contaminados con microorganismos
se someten a tratamiento con altas temperaturas
por un tiempo determinado
• Eliminándolos
• Evitar la actividad enzimática.
• Modificando la estructura terciaria
prevención del deterioro del producto durante su
almacenamiento
envasado hermético para
evitar su recontaminación.
PROCESO TÉRMICO
1.
Se coloca al alimento en un envase sellado
calentado por un tiempo y temperatura
específicos
esterilidad comercial
(envase convencional).
2. Se calienta el alimento por un tiempo y a
temperatura suficiente para alcanzar la
esterilidad comercial
Se coloca en un
envase estéril
se sella (proceso
aséptico)
PROCEDIMIENTO PARA ESTBLECER
CONDICIONES DEL PROCESO QUE SE
DEBE APLICAR DEPENDE DE:
A. La naturaleza del alimento.
B. Las dimensiones y material del recipiente en el que
se encuentra envasado.
C. Los procesos térmicos utilizados.
D. Las características de crecimiento y sobrevivencia
de los microorganismos que contaminan el
alimento.
ESTABLECIMENTO DEL PROCESO
TERMICO SE BASA EN DOS
FACTORES:
•
Conocimiento de la resistencia térmica de
los microorganismos (cantidad de calor
requerida para su destrucción) en cada
producto específico.
Determinación de la velocidad de calentamiento de
dicho producto (penetración de calor ).
Penetración de
calor en el
alimento
Resistencia
térmica de los
microorganismos
Proceso
calculado
Estos principios se aplican igual tanto para el envasado
convencional como para el envasado aséptico
ESPECIFICIDAD EN EL
ESTABLECIMIENTO DEL PROCESO
•
•
•
•
Para ese único calentamiento.
Para su formulación.
Su método de preparación.
Tamaño y tipo de envase (cuando lo hay) en
el que se procesa.
• El sistema de esterilización utilizado.
CLASIFICACIÓN DE LOS
ALIMENTOS POR SU ACIDEZ
• La capacidad de crecimiento y resistencia al calor
de los microorganismos se ven afectados por:
• La acidez del medio
– A pH’s ácidos (< 4.5)
Hongos y Levaduras.
– A pH’s menos ácidos (> 4.5)
Bacterias
• Los tratamientos térmicos que se aplican a
alimentos ácidos son más Ligeros que para los
alimentos no ácidos.
PENETRACIÓN DE CALOR
Para poder calcular tiempo y temperatura que se
deben aplicar a un determinado alimento
Esterilidad efectiva sin afectar su calidad se
necesita conocer:
1.El tiempo que requiere el alimento en alcanzar
la temperatura deseada.
2.El tiempo que se necesita para enfriarlo
Establecimiento de la velocidad de penetración de calor.
FACTORES QUE DETERMINAN
LA PENETRACIÓN DE CALOR.
A. Naturaleza (composición) y consistencia del alimento.
Condiciona por si mismo el mecanismo de
propagación de calor en su seno.
•
•
Presencia de grasa y aumento de azúcar
Retrasa
velocidad
Viscosos o enteros
más lento el calentamiento (por
conducción)
B. Tamaño y forma del Envase. Mientras más grande sea
el envase mayor será el tiempo para que el centro
alcance la temperatura deseada.
C. Material del Envase: La penetración del calor es más
lenta en vidrio que envases metálicos.
PUNTO FRÍO
• Con la finalidad de tener la seguridad de la
destrucción de los microorganismos en un
producto con o sin envase el calor suministrado
debe entrar en todos los puntos del producto o
recipiente.
• Punto frío.- La región que normalmente es la
ULTIMA EN CALENTARSE es ~ el centro
geométrico del envase o de la masa de producto.
Es una región crítica porque es ahí en donde hay
más posibilidades de supervivencia de los
microorganismos que contaminan el producto.
• Los estudios sobre penetración del calor se
centran en esta región ya que el diseño de
un tratamiento térmico que permita alcanzar
la temperatura adecuada en el punto frío
Asegura que todos los demás puntos del
recipiente o producto alcancen la
temperatura deseada.
TRANSFERENCIA DE CALOR
Alimentos Sólidos
Conducción (lento porque el calor pasa de una
partícula a otra por contacto debido a choques
moleculares)
Sobrecalentamiento del
producto en aquellas partes que están en
contacto con el envase o más cercanos a la
fuente de calor . punto frío: El centro.
TRANSFERENCIA DE CALOR
Alimentos líquidos
Convección (más rápido
se forman corrientes
convectivas dentro de la masa líquida por la
disminución de la densidad del producto en las zonas
más calientes). El punto frío usualmente se localiza
sobre el eje vertical entre el centro geométrico y el
fondo del envase
DETERMINACIÓN DEL PUNTO
FRÍO
• Mediante la colocación de los termopares en
varios puntos laterales de un intercambiador
de calor o de uno o varios envases (cada uno
con un termopar pero en un punto
diferente), o en la tapa de los envases de
vidrio. Se conectan los termopares a un
graficador
Los datos de tiempotemperatura se capturan
Gráficas.
APLICACIÓN DEL TRATAMIENTO
TÉRMICO
• Evitar o reducir el oscurecimiento
• Evitar o reducir la pérdida de valor
nutritivo.
• Evitar el sabor a quemado o sobrecocido
PRINCIPIO DEL TERMOPAR
• Dos varillas de metales distintos se ponen en
contacto por sus extremos para formar un
circuito cerrado y una de las uniones se
mantiene más elevada que la otra. Se genera
una corriente eléctrica cuya magnitud
depende de la diferencia de la temperatura
entre ambas uniones.
CONSIDERACIONES PRÁCTICAS DE
LA PENETRACIÓN DEL CALOR EN
PRODUCTOS ENVASADOS
• Las autoclaves estacionarias (batch) pasan
por un proceso de calentamiento al igual
que el envase y el producto, por lo que se
requiere de un ajuste al tiempo de arranque
(tiempo que tarda un autoclave estacionario
en alcanzar la temperatura de proceso).
• Mientras se alcanza dicha temperatura ya se
tiene un efecto térmico letal. Se estima en un
42% de ese tiempo, y por lo tanto, se
establece un “CERO CORREGIDO”. Se
obtiene restando el 42% del tiempo que el
autoclave necesita para alcanzar la
temperatura de operación o bien añadiendo
el 58% del tiempo de arranque al tiempo que
se prendió el vapor.
CURVA DE CALETAMIENTO
• Se ha demostrado que el PUNTO FRÍO se
aproxima exponencialmente a la
temperatura del medio de calentamiento
(Tc). Al relacionar la diferencia de
calentamiento menos la temperatura del
punto frío a un tiempo cualquiera (Tc – T)
contra el tiempo, utilizando papel
semilogarítmico, se obtiene una línea recta.