Calidad microbiológica de vegetales mínimamente procesados. Experiencias en el noroeste Argentino

CALIDAD MICROBIOLOGICA DE VEGETALES MINIMAMENTE PROCESADOS.

EXPERIENCIAS EN EL NOROESTE ARGENTINO.

Rodríguez S., Del C, Questa A.G., Guzmán C.G., Casóliba R.M., y Coronel M.B.

Instituto de Ciencia y Tecnología de Alimentos. Facultad de Agronomía y Agroindustrias. UNSE.Av. Belgrano (S) 1912. (4200) Santiago del Estero. Argentina. Email: [email protected]

Proyecto XI.22 Desarrollo de tecnologías para la conservación de vegetales frescos cortados

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ResumenEn los últimos años se registró un aumento en la demanda

de frutas y hortalizas minimamente procesadas en la República Argentina. Por tratarse de alimentos que generalmente se consumen crudos resulta imprescindible investigar el efecto de las distintas tecnologías de conservación, solas o combinadas, sobre su calidad microbiológica. En este trabajo se presentan resultados obtenidos de la evaluación de la calidad microbiológica de los principales productos listos para consumir ofrecidos en la región del Noroeste, así como también de las experiencias llevadas a cabo con choclo, anco, tunas y espinacas, enfatizando el efecto de distintas combinaciones de tecnologías limpias en la calidad global de estos alimentos. Se estudiaron atmósferas modificadas pasivas generadas con diferente películas plásticas, tratamientos térmicos y diversas soluciones de lavado (hipoclorito de sodio, peróxido de hidrógeno, ácidos orgánicos, sorbato de potasio y ozono). Algunas asociaciones ensayadas permitieron conservar las características organolépticas durante el almacenamiento a bajas temperaturas; sin embargo, en la mayoría de los casos, la vida útil de los vegetales estuvo limitada por los altos recuentos de microorganismos indicadores reduciendo su conservación a un período entre 6 y 10 días según el producto. Palabras claves: frutas y hortalizas, inocuidad, calidad, minimamente procesado.

IntroducciónLos vegetales “minimamente procesados” son productos

parcialmente elaborados que no requieren de preparación adicional para su uso. Generalmente se elaboran para restaurante, comedores institucionales, locales de comida rápida y mercados al detalle (Watada y Qi, 1999). El grado de procesamiento varía según el vegetal, pudiendo presentarse pelados, cortados, rallados, etc.

Los métodos de procesamiento mínimo modifican muy poco los atributos y características originales del producto fresco. Los vegetales minimamente procesados deben tener una vida útil suficiente que les permitan ser transportados desde la planta procesadora hasta el consumidor, llegando a él en buenas condiciones (Ohlsson, 1994). Se envasan en recipiente recubiertos con películas plásticas y su vida de

estantería proyectada difiere según los vegetales frescos y varía entre 7 a 20 días cuando se conservan a la temperatura recomendada (Watada y Qi, 1999).

La aparición de los productos minimamente procesador, también llamados de IV gama, está asociada a los cambios en los hábitos de consumo en donde la comodidad se presenta como una característica preferida por los consumidores por cuanto estos alimentos presentan practicidad de consumo y facilidad de preparación.

El mercado de IV gama aprovecha nuevas tecnologías para proporcionar al consumidor un producto hortícola o frutícola, con un valor añadido, listo para comer y que, al mismo tiempo, garantiza su seguridad y una alta calidad nutritiva y sensorial.

La demanda de estos vegetales se ha incrementado tanto en Estados Unidos como en Europa, generando que su comercialización esté dirigida a los que son manejados y/o conservados mediante la aplicación de tecnologías de procesamiento mínimo y de aceptable inocuidad microbiológica (Díaz-Sobac y Vernon-Carter, 1999). En estos mercados se puede encontrar gran variedad de frutas de la IV gama, como por ejemplo peras, manzanas, uvas, melón, sandía, papaya, kiwi, mango, piña, fresa, que se presentan troceados, en cubos o en algunos casos, como la naranja, en rodajas. Se pueden encontrar de forma separada pero también es común la distribución como cóctel o macedonia de frutas.

En Argentina, en los últimos años se han producido importantes cambios en lo que respecta a las modalidades de venta de los productos frutihortícolas en general (Viña y Chaves, 1999). Los hipermercados, y en menor proporción las verdulerías de barrio, combinan actualmente dos modalidades de venta de productos frutihortícolas: a granel y preenvasado. El consumo de verduras mínimamente procesadas, al igual que en los mercados extranjeros, se ha incrementado también notoriamente en nuestro país, representando nada menos que un 20% de la venta de verduras en las grandes cadenas de hipermercados (Pirovani y col. 2000).

La extensión de la vida útil de los alimentos minimamente procesados afronta dos problemas básicos. Primero, el tejido vegetal es un tejido vivo en el que

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interactúan muchas reacciones (deshidratación, oxidación, elevada velocidad de respiración, actividad enzimática) algunas de las cuales, si no son controladas, pueden conducir a la rápida senescencia o al deterioro en la calidad. Segundo, la posibilidad de desarrollo microbiano es mayor debido a la mayor superficie expuesta, la presencia de jugos celulares, etc. por lo que la proliferación microbiológica (tanto alterante como patógena) debe ser minimizada y retardada (Piagentini y col., 2003).

Muchos son los factores que influyen en la calidad de las frutas y hortalizas de la IV gama, entre ellos se pueden citar cultivares y período de cosecha, temperatura y duración del almacenamiento y tipos de embalajes utilizados. Por lo tanto, la calidad de un producto será mejor, cuanto mejor sea la asociación de estos factores (Shewfelt, 1986).

La seguridad microbiológica de los alimentos minimamente procesados debe asegurarse a fin de mantener una calidad sensorial y microbiológica aceptable (Jacxsens y col., 2002). En el caso de frutas y hortalizas, éstas pueden contaminarse de manera natural con polvo y tierra durante el proceso de cosecha, manejo y almacenamiento y con microorganismos patógenos durante las operaciones de lavado, riego o tratamientos superficiales con agua (Diaz-Sobac y Vernon-Carter, 1999). Por ello, es necesario cumplir con las denominadas Buenas Prácticas Agrícolas durante el desarrollo del vegetal en el campo, combinadas con aceptables métodos higiénicos durante la recolección, procesamiento, envasado, transporte y distribución, que podrían englobarse en las llamadas Buenas Prácticas de Manufactura (BPM) y Análisis de Peligros y Puntos Críticos de Control (Güemes y col.,1997).

La carga microbiana de los vegetales está compuesta en su mayoría por bacterias, entre las que se puede encontrar del género ácido-lácticas y entero bacterias, mezcladas con hongos y levaduras (Bracket, R., 1990). Sin embargo, durante la preparación de los alimentos minimamente procesados aumenta el riego de contaminación con patógenos humanos tales como E. Coli, Listeria, Yersinia y Salmonella entre otros (Harris, 2002). Por ello, es importante realizar recuentos de microorganismos indicadores tales como mesófilos aerobios totales cuyos

5 6niveles no deben superar las 10 -10 UFC (unidades formadoras de colonias)/g tejido fresco (Rodríguez y Montañez, 2000) y verificar la ausencia de coliformes de origen fecal.

La extensión de la vida útil y la seguridad de productos comerciales puede mejorarse significativamente mediante una estratégica coordinada de acciones a lo largo del todo de la línea de la producción. El procesamiento rápido, el lavado efectivo y la continuidad de la refrigeración afecta principalmente la extensión de la contaminación en algunos productos tales como la ensalada de lechuga roja (Guerzoni y col., 1996). Por otra parte, además de la temperatura que es el factor probablemente más importante que afecta el crecimiento de los microorganismos, se ha estudiado el empleo de otras tecnologías como por ejemplo la aplicación de atmósferas modificadas, tratamientos térmicos con agua caliente, sola o clorada, en cebollas verdes (Cantwell y col., 2001); atmósferas controladas en cubos de mango

(Rattanapanome y col., 2001); lavado con agua clorada y reinmersión en solución de ácido cítrico en tunas combinada con atmósfera modificada (Saenz y col., 2001); lavado con agua con peróxido caliente en melon cantaloupe minimamente procesado combinado con atmósferas modificadas (Sapers y col., 2001);.atmósferas modificadas en mezclas de lechuga, mezclas de pimientos rojo, verde y amarillo, rodajas de pepinos (Jacxsens y col., 2002), entre otros.

Investigación y DesarrolloEn el Instituto de Ciencia y Tecnología de Alimentos de

la Universidad Nacional de Santiago del Estero-Argentina se llevaron a cabo diferentes estudios experimentales a fin de evaluar y mejorar la calidad de frutas y hortalizas de la IV Gama. También se desarrollaron nuevos productos hortofrutícolas minimamente procesados elaborados con vegetales producidos en la región noroeste de Argentina.

Estas investigaciones tuvieron diferentes objetivos: 1- Determinar los principales vegetales de la Cuarta Gama

comercializados en las provincias del NOA de la República Argentina, y en particular en la provincia de Santiago del Estero y evaluar su calidad microbiológica (Actividad 1).

2- Evaluar la influencia de diferentes soluciones de lavado y películas plásticas en la conservación de la calidad microbiológica de anco en rodajas y rallado, granos de choclo y tunas peladas de procedencia regional (Actividad 2).

3- Evaluar la aplicación de métodos combinados de procesamiento de frutas y hortalizas minimamente procesadas: tunas, mezcla de anco rallado y granos de choclo, espinacas y granos de choclo (Actividad 3).

Actividad 1Se realizaron encuestas en los principales hipermercados

de las provincias que conforman la región NOA (Santiago del Estero, Tucumán, Salta y Jujuy) y en cada supermercado se encuestó a los gerentes y a los empleados repositores de mercadería de la sección de frutas y hortalizas, presentándose los resultados obtenidos en el Cuadro 1. En ésta se puede observar que la oferta de vegetales de la IV Gama en la provincia de Tucumán fue más variada que en el resto de las provincias del NOA, encontrándose disponibles otros productos tales como pimiento, tomate larga vida, berenjena, ajíes, zanahoria, etc. Probablemente el mayor desarrollo que el sector frutihortícola ha alcanzado en esta provincia permite disponer de una amplia oferta de productos a lo largo del año. También es importante remarcar que hubo una mayor demanda de este tipo de vegetales la cual estaría asociada al mayor número de habitantes con mayor poder adquisitivo que el resto de la región. Por otra parte, del análisis de estos datos también se desprende que los vegetales de mayor consumo en la región fueron choclo pelado, tomates cherry y mezcla de verduras para sopa.


Cuadro 1. Vegetales mínimamente procesados que se comercializan en los hipermercados más representativos del NOA (según encuestas obtenidas. Información recolectada en 2004-2005).

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X X X

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XX X X

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En estos últimos productos se evaluó la calidad organolépt ica y microbiológica, destacándose particularmente los vegetales para sopa, debido a la variedad de componentes que integran la bandeja y al mayor grado de manipulación que implica su elaboración. Para ello, semanalmente, se tomaron las muestras al azar en diferentes puntos de las góndolas de los principales hipermercados de cada provincia. Las muestras se transportaron refrigeradas hasta el laboratorio donde se realizaron las siguientes determinaciones:

- Determinación del porcentaje de producto fuera de especificaciones. Se examinó cada uno de los productos, separándose y pesándose las unidades que estaban fuera de las especificaciones establecidas para Frutas y Hortalizas frescas (De La Canal, 1993) puesto que en el

país no existe una reglamentación específica para productos de la IV gama. Los resultados se expresan como porcentaje de producto defectuosos.

- Análisis microbiológicos. Los análisis microbiológicos se realizaron según las Normas ICMSF (1986).§ El recuento de aerobios mesófilos totales (RAMT), se

determinó sembrando muestras, de diferentes diluciones, en profundidad en placas de Petri. Se utilizó Agar Plate Count (Merck) y se incubó a 35°C por 48 h.

§ Para el recuento de hongos y levaduras (HyL), se utilizó el medio de cultivo YGC (Merck) y se incubó a 20°C por 48-72 h. Los resultados se expresan en UFC/ g de producto.

§ También se determinó la presencia de coliformes totales y fecales, utilizándose la técnica del número



Figura 1. Recuento de microbiano en choclo, tomate cherry y vegetales para sopa. Las unidades de este gráfico corresponden a UFC/g.

Los vegetales para sopa presentaron la mayor cantidad y variedad de defectos, observándose un alto porcentaje de productos oxidados (62%) y deshidratados (45%); asimismo, el 39% evidenció tierra adherida y el 51% un corte desparejo. En los tomates cherry la cantidad de unidades con higiene deficiente fue del 100 % evidenciando la ausencia o ineficiencia de los tratamientos de lavado antes del envasado.

En la Figura 1 se representan los valores promedio del recuento de microorganismos aerobios mesófilos totales como así también el recuento de hongos y levaduras en los tres alimentos estudiados. Como se desprende de esta figura,

más probable. Para ello se empleó como medio de cultivo caldo lauril sulfato triptosa, utilizando tres tubos por cada dilución. Los tubos se incubaron a 35°C durante 24-48h para coliformes totales y a 44ºC para coliformes fecales. Los resultados se expresan en UFC / g de producto.

Puesto que la ausencia de manchas, deformaciones, podredumbres y demás defectos, así como las características organolépticas propias de cada alimento deben corresponder con la de un alimento sano e inocuo, el aspecto general del producto es, junto con el color, un factor determinante de la vida útil del mismo. En el Cuadro 2 se muestran los valores promedios de la cantidad de producto fuera de especificaciones, expresados como porcentaje del peso neto de cada bandeja.

el número inicial de UFC/g de hongos y levaduras y de bacterias aerobias mesófilas presentes fue similar en cada vegetal analizado observándose un mayor número de microorganismos en las verduras para sopa las que

5 6presentaron un recuento excesivamente alto (>10 -10 UFC/g de tejido fresco), mayor de lo recomendado para los alimentos de acuerdo con Rodríguez y Montañez (2000), que indicaría la falta de aplicación de buenas prácticas de procesamiento durante su elaboración. También se detectó la presencia de coliformes fecales en el 20% de las bandejas de choclo pelado, en el 30% de las bandejas con verduras para sopa y en el 40% de las bandejas de tomates cherry.

,

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Choclo Tomate Verduras para sopa

Producto

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no AMT HyL


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Figura 2. Desarrollo de microorganismos aerobios mesófilos totales en granos de choclo recubiertos con diferentes film.

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Estos resultados demuestran que en la elaboración de los productos estudiados no se utilizaron adecuadamente las normas básicas de higiene. Es por ello que se torna imprescindible la incorporación y cumplimiento de las Buenas Prácticas de Manufactura, así como el mantenimiento de la refrigeración de las diferentes etapas de elaboración y conservación de estos alimentos.

Actividad 2Los choclos (Zea mayz) del tipo crema fueron

rápidamente pelados, lavados con agua clorada (200ppm) y desgranados manualmente. Posteriormente los granos se sumergieron nuevamente en agua clorada (100 ppm) y se colocaron en bandejas de PVC, cuidando en todo momento las buenas prácticas de higiene. Las bandejas con el producto se conservaron en distintas atmósferas modificadas pasivas que se lograron recubriendo las bandejas con las siguientes películas: polipropileno (PP), polietileno de baja densidad (PBD) y cloruro de polivinilo (PVC) cuyas características de permeabilidad son las siguientes: O : 1300-6400, 3900-2

3 213000 y 620-2248 cm /m .24 h a 25°C; CO : 7700-21000, 23 21700-77000 y 4263-8138 cm /m .24 h a 25°C y vapor de

2agua: 4-10.8, 6-23.2 y >8 g/m .24 h, respectivamente. Las bandejas se refrigeraron a 2°C durante un período de 12 días.

Para obtener el anco rallado (Cucúrbita moschata), los frutos fueron lavados, cortados y se eliminó la parte interior con las semillas. Luego se rallaron y trataron con diferentes soluciones: a-agua clorada (150 ppm) por 15 min.; b-peróxido de hidrógeno (5%) por 1 min y enjuague con ácido ascórbico (0.5 %) durante 5 min.; y, c- mezcla de ácidos cítrico y ascórbico (1%) durante 15 min. Posteriormente el producto tratado fue centrifugado y envasado en bandejas plásticas recubiertas con PVC, PD961 (Cryovac) y PP, las que se conservaron a 2°C.

En las experiencias con tunas peladas (Opuntia ficus indica) de la variedad amarilla sin espinas, los frutos se lavaron, pelaron y sumergieron en las siguientes soluciones: a- agua clorada (200ppm-2min); b-mezclas de ácido cítrico y ascórbico al 1% y c- mezclas de ambos ácidos al 0.5% durante 15 min. y, d-mezcla b adicionada de cloruro de calcio al 1% por 10 min. Posteriormente los frutos se acondicionaron en bandejas plásticas y recubrieron con PVC y PD961 y almacenaron a 2° y 6°C.

Periódicamente, en todos los casos, se extrajeron muestras para su control siendo algunas bandejas transferidas a 20°C por 24 h para simular condiciones de abuso de temperatura durante su venta y transporte. En todos los vegetales se evaluaron: las características organolépticas (aspecto general, color, aroma, sabor y presencia de exudado); el desarrollo de microorganismos aerobios mesófilos y psicrotrofos totales (el recuento de este tipo de microorganismo se realizo de idéntica forma que para RAMT, incubándose las placas a 12ºC); el desarrollo de hongos y levaduras y se determinó la presencia de coliformes de origen fecal. Las experiencias se realizaron según un diseño factorial, llevándose a cabo por lo menos cuatro ensayos de almacenamiento y las determinaciones se

efectuaron por triplicado para cada tiempo y film empleado. Los resultados fueron sometidos a un Análisis de Varianza (ANAVA) y la diferencia entre medias fue estudiada mediante el test LSD para un ?igual a 0.05.

Para los granos de choclo se determinó que durante la conservación a 2°C la pérdida de color, deshidratación y presencia de podredumbres y/o desarrollo visible de microorganismos no presentaron variaciones significativas hasta los 10 días de almacenamiento, a partir de los cuales el aspecto general de los granos fue significativamente inferior y la aparición de off-oddors fue marcada, acentuándose estas modificaciones, a partir de los 6 días, al realizar la transferencia a 20°C. En la Figura 2 y 3 se presentan la evolución del recuento de AMT y de HyL respectivamente, pudiéndose observar que a pesar de los cuidados y de la aplicación de buenas prácticas de manufactura durante la preparación de las muestras se partió con recuentos bastante

4 altos de aproximadamente 6 x 10 UFC/g de choclo. En los granos recubiertos con PBD el desarrollo de los microorganismos se evidenció desde el principio, a diferencia de los almacenados con PVC y PP en los que el crecimiento fue sostenido a partir del tercer día. Al cabo de los 6 días el producto, a pesar de tener muy buen aspecto, sabor y olor, alcanzó el límite máximo de recuento de microorganismos recomendado para el consumo. El recuento inicial de los hongos y levaduras fue más bajo que el de bacterias mesófilas aerobias (aproximadamente 750 UFC/g de granos de choclo), siguiendo un comportamiento similar al del RAMT durante el periodo de almacenamiento. Este mayor crecimiento en PBD se debería a su mayor permeabilidad al oxígeno y a que evidenció la mayor condensación de vapor de agua en el interior de las bandejas. Al cabo de los nueve días todas las bandejas con choclo, independientemente del film que las cubra, alcanzaron

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Figura 4B. Evolución del desarrollo de hongos y levaduras en tunas peladas mínimamente procesadas recubiertas con PVC y PD961, durante la conservación refrigerada a 2° y 6°C.

Figura 4A. Evolución del desarrollo de microorganismos aerobios mesófilos totales en tunas peladas y conservadas a 2° y

Figura 3. Desarrollo de hongos y levaduras en granos de choclo recubiertos con diferentes film y almacenados a 2°C.

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PVC 2°C PP 2°C PBD 2°C

En anco rallado se determinó que los principales factores del deterioro de la calidad fueron: la variación del aspecto general y la pérdida del color y sabor original. Durante la refrigeración hubo una disminución en la intensidad del color siendo más pronunciada a partir del quinto día en el producto tratado con agua clorada y peróxido de hidrogeno.

El PD961 permitió conservar mejor las características organolépticas originales del producto, siguiendo en orden el PVC. El recuento de microorganismos aumentó desde el

6 inicio de la conservación alcanzando valores de 10 UFC/ga los 6 días con PVC y a los 9 días con los otros film. El recuento de hongos y levaduras se mantuvo en valores más

3bajos con PD 961 (10 UFC/g hasta los 10 días). El enjuague con mezcla de ácidos al 1% permitió conservar mejor el color y fue el más efectiva en retardar el crecimiento microbiano, permitiendo la conservación del producto hasta 11 días a 2°C.

En las Figuras 4A y 4B se muestra la evolución del desarrollo de microorganismos aerobios totales y de hongos y levaduras de tunas recubiertas con los films estudiados. Si bien éste no se manifestó en forma visible, se puede observar que el desarrollo de bacterias fue el que determinó el máximo período de conservación, siendo significativamente menor (p<0,05) el período de aptitud de las tunas mantenidas a 6°C.

El film que permitió conservar mejor la calidad higiénica del producto fue el PVC, retardando el desarrollo de AMT a 2°C debido a su menor permeabilidad al O respecto del 2

3 2 3 2PD961 (O (cm /m 24 h): 6000-8000; CO (cm /m 24 h): 2 224263-8138; vapor de agua (g/m .24 h): >8. Si se aplica el

criterio establecido por la legislación alimentaria internacional que en general establece un recuento máximo

6de 10 UFC/g para alimentos de este tipo, el período de aptitud para el consumo de este alimento sería de un máximo de 6 días para los frutos recubiertos con PVC y de hasta 4 días para los envasados con PD961, a 2°C.

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Hy

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FC

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PVC 2°C PVC 6°CPD961 2°C PD961 6°C

Actividad 3En casi todos los productos previamente

estudiados, el desarrollo de microorganismos fue el factor limitante de la conservación. Si bien, en general, el alimento presentó buenas características organolépticas y pudiendo ser considerado aún comercializable, su carga microbiana fue elevada. Este aspecto reviste aun mayor importancia cuando los vegetales se consumen crudos, tal como el anco rallado o las tunas minimamente procesadas. Por lo tanto, se consideró necesario ensayar tecnologías combinadas durante su procesamiento con el fin de extender el



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período de vida útil. De esta forma los productores tendrían, también, mayor tiempo de comercialización de estos alimentos y disminuiría el retorno de productos no comercializados.

Se realizó el estudio comparativo de la aplicación de ozono (0.02-0.03 ppm) en el agua de lavado y la acción de tratamientos térmicos breves con agua, agua + hipoclorito de sodio y agua + sorbato de potasio.

En las tunas peladas se observó la inmersión en agua ozonizada durante 2 min. tuvo un efecto positivo ya que prolongó su conservación hasta 12 días a 2ºC, a partir de los cuales los recuentos de bacterias psicrótrofas

6 fueron superiores a 10 UFC/g. Las características organolépticas, en especial el olor y sabor, se mantuvieron mejor que con las otras soluciones ensayadas.

Por otra parte los mejores resultados en la conservación de las características organolépticas, demora en la aparición de off-oddors y retardo en el crecimiento microbiano de mezcla de anco rallado y granos de choclo se obtuvieron con la aplicación de tratamientos térmicos (agua a 90ºC-2 min adicionada de sorbato de potasio 800ppm).

En espinacas se aplicaron tratamientos térmicos con agua clorada a menor temperatura (40-55ºC) por 1-5 min, observándose buenos resultados con agua a 45ºC por 2 min en lo que respecta a la calidad global del producto, que se mantuvo en niveles satisfactorios durante 40 días a 3ºC. Sin embargo, nuevamente se observó que luego de 10 días de conservación los recuentos de los microorganismos indicadores ensayados fueron superiores al límite establecido.

Conclusiones y Perspectivas FuturasGarantizar la inocuidad de los alimentos de la IV

gama resulta imperioso para satisfacer las demandas crecientes de los consumidores. Sin duda, la contaminación por microorganismos podría evitarse implementando buenos métodos de control basadas en la aplicación de BPM, respetando la cadena de frío e implementado sistemas que permitan el análisis de peligros y control de puntos críticos.

Los resultados obtenidos en las experiencias previamente realizadas permiten solucionar aspectos parciales para algunos problemas que se presentan en la conservación de frutas y hortalizas minimamente procesadas. Por lo tanto, se prevé continuar con el estudio de la aplicación de nuevas combinaciones de tratamientos que permitan mantener la calidad global y los niveles de recuentos dentro de límites aceptables.

Asimismo, es necesario implementar en Argentina una norma adecuada para este tipo de vegetales ya que no existe legislación a la que pueda recurrirse para su control.

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