Nuevas tecnologias aplicadas a frutos procesados
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26/02/2010
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NUEVAS TECNOLOGÍAS
PARA CONSERVACIÓN DE
PRODUCTOS VEGETALES
Dra. Ma. Andrea Trejo Márquez
TECNOLOGÍAS EMERGENTES
Las tecnologías emergentes son métodos no térmicos de conservación de alimentos, siendo un proceso alternativo o complementario a los
métodos tradicionales de conservación de alimentos.
Estas nuevas tecnologías ofrecen nuevas alternativas en el procesamiento de alimentos,
tales como: las altas presiones para la conservación de alimentos, aplicación de
campos de alta intensidad de pulsos eléctricos, pulsos lumínicos e irradiación
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ALTAS PRESIONES
Fundamento
• Sometimiento del producto a una elevada presión hidrostática (400 - 900 MPa ó 4.000 – 9.000 atm), desde minutos hasta algunas horas. Fluido transmisor: agua.
Productos
• Zumos, leche, yogur, zumos defrutas, especias, carnes,productos pesqueros. Enalimentos, sólidos o semisólidos,los equipos son aún discontinuos.
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Conserva y aumenta la luminosidad y el color rojo/ verde
Físicos Mantenimiento de aromas y sabor
Inhibición de la reacción de Maillard
Carbohidratos transición sol- gel de polisacáridos
Químicos Vitaminas Resistentes a la presión
Efecto en Agua Disminución de volumen
Parámetros Disminución de la disolución de solutos
POD
Bioquímicos Inactivación de enzimas PPO
LOX
PME
Microbiológicos Cambios biológico-morfológico, membrana y pared celular
Efectos en los microorganismos
Tipos de microorganismos
barófilos, barófobos, eubáricos
Cambios morfológicos: membrana
Inactivación microbiana
Bacterias gram - los microorganismos mas sensibles
Levaduras, mohos y gram + tratamientos más intensos
Bacterias esporuladas muy resistentes , temperatura
(65ºC)
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Ventajas
• Transmisión casi instantánea de la presión a todos los puntos del alimento.
• Destrucción de microorganismos. Combinación con temperatura y ciclos de presión.
• Inactivación enzimática.
• Mantenimiento de vitaminas, aromas y sabor.
• Producto entero.
• Puede modificar la textura y/o funcionalidad del alimento.
Limitaciones:
• Alto coste.
• Paredes de la cámara de presión. Materiales de alta resistencia.
• Los envases han de ser estancos y flexibles.
• Desarrollado a escala piloto.
Equipos:
• Para productos envasados:
• Cámara de presión vertical u horizontal.
• Tiempos de apertura largos (>1 min)
• Cruces de producto (carga y descarga por la misma abertura.)
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Para líquidos:
• Sistemas semi-continuos
• Transferencia desde la
cámara de alta presión a
tanque de llenado
aséptico
Pasta de aguacate método de conservación tradicional
Recepción
Preenfriamiento
Selección
Limpieza
Despulpado
Mezclado 1
Mezclado 2
Envasado
Almacenado
Aguacate
Fruta dañada
Materiales extraños
Retiro de cáscara
y hueso
Sal, cebolla, ajo,
agua
2º-10ºC
Agua fría
2-4ºC
Altas presiones 600 MPa
por ~1 min.
100-200 mg de
ácido ascórbico /litro
Agua
15ppm cloro.
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Legislación • Reglamento CE no 258/ 97, de 27 Enero de 1997 sobre
nuevos alimentos y nuevos ingredientes alimentarios.
• Los preparados pasteurizados a base de frutas, son los
únicos productos tratados por altas presiones que están
regulados en Europa por una normativa específica
(Decisión de la Comisión de 23 mayo de 2001
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Fundamento:
Aplicación de pulsos eléctricosde microsegundos de altaintensidad de campoeléctrico (104 V) enalimentos colocados entredos electrodos.
El equipo incluye un generadorde alto voltaje, una cámarade tratamiento, un sistemade refrigeración y un equipode envasado aséptico,además de los sistemas decontrol (osciloscopio...)
Productos:
• Fluidos viscosos yhomogéneos.
• Partículas pequeñas (<1cm).
• Se puede operar por lotes oen continuo en las mismasinstalaciones con pequeñasmodificaciones.
• Zumos, leche, yogurt, huevolíquido, crema de guisantes.
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Ventajas:
• Tratamiento a baja temperatura.
• Posibilidad de trabajo en continuo.
• Alta eficiencia energética.
• Destrucción de microorganismos
• Inactivación de enzimas
• Limitaciones:
• Tamaño de partícula.
• Necesidad de desarrollo en sistemas de control, intensidades mayores.
• Desconocimiento de efectos sobre algunos alimentos.
Físicos Mantenían los componentes del sabor original en un 87%
Sabores, aromas y colores naturales permanecen intactos
Carbohidratos sin cambios antes y después del tratamiento
Efecto en Químicos Vitaminas no se ven afectadas
Parámetros
Bioquímicos Inactivación de enzimas resultados dispares
PME en jugo
Microbiológicos Poros en las membranas celulares permeabilidad
pérdida contenido
celular
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Efectos sobre los alimentos
Inactivación microbiana ruptura dieléctrica
diferencia de potencial entre las membranas
(potencial transmembrana) electroporación
Factores
Temperatura
pH
Fuerza iónica
Situación de los microorganismos
Legislación
• Reglamento CE no 258/ 97, de 27 de Enero de 1997
sobre nuevos alimentos y nuevos ingredientes
alimentarios.
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Proceso de jugo de naranja conservado por calor
Recepción
Selección
Limpieza
Clasificación
Extracción
Tamizado
Centrifugación
Pasterización
Envasado
Fruta dañada
Agua, 5 min, en
cepillos giratorios
Restos de corteza
Por tamaños
Jugo
Campos eléctricos 35kV.cm-1
Naranjas
110ºC a 3 seg.
PULSOS LUMINOSOS
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PULSOS LUMINOSOS
• Se aplican flashes de corta duración de luz blanca a razón de 1 a 20 pulsos/s.
• A temperatura ambiente
• Se pueden aplicar a alimentos envasados si el
material es suficientemente transparente al espectro de la
luz aplicada. . Sistema para el tratamiento de alimentos
con pulsos luminoso
PULSOS LUMINOSOS
• El espectro de luz utilizada
va desde UV hasta
infrarrojo.
• Esterilización en superficie
de materiales de envasado.
• Sustituto de desinfectantes
químicos.
UV
C
UV
BUV
AVISIBLE INFRARROJO
Espectro de luz del sistema
Pure Bright (200 - 1000 nm)
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PULSOS LUMINOSOS
• Tratamiento superficial de productos de bollería.
• Prevención del ennegrecimiento de camarones.
• Esterilización del agua.
• Control de enfermedades en productos vegetales.
PULSOS LUMINOSOSVentajas
Inactiva microorganismos
Calor generado mínimo
Inactiva enzimas como la
polifenoloxidasa
Tiene efectos antimicrobianos y
es eficaz contra unas bacterias
patógenas como E.coli,
salmonella, listeria.
Controla enfermedades
causadas por hongos
Aumenta su vida útil de
productos frescos
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Pulsos Luminosos
Físicos Pequeños cambios en color
Pocos estudios en parámetros físicos
Efecto en Químicos no afecta retención de nutrientes
parámetros pocos estudios detallados
Bioquímicos Inactivación de enzimas PPO jitomate
E. Coli
Microbiológicos Inactivación de m.o patógenos Salmonella
Listeria
• Proceso de pulsos luminosos
Pulsos Luminosos
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Pulsos Luminosos
Proceso de jitomate para exportación en fresco
Recepción
Preenfriamiento
Limpieza
Selección
Clasificación
Encerado
Empacado
Almacenamiento
Jitomate
Jitomates
deteriorados
Color y tamaño
2º-10ºC, Agua fría
Agua clorada
menos de 2 ppm
cloro residual
Cera de candelilla
Cajas de cartón
25kg
14 a 16ºC 7 a 14 días
Pulsos luminosos8 destellos de luz
de fluencia
1-2 J/cm2
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IRRADIACIÓN
IRRADIACIÓN
Fundamento:
Radiaciones gamma (procedente de cobalto 60)
incidiendo sobre el alimento. Someter al producto a
un haz de electrones para romper enlaces químicos
(radiolisis ).
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IRRADIACIÓN
Fundamento:
Radiación ionizante
Una emanación de fotones
desplaza electrones de las
moléculas sobre las que
incide.
Gran poder de penetración
y acción letal debida a su
liberación a nivel celular
Es altamente letal
IRRADIACIÓN
Haz de Electrones
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IRRADIACIÓN
•
Productos:
Su unidad es el Gray (Gy), que es la
absorción de un Joule de energía por
kilo de masa irradiada
• Todos (en alimentos ricos en ácidos
grasos poli-insaturados puede originar
peróxidos).
• Plantas de servicio de tratamiento.
• Instalaciones propias.
FísicosSabor, color, gusto degradación incompleta de clorofila
Agua + Radicales hidroxilo
celulosa
Químicos Carbohidratos degradación pérdida de textura pectina
almidón
Efecto en
parámetros Vitaminas degradación E y B1
Bioquímicos Inhibe la actividad enzimática polifenoloxidasa
E. coli
Microbiológicos Destruye patógenos Salmonella
Listeria
Irradiación
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Irradiación
Efectos en microorganismos
Alteración cromosómica y
celular
Imposibilidad de la división
celular y reproducción.
Los ácidos nucleicos, los
cuales contienen información
esencial para el crecimiento
IRRADIACIÓN
Aplicaciones:
• Diferentes autorizaciones según
país.
• Especias.
• Carne de pollo (salmonella)
• Patatas, cebollas, ajo.
• Carne de vacuno (E. coli H0157)
EEUU
• Copos de cereales Figuras comparativas de
dos hortalizas tratadas con
irradiación y sin irradiación
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IRRADIACIÓN
Ventajas:
• Aumento de la temperatura inapreciable.
• No hay pérdidas de nutrientes.
• Destrucción microbiana e inactivación enzimática.
• Aplicaciones fitosanitarias.
• No deja residuos.
• No se modifican los constituyentes.
• Alta penetración en envases.
• Tratamiento de palets.
IRRADIACIÓN
• Limitaciones
• Mala imagen.
• Coste.
• Posible Enranciamiento grasas.
• Malos sabores.
• Dosis varían entre 0,075 y 10 kGy según producto.
• (Directivas 1999/2/CE y 1999/3/CE)
•
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Legislación
Código de prácticas del CODEX REV. 1-2003. para el tratamiento de los alimentos irradiados.
Unión Europea:
Directiva 1999/2/CE aspectos generales y técnicos de la ejecución del proceso de irradiación, el
etiquetado de los productos alimenticios irradiados
Directiva 1999/3/CE, establecimiento de una lista de comunitaria de alimentos e ingredientes
alimentarios autorizados para el tratamiento con radiaciones ionizantes.
NOM-033-SSA1-1993, Bienes y servicios. Irradiación de alimentos
Establece dosis permitidas para la irradiación de alimentos, materias primas y aditivos alimentarios
Controla y regula los alimentos, materias primas y aditivos alimentarios, por medio de dosis permitidas.
NOM-O22. Diario de la federación diciembre 2006. características y especificaciones para el
inicio de funcionamiento y certificación de tratamientos fitosanitarios en vegetales, sus productos y
subproductos de importación, exportación o de movilización nacional.
Irradiación
• Mango para exportación tratamiento con calor
Recepción
Preenfriamiento
Selección y
clasificación
Limpieza
Tratamiento
térmico
Encerado
Empacado
Eliminación de
daños
2º-10ºC Agua
fría
Color, Peso, Tamaño
Cera de
candelilla 1.7%
46°C 65min
Agua
Enfriamiento Agua 21°C, 30
min.
0.5-1KGyIrradiación
15ppm cloro
Agua
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Propuesta Tecnológica
Ventajas Limitaciones
Conserva por tiempo más amplio al
fruto
Puede causar ablandamiento en
productos frescos
Descontamina al fruto de bacterias
patógenas
El costo de la planta es alto
Controla la maduración y la
senescencia
Rechazo social
No produce residuos tóxicos como
algunos plaguicidas
Controla la infestación de insectos
como la mosca de la fruta
Inhibe algunos procesos bioquímicos
como la actividad enzimático
retrasando la maduración
CAMPOS MAGNÉTICOS
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CAMPOS MAGNÉTICOS
Fundamento
• Los campos magnéticos pueden ser estáticos u
oscilantes.
• Los estáticos presentan una intensidad magnética
constante con el tiempo y la dirección del campo.
• Los oscilantes se aplica en forma de pulsos, invirtiendo
la carga y la intensidad con el tiempo.
CAMPOS MAGNÉTICOS
Fundamento
• El tratamiento consiste en someter el alimento
envasado a 1 a 100 pulsos en un campo magnético
oscilante con una frecuencia entre 5 y 500 kHz a
temperatura de 0 a 5°C, con un tiempo de exposición
de 25 us a 10 ms.
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CAMPOS MAGNÉTICOS
Productos
• Todos los alimentos.
Ventajas
• Aplicables a alimentos envasados.
• Inactivación de microorganismos.
• Aplicable a superficie e interior de alimentos sólidos.
• No hay pérdidas de nutrientes ni cambios sensoriales:
baja temperatura.
CAMPOS MAGNÉTICOS
Limitaciones:
• Poco estudiado.
• Desarrollo e implantación a largo plazo.
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GRACIAS