1

Tratamientos por altas presiones en la conservación de alimentos

Jordi Rovira

IV JORNADAS DE TECNOLOGÍA E INNOVACIÓN ALIMENTARIA CITA-CTIC

(Calahorra, 27 Abril de 2011)

Universidad de Burgos

¿De qué vamos a hablar?• Concepto de altas presiones• Como actúan sobre los alimentos• Aplicaciones

Realizadas por nuestro grupo de investigaciónIndustriales

• Conclusiones

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Evolución de las altas presiones

Nuevos diseños y materiales de construcción

Nueva actitud del consumidor

Contexto Actual

Procesamiento de Alimentos por Altas Presiones

3

Principios del proceso

Rangos de altas presiones

4

¿Cómo funciona el equipo?

Equipos

Cámara

5

EQUIPOS

Retorno de contenedores

Intensificadores 1 y 2

Línea de entradade producto

Botonera

Línea de salida deproducto

Armario eléctrico

Yugo

Vasija

Válvulas de descarga

Tapones y cuñas

Depósito principal

Carenado

Intensificadores 3 y 4

Técnicas de producción

6

Efecto de las altas presiones sobre los constituyentes de los alimentos

100 200 400300 600500 800700 9000

1

5

4

3

2

Pasteurizaciónatérmica

Apertura de bivalvos &

Extracción de carne de

crustáceos

Presión (MPa)

Tiempo (min)

Rangos de tiempo y presión de procesado

7

Otros aspectos a considerar

Aplicaciones realizas por nuestro grupo de

investigación• Aumento de la vida útil:

Morcilla de BurgosCarne de lechazoCecina de León

• Eliminación de microorganismos patógenos Jamón curadoCarne de lechazoCecina de León

• Productos bajos en sal

Universidad de Burgos

8

Aumento de la vida útil de la morcilla de Burgos

Alteración de la morcilla de Burgos

Producción de gas

Producción de limosidad

25-30 días a 5ºC Cambio de color

de la tripa

Olor ácido

9

Tratamientos

•Control no tratado•300 MPa 10 min•500 MPa 10 min•600 MPa 10 min

Temperatura entorno 25-35ºC(calentamiento adiabático)

Temperatura agua ambiente entorno 15ºC

EQUIPO:

Planta Piloto de NC Hyperbaric WAVE 6000/135

Efecto HPP en Gram -

Enterobacterias

0123456789

0 1 7 14 21 28

Días

log

ufc/

g

Control

300 MPa

500 MPa

600 MPa

Pseudomonas

0123456789

0 1 7 14 21 28

Días

log

ufc/

g

Control

300 MPa

500 MPa

600 MPa

10

Efecto HPP en Gram +

BAL

3

4

5

6

7

8

9

0 1 7 14 21 28

Días

log

ufc/

g

Control

300 MPa

500 MPa

600 MPa

Vida útil 5 días Vida útil 20 días

Sensorial

1 2 3 4 5

0

1

7

14

21

28

Días

Deterioro global

600 MPa

500 MPa

300 MPa

Control

En el producto recién tratado el panel de consumidores no aprecia diferencias entre ambos tipos de morcillas

11

Morcilla de Burgos

0123456789

0 5 10 15 20 25 30dias

BA

L lo

g uf

c/g C

WL

HPPWHPPL

Experimentos inoculación

4

5

6

7

0 5 10 15 20 25 30 35 40dias

pH

C

W

L

HPPW

HPPL

7 días 23 días

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Aplicación de HHP en jamón curado

1. Listeria monocytogenes inoculada

2. Listeria monocytogenes nativa

3. Surrogados de virus HEV

Efectividad de las altas presiones para inactivar Listeria monocytogenes inoculada

L. monocytogenesCECT 932, CECT 934, CECT 4032, CECT 5366103-104 cfu/g

•Control no tratado•Control inoculado no tratado•500 MPa 10 min•600 MPa 10 min

EQUIPO:

Planta Piloto de NC Hyperbaric WAVE 6000/135

•Recuentos Agar Aloa

•Detección tras enriquecimiento

Muestras a 0, 10, 50 y 75 días

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Resultados• Datos expresados en Log ufc/gr

-<1-<1+ (1)<1+ (1)<1HPP (600MPa)-<1-<1+ (3)<1+ (4)2.44HPP (500MPa)+(4)2.60+ (4)3.00+ (4)3.06+ (4)3.70Non-HPP-<1-<1-<1-<1ControlDCDCDCDCSample

7550100Time(days)

-<1-<1+ (1)<1+ (1)<1HPP (600MPa)-<1-<1+ (3)<1+ (4)2.44HPP (500MPa)+(4)2.60+ (4)3.00+ (4)3.06+ (4)3.70Non-HPP-<1-<1-<1-<1ControlDCDCDCDCSample

7550100Time(days)

Reducción de hasta 4 Log

Sensorial: Color

14

Efectividad de las altas presiones para inactivar Listeria monocytogenes nativa

´Lomo curado contaminado

Altas presiones600 MPa /10min (15 °C)

Análisismicrobiológico

Tratamientos

ResultadosEnumeration Detection

(in pressure-treated samples)

Conventional

(ISO method)

Log cfu/g

Conventional

(ISO method)

PCR

Samples Control

(untreated)

Pressure-treated

(600 MPa, 10 min)

Presence Presence

Loin A 3.11 <1 4/12 4/12

Loin B 1.85 N. D. 0/5 0/5

Loin C 3.36 <1 3/5 2/5

Total 7/22 6/22

%Total 31.8% 27.3%

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Efectividad de las altas presiones para inactivar virus surrogados de la HEV

Virus surrogados:ü Dos caliciviruses

§ ATCC VR-2057 §Wildtype strain

ü Tres bacteriofagos§ ATCC 15597-B1§ ATCC 13706-B1§ ATCC 13706TM

Presión200 MPa300 MPa400 MPa500 MPa

Tiempo1 min5 min10 min

Jamón curadoFCV 106 units/gBP 106 & 108 units/g

Altas presiones

AnálisismicrobiológicoHepatitis E es muy

infeccioso!!!

ResultadosEfectividad de las altas presiones para inactivar virus surrogados de la HevE

Calicivirus felino Bacteriofagos

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Efecto de las altas presiones sobre el color de la carne

1- Carne de Lechazo de Castilla y León

Presión150 MPa225 MPa300 MPa

Tiempo2 min6 min10 min

Procesamiento a AltasPresiones

Carne envasada al vacío

ColorLightness (L*)Redness (a*)Yellowness (b*)

AnálisisSensorial

Efecto de las altas presiones sobre el color de la carne

1- Carne de Lechazo de Castilla y León

Tiempo

Presión

150 MPa 225 MPa 300 MPa

2 min

6 min

10 min

Control sin tratar

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Lightness (L*) Redness (a*)

Condiciones seleccionadas:Presión: 250 MPaTiempo: 3 min

Efecto de las altas presiones sobre el color de la carne

1- Carne de Lechazo de Castilla y León

Efecto de las altas presiones para inactivar E. coli inoculada en carne de lechazo

Carne envasada al vacío

Escherichia coliNCTC 12079 (O157:H7)CECT 504CECT 434

105 cfu/ml

Altas Presiones250 MPa / 3 min

Análisis microbiológicoAt24 h; 3, 8, 12, 15 & 19 días

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ResultadosEfecto de las altas presiones (250 MPa / 3 min) para inactivar E. coli inoculada

Current shelf-life

Sensorialshelf-life

Inoculated meat

Inoculated pressure-treated

meat

Pressure-treated meat

Control samples

Escherichia coli O157 Daño subletal

a,Bb,B

a,Bb,Cb,B

a,A

b,A c,A

Inactivación aumenta…al disminuir VScon TP

Daño sub-letal:Aprox. 100% en todos los

tratamientos

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Aplicaciones Industriales

Evolución cultural

BURGOS

Bifaz lanceolada de cuarcita roja

350.000 años

BURGOS

Equipo Altas Presiones

1999-2010

20

Número de equipos industrialesversus año de instalación y continente

0102030405060708090

100110120130140150160

Num

ber o

f HHP indu

strial machine

s  in produ

ction

Oceania5% Asia

15%

Europa26%

America54%

Sectores usuarios de las Altas Presiones

Juices and beverages

9%

Vegetable products33%

Meat products27%

Seafood and fish17%

Other products14%

21

Estimación de la producción total anual de alimentos procesados por altas presiones

Año 2009

Productos Volumen total de

equipos (L)

Eficiencia volumétrica

(%)

Numero de ciclos por

hora

Trabajo horas/ día

Trabajo días/ año

Producción en toneladas/

año Productos vegetales 7500 65 5 12 300 87.750 Zumos 2150 45 6 12 250 17.415 Productos cárnicos 11150 45 5 12 300 90.315 Productos de la pesca 2750 70 7 16 180 38.808 Otros productos 2150 50 5 12 250 16.125 Total 25700 250.413

Country Year Products Spain 1998 Sliced cooked ham and “tapas” USA 2001 Sliced cooked products and proscuitto ham USA 2001 Poultry products USA 2002 Pre-cooked chicken and beef strips Spain 2002 Sliced cooked chicken, ham and turkey

products, Serrano cured ham Italy 2003 Proscuitto ham, salami & pancetta Germany 2004 Cured and smoked sliced and diced ham Japan 2004 N itrites- free bacon, sausages and sliced meat USA 2005 Ready- to-eat meat based products Spain 2005 Cured meat products & Serrano ham Canada 2006 Cured meat products USA 2006 Whole roasted chicken USA 2006 Sliced cooked turkey and chicken

Productos cárnicos

• Destrucción de los microorganismos patógenos• Higienización y aumento de la vida útil• Estabilización de productos sin aditivos o sin sal

22

• Primer producto cárnico HPP en el mundo.• Lanzó en 1998 el primer jamón cocido loncheado

tratado por HPP.• “Permanece fresco hasta su consumo”• Producto con etiquetado HPP • Información en la web:

http://www.espuna.es/eng/nos_pro_04.htm

ESPUÑA (Spain): El pionero

HORMEL (USA)

• Jamón curado HPP en el mercado US desde 2001• Gama de productos naturales loncheados de cerdo,

pollo y vacuno• Envasado con vacío o atmósfera• Label “True Taste Technology”• Info en el sitio web, video y flyer

23

http://www.hormelnatural.com/

HORMEL (USA)

ABRAHAM - ALEMANIA

Wave 6000/150 para proscuitto alemán exportado USA

24

SANTA MARIA FOODS CanadáWave 6000/300

Productos curados y cocidos loncheados

LOU FAMOUS - USA

All natural – Salchichas de polloSin gluten

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PERDUE FARMS (USA)• MAP • Sin conservantes artificuales

STELLA & CHEWY’S - USA

Organic pet food

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• Higienización y aumento de la vida útil• Conservación del color, sabor y vitaminas.• Reducción de la actividad de la PPO• Reducción de la retrogradación del arroz

Pais Año Producto Japan 1990 Mermeladas y salsas de frutas y verduras. Japan 1994 Arroz pre-cocido e hipoalergénico. USA 1997 Productos derivados del aguacate: guacamole

y salsas. Italy 2001 Mermeladas de frutas. USA 2002 Productos derivados del aguacate. Mexico 2003 Productos derivados del aguacate.. Mexico 2003 Productos derivados del aguacate. Mexico 2003 Productos derivados del aguacate. USA 2003 Aros de cebolla. Canada 2003 Productos a base de manzana: mermeladas y

salsas. USA 2004 Tofu. Spain 2005 Productos vegetales RTE. USA 2006 Salsa de tomate. USA 2007 Ensaladas Australia 2008 Puré de frutas

Productos vegetales

Japón: Primeros productos comerciales

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• 1966 : Apertura del primer restaurante “Tex-Mex” en Texas.• 1996 : comienzan con el primer equipo de altas presiones de 50 l para

aguacate.• 2007 : 14 equipos en total con una capacidad de 3200 L.

GAMA DE PRODUCTOS: • Productos a base de guacamole y aguacate fresco.• Salsas.• Fajitas kits. • Zumos de naranja y limonada naturales.

FRESHERIZED FOODS (AVOMEX): historia de un éxito

Wave 6000/300 para platos precocinados

IAN (España)

28

Wave 6000/55 para salsas de tomate

SimplyFresco (USA)

Wave 6000/55 para aguamiel

Faroc (Mexico)

Agave o Maguey

29

LEAHY ORCHARD: CANADA

• Puré de frutas• Estable a temperatura

ambiente

http://www.hc-sc.gc.ca/fn-an/gmf-agm/appro/nf-an108decdoc-eng.php

Italia: Purés de fruta de alta calidad

30

Compañia País Año Producto Pokka Japan 1991 Zumo de uva. Wakayama Japan 1992 Zumo de mandarina Ulti France 1994 Zumos de cítricos. Jumex Mexico 2000 Zumos de cítricos y smoothies Ksun Lebanon 2001 Zumo s de frutas. Lovitt Farms USA 2001 Zumo de manzana. Frubaça Portugal 2001 Mezcla de zumos de manzana y cítricos.Ata Italy 2001 Zumos de frutas y vegetales. Avomex USA 2002 Zumos de naranja y limón y smoothies Beskyd Czech Republic 2004 Zumos de remolacha, broccoli,

manzana y zanahoria.

• Higienización y aumento de la vida útil• Conservación del color, sabor y vitaminas.• Reducción del amargor en el zumo de pomelo.

Zumos y bebidas

Fruta HPP para la industria de lácteos

31

Wave 6000/55para zumos y desarrollo de productos

FruityLine / Top (Holanda)

Zumos de FrutyLine lanzadosdurante la feria Anuga de Colonia en 2009

BESKYD FRYCOVICE (Czech Republic)

From : Food & Beverage Industry - April 07 p 36

32

INVO (España)

Zumos y smoothies

PURO JUICES: GRAN BRETAÑA

33

Destrucción de los microorganismos patógenosIncremento de la productividad y reducción de costes.Higienización y aumento de la vida útilEstabilización de productos sin aditivosConservación de las emulsiones

País Año Producto España 2007 Rellenos de sandwich con queso EEUU 2007 Jerky cheese N Zelanda 2009 Calostro

Productos lácteos

La HPP permite la conservación de la bioactividad del calostro crudo:

o immunoglobulinas, factores de crecimiento, lactoferrina ...

Bebida a base de calostro

NEW IMAGE Natural Health (NZ)

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Extracción de la carne cruda de mariscos y crustáceos, procesada pero no cocida.Desarrollo de nuevos productos.Incremento de la productividad y reducción de costes.Higienización (inactivación de Vibrio)Incremento de la vida útil.

País Año Producto USA 1999 Ostras USA 2001 Ostras USA 2001 Ostras USA 2001 Ostras Canada 2004 Pescado Canada 2004 Langosta N. Zealand 2004 Mejillones en mitades. Italy 2004 Bacalao desalado. Spain 2004 Salmón, atún y merluza RTE USA 2005 Langosta Korea 2006 Mariscos Canada 2006 Pescado Japón 2007 Mariscos

Nota : letra azul = equipos de NC Hyperbaric

Productos de la pesca

¿Por qué poner mariscos bajo presión ?

Despegar la carne de la cáscara (y sin cocer!) :

Bogavantes

Cangrejos

Sin AP Con AP

Abrir los bivalvos (sin cuchillo!) :

Ostras

Mejillones

Vieiras

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OCEAN CHOICE INTERNATIONAL (Cánada)

Extracción de la carne de bogavante

Costes de procesadoEjemplos con una máquina de 300 L

0,000

0,050

0,100

0,150

0,200

0,250

Seafood Juice RTE RTE pouch

Pro

du

ctio

n c

ost

(€

/K

g)

LabourEnergyWear partsDepreciation charge

Product Seafood Juice RTE RTE pouchPressure (MPa) 300 450 590 590Holding time (min 1 1 3 3Filling ratio 0,7 0,5 0,5 0,8

* Incluyendo amortización en 5 años, 300 días / año, 16 h/día, repuestos y energía

36

Gracias por su atención!

AgradecimientosThis research work was financed by the PathogenCombat-EU Food-CT-2005.007181Project.

NC hyperbaric for permitting to perform high pressure treatments

University of BurgosDepartment of Biotechnology and Food Science Burgos, Spain