1.3 Ecología microbiana de los alimentos.ppsx

5/25/2018 1.3 Ecologa microbiana de los alimentos.ppsx

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Influencia de los tratamientos tecnolgicos(II parte)

Dr.C. Ren Tejedor AriasProfesor Titular

Instituto de Farmacia y Alimentos

Universidad de La Habana


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Aumento de la demanda de alimentosfrescos, nutritivos e inocuos, sin riesgos

microbiolgicos y con la calidad requerida.

Ventajas del ozono sobre el cloro.

Aprobacin del ozono en 2001 por la

FDA como agente para la higienizacin y

desinfeccin de alimentos y clasificadocomo sustancia GRAS para el contacto

directo con alimentos.

Aplicacin del ozono en la Industria Alimentaria


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Control ambiental: Concentracin de ozono

ambiental mxima permisible/8h/da para la salud del

operario en el puesto de trabajo es de 0.1 y 0.08 ppm(OSHA y EPA)

Se recomienda la instalacin de analizadores para

el monitoreo ambiental.

Mtodos:

Ozonizacin de ambientesLavado con agua ozonizada


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Ozonizacin de ambientes

(Ozono en fase gaseosa)

Refrigeracin domstica

Cmaras frigorficas

Transporte refrigerado

Bodegas refrigeradas de barcos

Almacenes de alimentos a temperatura ambiente

Desodorizacin de cmaras y locales de trabajo

Saneamiento de envases y locales.

Conc. de ozono en aire:

0.6 - 20 mg/m3


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Aplicacin del ozono en fase lquida

(Agua ozonizada)

Lavado y desinfeccin de frutas, hortalizas, carnes,pescado, aves y otros.

Higienizacin de lneas de produccin y de envasado. Lavado de pisos, locales y reas. Fabricacin de hielo Higienizacin del personal que manipula losalimentos.

Reutilizacin del agua en el proceso.

Conc. ozono disuelto en agua: 0.5 - 5 mg/mL


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Condiciones generales:

Ozonizacin en fase gaseosa:

- Bajo refrigeracin y altos % HR.

- Aplicacin continua o intermitente durante un

da o varios das.- Con o sin posterior Congelacin

Agua ozonizada se recomienda el lavado en

diferentes etapas del proceso.

Los microorganismos disminuyen la

calidad, provocan el deterioro totalcausando olores desagradables


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(mg/m3) Punto de

aplicacin

T

% HR

Observaciones

2 Tratamiento - Decreci la contaminacin porPseudomonas spp. enla superficie de carne

0.03 Tratamiento 1,6

95 %

Control del crecimiento bacteriano en la superficie

de carcasas e increment el almacenaje hasta 9 das.

5 Almacenamiento Refrigeracin Mejor calidad sensorial

Disminucin de compuestos voltiles.

mg/L Producto Observaciones

5 Lavado de tejido adiposo de

falda

Reduccin importante de contaminacin

bacteriana al ser comparado con otros

desinfectantes

0.32.3 Lavado de piezas

(bandas o carcasas)

Reduccin de 1,3 log de UFC/cm2

Tratamiento en fase gaseosa (otros reportes)

Tratamiento en fase acuosa


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Fabricacin de hielo a partir de agua ozonizada para laconservacin del pescado (agua de mar o potable).

Lavado antes de almacenar

Cmara frigorfica y vitrinas

Camiones refrigerados

Bodegas de los barcos de pesca

Desodorizacin de las cmaras frigorficas y locales

(importante accin)

Conservacin de Pescado


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El pescado es tanto o ms sensible al deterioro que lascarnes.

El ozono en el almacenamiento bajo refrigeracin retarda la:DescomposicinAparicin de olores no deseables

Se prolonga unos das el inevitable y total deterioro de lospescados sin eviscerar.

Es recomendable cuando se prepara el pescado su lavado conagua ozonizada.


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Accin del ozono en laconservacin de Frutas y

Hortalizas

Lavado antes de almacenar

Desodorizacin de las cmaras frigorficas ylocales

Accin germicida

Degradacin de etileno (O3reacciona con el etileno,oxidndolo hasta producir CO2 + H2O >tiempode almacenaje

de muchos frutas y hortalizas en la poscosecha)


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El efecto germicida delozono controla lapudricin

El tratamiento con agua ozonizada yen fase gaseosa es eficaz para la

inactivacin de bacterias y esporas

suspendidas en el agua y presentes en

la superficie del fruto.

Poco eficaz respecto a las ubicadasen heridas.

Naranjas Conc.O3/aire: 40 mg/m3

Pltanos Conc.O3/aire: 10 mg/m3

Se evalu que a esas concentraciones de ozono/aire no seproducen daos en el fruto bajo tratamiento continuo en cmaras

Disminucin del etileno y el tiempo de maduracin


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Ensaladas mixtas de frutas y vegetales

frescos y cortados

Empleo del lavado con agua ozonizada 0,5 a 1,5 mg/L y un segundo

lavado con concentraciones de cloro mucho menor (50%):

Los productos incrementan su vida til hasta 25 das.Reduccin del 60 % del consumo de agua de lavado con la

correspondiente disminucin del costo y del caudal del efluente.

El tratamiento convencional requiere de agua dealtas concentraciones de cloro hasta 200 mg/L

Aplicacin en varias procesadoras Rice

(Ozone News , 2007)


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Qu efectos adversos pudiera tener la

aplicacin del ozono en los productos?

En concentraciones elevadas y tiempos de contacto prolongados:

Frutas y hortalizas: puede afectar los tioles (Qiang, 2006), otros

antioxidantes y fitohormonas (Chan, 2007).

En carnes y pescados pueden oxidar los compuestos grasos.

Como todos los tratamientos, la aplicacin de O3

tanto en fase gaseosa

como en fase acuosa puede tener efectos adversos

Es necesario evaluar las dosis y el tiempo de exposicin que se apliquen.

En general estos daos dependen de:

Las caractersticas de la superficie del producto

Las concentraciones de ozono utilizadas

Los tiempos de exposicin


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Modificacin de aw: Secado o

deshidratacin, salazn o adicin de azcar.

Modificacin del pH: Acidificacin oFermentacin.

Adicin dePreservantes:SO2, benzoatos,

sorbatos, propionatos, nitritos Ahumadode carnes y pescados: absorcin

de sustancias antimicrobianas del humo

(fenoles)


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Reduccin (log/cm2) de Salmonel latyph imur iumy Escher ichia col i

O157:H7 inoculados en la superficie de meln cantaloupe con

diferentes tratamientos

0

0,5

1

1,5

2

Logr

educcin

Lavado con

agua

Cera Ac. lctico

aspersin

Ca(OH)2

aspersin

Ac. lctico

inmersin

Ca(OH)2

inmersin

S. Typhimurium

E. co l i O157:H7


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Survival of E. col i O157:H7 in untreated and preservativetreated apple cider

(fumaric acid, 0.15% / sodiumbenzoate, 0.05%, w/v) during storage at 5 C.Initial pH of the apple cider was 3.5. pH after addition of the preservatives

was 3.2. pH of the control was adjusted to 3.2 using 5 M HCl. Error bars

represent standard errors of the means.

Chikthimmah y col. JFS 68:4, (2003)


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Barreras fsicas: TT, bajas T, radiaciones,pelculas de empaque, atmsferas

modificadas, envasado asptico

Barreras fisicoqumicas: aw, pH, Eh,sales, cidos orgnicos, sulfitos, etanol,

propilenglicol, especias, enzimas

Barreras microbianas: microbiotacompetitiva, bacteriocinas (Ej. nisina)

Estudios de retos microbianos.


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Tratamientos aplicados a frutas y hortalizas

que impactan en su inocuidad

Tratamiento Ventajas Desventajas Aplicacin Ref.

Fsicos

Atmsferas

Modificadas

Incrementan la

vida deanaquel

Costo, mezclas

de gases

diferentes segn

alimento, pueden

causar eldesarrollo de

patgenos

psicrtrofos

Productos

mnimamente

procesados,

listos para

consumir,empacados con

mezclas de

gases y

refrigerados

Jackxens

et al.,

1999

Alta presin No afecta lascaractersticasfsicas en

jugos

En frutas yhortalizas

cortadas puede

modificar

caractersticas

organolpticas

JugosFrutas y

hortalizas

Listas para

consumir en

combinacin con

otro tratamiento

Arroyo et

al., 2002

Fernndez

Escartn,

2002


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Tratamientos aplicados a frutas y hortalizas

que impactan en su inocuidad

Tratamiento Ventajas Desventajas Aplicacin Ref.

Radiaciones

ionizantes

Alta letalidad

Buena

penetracin

Posibles cambios

sensoriales,

rechazo de los

consumidores a

esta tecnologa

Frutas y

hortalizas

enteras o

mnimamente

procesadas

Palekar et

al., 2002

QumicosDesinfectantes

y otras

sustancias

Facilidad de

aplicacin

buena

reduccin

Efectividad

variable segn el

tipo de sustancia

y producto

hortofrutcola

Frutas y

hortalizas

antes de

empacar o de

consumir

Beuchat

1998

BiolgicosCultivos

lcticos

Alternativa

natural

(antagonismo

vs. patgenos

y deterioro

Pueden alterar el

alimento si no se

controlan

adecuadamente

Productos

mnimamente

procesados y

refrigerados

Vescovo et

al., 1996

Schuenzal

y Harrison,

2002


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TRATAMIENTO POR ALTAS PRESIONES

El tratamiento de altas presiones aplicado a los alimentos se denominaPasteurizacin Hiperbrica o HPP (High Pressure Processing) .

Tambin suele llamrsele Alta Presin Hidrosttica (APH).

Alimentos en los que se aplica:

Productos crnicos tanto cocidos como curados

Pescados

Platos listos para comer

Zumos de frutas

En los productos de baja acidez (pH > 5) debe aplicarse en combinacin

con otros tratamientos: atmsfera modificada, congelacin.


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TRATAMIENTO POR ALTAS PRESIONES

Caractersticas:La presin aplicada se transmite de forma isosttica (uniformemente) y

casi instantneamente a todos los puntos del alimento

independientemente de su composicin, tamao y forma.

Medio presurizante: generalmente agua.

Las altas presiones se producen por: compresin directa, compresin

indirecta o calentamiento del medio presurizante.

Las condiciones generales son:

Presiones : 10 1000 MPa

Temperatura: 20 70 C

Tiempo: 1 30 min.


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SISTEMAS DE PRESURIZACIN

Se conocen tres procesos bsicos donde se utilizan altas

presiones:

Sistema de presin isosttica en fro (PIF) T ambiente

Sistema de presin isosttica templada (PIT) T 20 - 200 C

Sistema de presin isosttica caliente (PIC) T 200 C


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ESQUEM DE UN MQUINDE P STEURIZ CIN HIPERBRIC


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CAMBIOS OBSERVADOS EN LOS ALIMENTOS

Modificacin del volumen del sistema

Modificacin de la estructura del almidn y las protenas

Modificacin de la activacin enzimtica e inactivacin de

microorganismos

Condiciones de presiones en que se producen los cambios


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APLICACIONES DE ALTAS PRESIONES ENALIMENTOS


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APLICACIONES DE ALTAS PRESIONES ENALIMENTOS


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EFECTO DE LAS ALTAS PRESIONES SOBRE LAVIABILIDAD DE LOS MICROORGANISMOS

Depende de varias variables: presin, temperatura, tiempo, composicin

del alimento y m.o involucrado. Es una combinacin de varias acciones:

Cambios en la morfologa de la clula

- compresin del gas de las vacuolas

- alargamiento de las clulas y formacin de filamentos

- separacin de la pared celular de la membrana celular

- contraccin de la pared celular con la formacin de poros

- modificacin de los ncleos y los organelos intracelulares


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EFECTO DE L S LT S PRESIONES SOBRE LVI BILID D DE LOS MICROORG NISMOS

Modificaciones que afectan la permeabilidad de la membrana. Desnaturalizacin de enzimas esenciales para el desarrollo y

reproduccin de la clulas debido al desdoblamiento de cadenas

peptdicas.

Sensibilidad de los microorganismos:

Barfilos: crecen a presiones ligeramente mayores que los 50 MPa.

Barfobos: crecen a menos de 30 MPa.

Eubricos: crecen en el rango de 1 a 50 MPa.

Barduricos: sobreviven sin crecer en el rango de 50 a 200 Mpa.

Esta clasificacin varia de acuerdo a la especie en cuestin e incluso

entre cepas de la misma especie.


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EFECTO DE L S LT S PRESIONES SOBRE LVI BILID D DE LOS MICROORG NISMOS

Algunos sistemas enzimticos de los m.o que son inhibidos o

inactivados por las altas presiones:

deshidrogenasas .. Escherichia coli (100 MPa)

carboxipeptidasas Levaduras (400 Mpa)

ATPasa localizada en la capa de los fosfolpidos, involucrada en el proceso

de transporte activo a travs de la membrana.

Sensibilidad de los microorganismos:

bacterias G(-) >levaduras, mohos y bacterias G (+) >bacterias esporuladas

< 400 MPa 400 600 MPa 1000 MPa


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EFECTO DE LA COMBINACIN DE LAS AP CONOTROS FACTORES QUMICO - FSICOS

Clulasvegetativas

Esporasbacterianas

Temperatura Las altas presiones reducen la

termotolerancia

pH Aumenta la

susceptibilidad a

pH bajo

Aumenta la

susceptibilidad a

pH neutro.

Actividad acuosa Son menos susceptibles a las altas

presiones cuando se reduce la

actividad acuosa


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SENSIBILIDAD DE ALGUNOS PATGENOS ALAS ALTAS PRESIONES

RLPM: Reduccin logartmica de la poblacin

microbiana


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RLPM: Reduccin log. de la poblacin microbiana

SENSIBILIDAD DE ALGUNOS PATGENOS ALAS ALTAS PRESIONES


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VENTAJAS DEL TRATAMIENTO POR ALTASPRESIONES

No modifica el valor nutritivo y las propiedades organolpticas de los

alimentos.

Inactivacin / activacin de enzimas para retardar / acelerar

transformaciones enzimticas deseables. Modificacin de la estructura debido a cambios en la configuracin

proteica: ablandamiento de textura de carnes y pescados.

Inactivacin de ciertas enzimas.

No favorece la reaccin de Maillard y por ello impide pardeamiento no

enzimtico. Adems evita oxidacin lipdica en ciertos productos.

No produce residuos y tiene poco gasto energtico.


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DESVENTAJAS DEL TRATAMIENTO POR ALTASPRESIONES

Alto costo del equipo.

Hasta el momento no se pueden disear procesos continuos.

Imposibilidad de aplicacin en ciertos alimentos porque perderan su

forma y aspecto original (principalmente frutas y verduras).

Desconfianza del consumidor por lo novedoso del mtodo.

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