UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE CHIHUAHUAFACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS

CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS POR RADIACIONES Y NATURALEZA DE LA RESISTENCIA MICROBIANA A LA RADIACIÓN

Microbiología de alimentos

Dr. Iván Salmerón

I.Q. Ana Herrera 2075319/05/2011

RadiaciónEmisión o propagación de energía a través del espacio o

de un medio natural.

Fig 1. Espectro electromagnético de frecuencias. Tomado de www.afinidadelectrica.com

En la conservación de alimentos las radiaciones de interés son los rayos ultravioleta, rayos X, y rayos gamma.

Destruyen a los microorganismos sin elevar apreciablemente la temperatura: esterilización fría.

Radiación ultravioleta• Potente agente bactericida (240-280nm).• No es ionizante.• Absorbida por las proteínas y ácidos nucléicos (G-).• Bajo poder de penetración (materiales opacos).• Se emplea en la superficie de los alimentos.

Radiación no ionizante

Tomada de: Fraizer, W. y Westhoff, D. (1993) Capítulo 10: Conservación por irradiación. Microbiología de los alimentos. 4a edición. Editorial Acribia. pp. 215.

Radiación ionizanteEsta radiación es muy efectiva, ya que provoca daños en

el ADN celular, deteriorando la división celular; en dosis adecuadas se pueden llevar a cabo estos daños sin efectos significativos en el alimento.

Tomada de: Doyle, M. y Beuchat, L. (2007). Chapter 32: Physical methods of food preservation. Food microbiology. 3rd edition, Editorial ASM Press. p.699

• Ondas electromagnéticas, originadas en el interior de tubo de vacío mediante el bombardeo con rayos catódicos de un electrodo de un metal pesado.

• Poder de penetración considerable.• Alto costo.

Tipos de radiaciones ionizantesRayos X

• Radiaciones electromagnéticas emitidas por el núcleo excitado de elementos como el Co60 y el Cs137

(productos de la fisión atómica o desperdicios atómicos).

• Bajo costo.• Excelente poder de penetración.• No se regula su intensidad.

Tipos de radiaciones ionizantes

Rayos gamma

Entre las ventajas que presenta la radiación ionizante se encuentran:

Producción de cambios deseables en alimentosNo induce la radiación en alimentos o en materiales de

empaque.Es viable comercialmente.

Ventajas

La radiación ionizante pretende eliminar m.o. causantes del deterioro de alimentos o potencialmente dañinos para la salud del consumidor.

Específicamente, el principal objetivo de la radiación es dañar el ADN en los cromosomas.

Fundamentos microbiológicos

La radiación afecta de forma directa (ionización del ADN) o de forma indirecta por la radiolisis del agua, por los radicales libres como el OH (causante del 90% del daño del ADN), esta última predomina en células vivas.

Fundamentos microbiológicos

La sensibilidad a la radiación se relaciona con el tamaño del genoma.

Fundamentos microbiológicos

Tomada de: Fraizer, W. y Westhoff, D. (1993) Capítulo 10: Conservación por irradiación. Microbiología de los alimentos. 4a edición. Editorial Acribia. pp. 221.

1 kGy= 105 rad. 1 rad = unidad equivalente a la absorción de 100 ergios / g de materia.

Las diferencias en la sensibilidad a la radiación se relacionan con las estructuras físicas y químicas y con la capacidad de recuperarse del daño de la radiación.

Fundamentos microbiológicos

Tomada de: Jay, J.; Loessner, M.; Golden, D. (2005). Chapter 15: Radiation protection of foods, and nature of microbial radiation resistance. Modern Food Microbiology. 7th edition. Food Science Text Series. pp. 374..

1 rad = unidad equivalente a la absorción de 100 ergios/g de materia.

La destrucción de m.o. depende de:• El tipo de m.o. (* virus > levaduras > mohos > G+ > G-

y esporogenas > asporogenas)• El número m.o. (# α efectividad)• Composición del alimento (*proteínas)• Presencia o ausencia de O2 (*ausencia) • Estado físico del alimento (*desecación)• Edad de los m.o. (*fase lag)

* Se presenta la mayor resistencia

Fundamentos microbiológicos

1) Selección.2) Limpieza.3) Envasado.4) Blanqueo o tratamiento térmico.

Pasos previos para irradiar alimentos

Dependiendo del objetivo de la irradiación será la intensidad de ésta.

Dosis requeridas para irradiar alimentos

Tomada de: Doyle, M. y Beuchat, L. (2007). Chapter 32: Physical methods of food preservation. Food microbiology. 3rd edition, Editorial ASM Press. p.701.

Tomada de: Fraizer, W. y Westhoff, D. (1993) Capítulo 10: Conservación por irradiación. Microbiología de los alimentos. 4a edición. Editorial Acribia. pp. 224.

La dosis de irradiación depende del propósito. 1. Radurización (pasteurización): reducción del número de

m.o. que ocasionan deterioro en alimentos. Extendiendo de 3 a 4 veces la vida de anaquel. Dosis de 0.75 a 2.5 kGy.

2. Radicidación (pasteurización): reducción del número de m.o. patógenos y parásitos, mejorando la inocuidad. Dosis de 2.5 a 10 kGy.

2. Radapertización (esterilización): reducción del número y/o actividad de m.o. viables, sin requerir un postprocesamiento (en condiciones adecuadas de almacenamiento). Dosis de 30 a 40 kGy.

Fundamentos tecnológicos

Tomada de: Jay, J.; Loessner, M.; Golden, D. (2005). Chapter 15: Radiation protection of foods, and nature of microbial radiation resistance. Modern Food Microbiology. 7th edition. Food Science Text Series. pp. 382..

La presencia, crecimiento o reproducción de m.o. e insectos y el deterioro del meristemo puede ser prevenido, por medio de la radiación ionizante confiriéndoles mejores atributos y ampliando así la vida en anaquel de los alimentos

Efecto en la calidad de los alimentos

Tomada de: Doyle, M. y Beuchat, L. (2007). Chapter 32: Physical methods of food preservation. Food microbiology. 3rd edition, Editorial ASM Press. p.699

Por otra parte, se pueden presentar efectos secundarios indeseables en los alimentos causados directa o indirectamente por la radiación. Esto depende de la dosis de radiación, temperatura, cantidad de O2, contenido de humedad existente y otros.

Efecto en la calidad de los alimentos

Ej: colores, olores, sabores, palatabilidades indeseables y/o pérdida de vitaminas.

Tomada de: Jay, J.; Loessner, M.; Golden, D. (2005). Chapter 15: Radiation protection of foods, and nature of microbial radiation resistance. Modern Food Microbiology. 7th edition. Food Science Text Series. pp. 386..

Tomada de: Jay, J.; Loessner, M.; Golden, D. (2005). Chapter 15: Radiation protection of foods, and nature of microbial radiation resistance. Modern Food Microbiology. 7th edition. Food Science Text Series. pp. 390..

• Fraizer, W. y Westhoff, D. (1993) Capítulo 10: Conservación por irradiación. Microbiología de los alimentos. 4a edición. Editorial Acribia. pp. 211-224.

• Tucker, G. (2008). Chapter 9: Novel commercial preservation methods. Food biodeterioration and preservation. 1st edition, Editorial Blackwell publishing. p.221-228 y 235-241.

• Doyle, M. y Beuchat, L. (2007). Chapter 32: Physical methods of food preservation. Food microbiology. 3rd edition, Editorial ASM Press. p.698-702.

• Jay, J.; Loessner, M.; Golden, D. (2005). Chapter 15: Radiation protection of foods, and nature of microbial radiation resistance. Modern Food Microbiology. 7th edition. Food Science Text Series. pp. 371-391.

Bibliografía