Tema 2- Deterioro de Alimentos [Modo de Compatibilidad]

8/16/2019 Tema 2- Deterioro de Alimentos [Modo de Compatibilidad]

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Universidad Nacional Mayor de San MarcosFacultad de Química e Ingeniería Química

E.A.P. de Ingeniería Agroindustrial

Asignatura: Envases y Embalajes

Tema 2: Deterioro de alimentos y métodos depreservación

Profesor: Dr. Ing. Waldir D. Estela Escalante, MSc, PhD


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Agentes de deterioración

Enzimas

deterioración

Deterioración de frutas y vegetales: peroxidasa,lipoxigenasa, clorofilasa y catalasa.

Madurez de frutas – incrementa actividad depectinesterasa y poligalacturanasa – ablandamiento detejidos

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Polifenoloxidasa

Oxida compuestos fenólicos > indol quinonas – inactivación: uso de ác. cítrico, málico o fosfórico

Evitar contacto con oxígeno: inmersión en salmuera.

Empacado de fruta en atmosfera exento de aire – puedeconducir a problemas de calidad.

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Hongos excretan enzimas: Aspergillus, Botrytis, Mucor,Penicillium.

Bacterias: Bacillus subtilis , Bacillus amyloliquefaciens y Bacillus licheniformis roducen mil s s est blestérmicamente.

Reacciones complejas: Rhizopus causa ablandamientode frutas enlatadas – enzimas pectolíticastermoestables.

Byssochlamys - afecta textura de alimentos enlatadoshongo termoestable (destrucción a 90°C).

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Microorganismos

Psicrotróficos (tolerantes al frío), incluso a 4°C – fácil dedestruir por calor.

, . .

Mesofílicos (rango medio), temp. óptima entre 20–44°C – gran importancia en alimentos envasados.

Termofílicos (amantes del calor), temp. óptima entre 45– 60°C – alimentos envasados almacenados en climas

.

Termodúricos (resistentes al calor), sobreviven pero no sereproducen por encima de 70°C

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Bacterias

Requieren agua, proteínas, CHOs, lípidos, vitaminas yelementos traza.

División por fisión – en 11 horas mas de 1×10 cels /ml – producción de aroma y olores desagradables,mucílagos, liberación de toxina.

Bacillus subtilis , amyloliquefaciens y licheniformis – liberación de amilasas

Prevención de crecimiento – MAP/refrigeración – vidaútil prolongada.

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Luz UV tiene efecto destructivo sobre bacterias –

alteración química en proteínas celulares.

Luz UV se utiliza en esterilización de botellas de agua,

superficies.

Formación de esporas – ambiente adverso: temp.,

químicos (desinfectantes), baja concentración denutrientes y valores de aw.

Clostridium botulinum – esporulador – de importancia enalimentos procesados térmicamente.

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Esporas de Clostridium germinan a pH superior a 4.5 yen ausencia de oxígeno.

Bacterias importantes: C. botulinum , Listeriamonocytogenes , Salmonella , Escherichia coli ,

Staphylococcus aureus , Bacillus cereus y Campylobacter .

Listeria sobrevive y crece a temperatura baja – tratamiento 70°C x 2 min reduce 6 unid. logarítmicas.

roceso gua para a mone a y . co .

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Fungi

Reproducción asexual y sexual – producción de esporas.

adversas.

Contaminación de envases y empaques – esporas dehongos.

Envases contaminados con esporas son fuente decontaminación post proceso.

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Hongos menos tolerantes que bacterias – excepciónendosporas de hongos como Byssochlamys fulva

Fresas son fuente común de Byssochlamys fulva .

Levaduras y hongos son destruidos a 60°C (5–10min).

Levaduras son anaerobias facultativas y hongos son

aerobios.

Levaduras

Anaerobiosis: fermentaciónAerobiosis: respiración (agua, CO2)

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Deterioración no-enzimática

Maillard: grupo aldehído de azúcares reductoresreaccionan con grupos amino libres de AAaas paraform r furfur ldehido iruv ldehido cetol di cetil

hidroxiacetil, etc., los cuales reaccionan con aminas – producción de melanoides (pigmentos marrones).

Alimentos deshidratados: papa seca y vegetales, jugo defrutas.

Evitar pardeamiento: sulfitado – productos secos(sulfitado durante o después del blanqueado).

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Métodos de preservación de alimentos

Objetivos

.

Reducir o prevenir proliferación de m.o.

Inhibir la actividad de enzimas.

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Temperaturas altas

Destruir enzimas o microorganismos.

1. Tratamiento térmico para reducción de carga

microbiana a límites establecidos.

2. Tratamiento térmico a alimentos envasados.

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Blanqueado

Inactivación de enzimas.

Reducción del número de levaduras, mohos y ciertas

bacterias (Listeria , Salmonella , E. coli ) en la superficiede alimentos.

Aplicado generalmente antes de congelar alimentos.

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Esterilización comercial

Autoclavado – alimentos enlatados.

térmicamente resistentes.

Cocción botulínica – reducción de la probabilidad desobrevivencia de una espora en producto envasado debaja acidez de 1 en 10 (121.1°Cx3min).12

Muchos alimentos enlatados reciben tratamientos masseveros para asegurar su conservación.

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Pasteurización: envase cerrado u operación de llenadoaséptico.

Alimentos pasteurizados no son estériles – prolongaciónde vid útil – de ende del ti o de limento.

Almacenamiento en refrigeración.

Alimentos con alta conc. sal, azúcar o ácido son establesa temperatura ambiente (jamón enlatado pasteurizado).

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Temperaturas bajas

Congelación

. .

Congelación comercial (−18 a −24°C) actividad

microbiana suspendida.

Descon elamiento: m.o viables crecen.

Deterioración de alimentos congelados depende de otrosfactores (oxidación).

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A temp, congelamiento: actividad enzimática lenta – altera propiedades organolépticas.

Blanqueado de vegetales (90-95°Cxminutos ) antes decongelamiento rápido.

Congelamiento rápido – calidad del alimento: prevenirformación de grandes cristales – destrucción de tejidosen frutas y verduras o tejido muscular de carne, pescadoy pollo.

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Limitación de vida útil de alimentos congelados – cambios químico-físicos (en meses):

Oxidación de grasas

Envases para alimentos congelados: papel, plástico ymetal.

Migración de gases (O2) a través del envase es menos

crítico.

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Refrigeración

Disminución temperatura hasta 0°C.

Crecimiento microbiano limita la vida útil m.o

psicrofílicos).

Crecimiento microbiano: deterioración del alimento

(putrefacción o fermentación), proliferación depatógenos.

Pasteurización prior – eliminar patógenos - Salmonella ,Listeria y Escherichia coli OH:157.

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Pasteurización/refrigeración – vida útil varios días – depende del tipo de alimento.

Si pasteurización es 90°C x 10 min – extensión de vida

– .

El tiempo de vida útil depende de la característica del

alimento.

Refri eración – rolon ación de vida útil de frutas

verduras frescas.

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Refrigeración: retarda el crecimiento de m.odeterioradores – lentifican procesos bioquímicos de

maduración.

Frut s verdur s tienen tem ide l de lm cen miento

– susceptibilidad al daño por frío: bananas debajo de12°C ennegrecimiento de cáscara.

Muchas frutas y verduras frescas son refrigeradas atemp, mayores a 5°C.

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Variedad de envases y empaques para alimentosrefrigerados

Crecimiento microbiano en el alimento limita la vida útil yno l inter cción env se- limento

Envases: propiedades de barrera para vida útil corta – pronto consumo del alimento

Envases limpios pero no estériles – limpieza conso uc ones – re ucc n carga m cro ana.

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Secado y control de actividad de agua

Microorganismos necesitan agua para crecer: reducciónde agua – disminuye y previene crecimiento.

Alimentos secos: no son adecuados para el crecimientode m.o – vida útil meses, años.

Ejemplo: cereales, arroz, leguminosas.

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Cambio en el contenido de agua – afecta característicasorganolépticas (hojuelas).

Selección del material de empaque critico – prolongar lavid útil del limento seco.

Envase común: cartón laminado con barrera contrahumedad (plástico: polietileno) – fideos, hojuelas - vida

útil varios años.

c v a e agua para a men os secos: ~ . .

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Métodos comerciales de secado


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Métodos comerciales de secado(max. aw ~0.3)

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Adi ió d l ( ú ) d ió d


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Adición de solutos (azúcar) – reducción de aw – incremento de presión osmótica.

Algunos alimentos (mermelada) contienen alta cantidadde u – m or rte est li d b w or el

azúcar y pectina – no disponible para m.o. – prolongadavida útil.

Microorganismos presentes en la mermelada y en elempaque destruidos durante procesamiento.

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P ió í i


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Preservación química

Mayor método de preservación: regulaciones.

nitrato y nitrito en carnes).

Mas usados: ácido sórbico y benzoico y sus sales ydióxido de azufre y sus derivados.

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Antioxidantes: prevenir deterioro químico – rancidez(oxidación de lípidos), pardeamiento enzimático en

vegetales.

1. Mezcla con el alimento antes de ser envasado – néctares, bebidas, enlatados de carne, etc.

2. Introducir el preservante en el envase o empaque – envases activos.

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Preservantes incluidos en materiales de envases – bacteriocinas.

Preservantes liberados lentamente al alimento o a la

–microbiano.

Empaque activo – prolongación de vida útil varios días.

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Curado


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Curado

Preservación de alimento (carne, queso, pescado) porcombinación de sales (NaCl, nitrato y nitrito).

Se basa en disminución de aw ligando el agua consales de cura – no disponible para m.o.

Se crean uniones iónicas entre hidrógeno polarizado yiones hidróxido en el agua y iones cloruro de la sal.

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En carnes curadas, sal tiene efecto preservativo ysaborizante, sales de nitrito tiene efecto preservante y

contribuye a dar características de color.

y almacenados en refrigeración.

Empacado al vacío incrementa la vida útil reduciendo latasa de daño oxidativo.

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Encurtido


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Encurtido

Preservación de alimentos en ácido acético, láctico,cítrico.

C. botulinum no crece a pH menores a 4.5 (nivel mínimode encurtido).

Levaduras y hongos requieren mayor grado de acidez ydisminución de pH (1.5–2.3) para prevenir sucrec m en o.

Envases apropiados: botellas de vidrio.

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Ahumado


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Ahumado

Efectos: secado parcial (aw), compuestos fenólicos delhumo (antimicrobiano, antioxidante), imparte aromac r cterístico.

Salmón curado-ahumado combinado con refrigeración.

Producción moderna: uso de solución de humo sintético.

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Fermentación


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Fermentación

Resulta en alimento con alto contenido de calorías.

.

Tres tipos de fermentación:

1. Fermentación láctica (yogurt)

.

3. Fermentación alcohólica (cerveza, vinos)

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Atmosfera modificada


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Atmosfera modificada

Incrementa la vida útil de alimentos frescos: carne,pescado, frutas, productos de panadería, etc.

El aire del empaque se remplaza por mezcla de gases – retardar crecimiento microbiano (deterioración).

Ejemplo: queso chedar rallado empacado en atmosfera(30% CO2, 70% N2).

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CO2 disuelve en superficie de alimentos húmedos >

ácido carbónico – inhibición de m.o.

Alimentos secos: retardo de oxidación de lípidos.

Composición de gas: depende del tipo de alimento a serempacado y el proceso biológico a controlar.

Frutas y vegetales no procesados respiran luego de ser.

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Mezcla de gases típicos usados en atmosfera modificada


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Mezcla de gases típicos usados en atmosfera modificada

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Empaques con permeabilidad específica niveles de O2


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Empaques con permeabilidad específica – niveles de O2y CO2 pueden ser controlado – vida útil.

Empaques activos: adsorbentes químicos remueven.

Envasado al vacío: remoción del O2 del interior del

empaque – evitar rancidez.

cuidado: crecimiento de C. botulinum

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Procesamiento a alta presión


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p

Se usa presiones de 500–600Mpa: destruir m.o.

.

Proceso de preservación en investigación.

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Calentamiento Ohmico


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Proceso térmico: aplicación de corriente eléctrica alalimento.

Resistencia del alimento a la corriente eléctrica causacalentamiento.

Ventaja: periodos cortos de calentamiento – mantenervalor nutricional y aroma.

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Irradiación


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Destrucción de m.o presentes en frutas frescas (fresas),Salmonella en carne de pollo.

Prevención de germinación: papas

Efecto nulo en la composición del alimento.

No recomendado ara alimentos altamente rasos –

generación de malos olores.

Etiquetado obligatorio

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