PRINCIPIOS Y FUNDAMENTOS DE LOS TRATAMIENTOS TÉRMICOS

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1 PRINCIPIOS Y FUNDAMENTOS DE LOS TRATAMIENTOS TÉRMICOS PROGRAMA 1. Introducción. 2. Factores que afectan al desarrollo microbiano. 3. Factores que intervienen en la carga microbiana previa al tratamiento térmico. 4. Termorresistencia y cinética de destrucción. 5. Alteración de alimentos tratados térmicamente: descripción, causas y microorganismos alterantes. 6. Control microbiológico de alimentos tratados térmicamente. 1.- INTRODUCCIÓN Esterilización comercial Destrucción n de todos los microorganismos patógenos y alterantes que puedan desarrollarse en las condiciones normales de transporte y/o almacenamiento Garantizando estabilidad microbiológica de la conserva. Importante 1.Conseguir la destrucción n de microorganismos y el mantenimiento de las cualidades organolépticas del producto. 2.Establecer los baremos de esterilización: A. Cuál de los microorganismos presentes es el de mayor termorresistencia. B. Cuál se desarrolla en las condiciones normales de almacenamiento. C. Cuál es patógeno. 3

2 1.- INTRODUCCIÓN Microorganismos CARACTERÍSTICAS GENERALES: Seres vivos de muy pequeño tamaño Presentes en el ambiente y los objetos Gran diversidad: Adaptación TIPOS: Según su estructura: Procariotas: Estructura simple. Bacterias. Eucariotas: Mayor complejidad. Algas Hongos: o Mohos (pluricelulares) o Levaduras (unicelulares) Protozoos. 1.- INTRODUCCIÓN Historia Todos los alimentos son perecederos, es decir de duración n limitada Nicolás Appert establece con pruebas, que un alimento introducido en un envase de vidrio hermético y sometido a ebullición conserva sus propiedades en el tiempo aparece en La Rioja la primera industria de conservas vegetales Isaac Solomon añadió cloruro cálcico al agua de cocción elevando el punto de ebullición a 115 ºC Pasteur en demuestra que son los microorganismos los causantes del deterioro de los alimentos K. Shriver patentó la olla a presión o autoclave Peter Durand patentó el método de Appert utilizando envases de metal. Bigelow y Esty: Teoría de destrucción microbiana. 1.- INTRODUCCIÓN Microorganismos Patógenos: aquellos que cuando infectan a otro ser vivo le causan importantes desarreglos en su sistema vital pudiendo producirle la muerte. Destacar: omicroorganismos productores de toxinas. osustancias producidas por los microorganismos que resultan tóxicas e incluso letales al ser ingeridas por otros seres vivos. oen ausencia del microorganismo patógeno, puede haber un efecto nocivo si la dosis de la toxina es suficientemente grande.

3 1.- INTRODUCCIÓN NUTRICIÓN Y CRECIMIENTO Microorganismos similares a resto de seres vivos: Alimentarse: Nuestros alimentos, también de las bacterias Hidratarse: necesidad de una a w determinada Excretar: productos de desecho Respirar: determinada composición atmosférica Reproducirse y morir: curvas de crecimiento Microorganismos TOXINAS ENZIMAS BACTERIA NUTRIENTES 1.- INTRODUCCIÓN Microorganismos Microorganismos esporulados Formación de nuevas células vegetativas Esporulación Liberación de la espora Germinación de la espora Condiciones favorables 1.- INTRODUCCIÓN Clasif. Alimentos Clasificación de los alimentos según su ph Debajo de ph=4,6 inhibe el crecimiento del Clostridium Botulinum el más termorresistente y patógeno de los microorganismos presentes en los alimentos. Clasificación simplificada: Alimentos ácidos o acidificados ph<4,6 Alimentos de baja acidez ph >=4,6 9

4 INTRODUCCIÓN Clasif. Alimentos Alimentos ácidos o acidificados ph<4,6 Bacterias esporuladas, objetivo de la pasteurización: CLOSTRIDIUM PASTERIANUM. CLOSTRIDIUM BUTIRICUM Bacterias no esporuladas: FLORA LÁCTICA. L Mohos y Levaduras: Escasa termorresistencia,, recontaminación n post-proceso. proceso. 1.- INTRODUCCIÓN Clasif. Alimentos Alimentos de baja acidez ph >=4,6 Aerobios esporulados. Bacillus:» Mesófilos (B. Subtilis,, B. Lichaniformis), tratamiento insuficiente.» Termófilos: Atacan a los carbohidratos, produciendo ácido, sin gas, agriado plano, retención del producto en caliente. B. Stearothermophilus B. Coagulans FACTORES DESARROLLO MICROBIANO FACTORES DETERMINANTES: TEMPERATURA DISPONIBILIDAD DE OXÍGENO POTENCIAL REDOX NUTRIENTES ACTIVIDAD DEL AGUA (AZÚCAR Y/O SAL) ph

5 2.- FACTORES DESARROLLO MICROBIANO CLASIFICACIÓN N GENERAL: Grupos bacterianos Mínima: Óptima: Máxima: Psicrófilos (-5)-(+5)ºC Mesófilos 5-15ºC Termófilos 40-45ºC La mayor parte de los microorganismos patógenos se multiplican a Tª comprendida entre 20 ºC y 45 º C. Por debajo de 100 ºC destruimos las formas vegetativas. Por encima de 100 º C destruimos las esporas. En refrigeración n (2-4 ºC), los microorganismos se multiplican más lentamente, pero no se impide su desarrollo. En congelación n (-18( ºC), los microorganismos no se multiplican, pero no se destruyen. 2.- FACTORES DESARROLLO MICROBIANO TEMPERATURA Hasta 18ºC: multiplicación microbiana (levaduras) Hasta 10ºC: multiplicación bacteriana Hasta 0.4ºC: Listeria monocytogenes Hasta 3.3ºC: Cl. botulinum no proteolítico Hasta 5.2ºC: Salmonella Hasta 6.5ºC: Clostridium perfringens Hasta 6.7ºC: Staphylococcus aureus Hasta 10ºC: toxinogénesis Clostridium botulinum tipos A y B y estafilococos. Por encima de 47ºC no crecen bacterias patógenas 2.- FACTORES DESARROLLO MICROBIANO TEMPERATURA Curva de Crecimiento Bacteriana

6 2.- FACTORES DESARROLLO MICROBIANO Tipos Microorganismos según su Tª ÓPTIMA de crecimiento 2.- FACTORES DESARROLLO MICROBIANO UTILIZACIÓN DEL OXÍGENO Aerobios: Necesitan oxígeno libre. Anaerobios: No necesitan oxígeno libre. Estrictos: oxígeno es tóxico Facultativos: crecen con ó sin oxígeno libre. Microaerófilos: Necesitan una cantidad pequeña de oxígeno. 2.- FACTORES DESARROLLO MICROBIANO ACTIVIDAD DEL AGUA o a w > 0.98 (alimentos frescos) Todos los microorganismos o a w > 0.95 o a w Salmonella y C. botulinum (pan, embutidos cocidos) Enterobact. y acidoláct. o a w : (leche condensada, carne desecada) Stafilococcus aureus, levaduras y mohos (limite FDA para considerar canned food ) o a w y levaduras). o a w <0.60 (confituras, cereales, frutos secos) microrganismos osmófilos (mohos (reposter repostería, fideos, leche en polvo..) no se multiplican pero son viables

7 2.- FACTORES DESARROLLO MICROBIANO 2.- FACTORES DESARROLLO MICROBIANO 2.- FACTORES DESARROLLO MICROBIANO

8 2.- FACTORES DESARROLLO MICROBIANO ph Clasificación de alimentos GRUPO ALIMENTOS ph Baja acidez Carnes y productos cárnicos; >4.6 pescados; diferentes especies de verduras: judías, espinacas, espárragos, guisantes y preparados listos para su consumo. Ácidos Principalmente frutas / tomates / conservas acidificadas. Muy ácidos Col fermentada, encurtidos, frutas (guindas) <3.7 mermeladas y otros. 2.- FACTORES DESARROLLO MICROBIANO PRODUCTOS ph < 4.6: FRUTAS, TOMATES, PRODUCTOS ACIDIFICADOS. Tratamiento térmico: Tª < 100ºC, no se destruyen esporas, pero la acidez del producto evita que germinen. Se destruyen los gérmenes patógenos (St.aureus, Salmonella), mohos, levaduras y bacterias lácticas. PRODUCTOS ph > 4.6: Comida preparada baja acidez, salsas, conservas. Tratamiento térmico: Exacto y muy controlado (Tª>100ºC). Destrucción formas vegetativas y esporas 2.- FACTORES DESARROLLO MICROBIANO ph Tiempo (min.) ph Valores de esterilización de conservas de tomate en función del ph (NCA, 1970) ph 93 F Influencia del ph en la termorresistencia de las esporas de Clostridium botulinum. Tiempo a 100ºC para destruir cantidad constante de esporas en 36 alimentos distintos

9 2.- FACTORES DESARROLLO MICROBIANO ph 2.- FACTORES DESARROLLO MICROBIANO Relación entre ph y ACTIVIDAD DEL AGUA 2.- FACTORES DESARROLLO MICROBIANO ph = 7.0 Esterilización Esterilización ph = 4.6 Pasteurización Acidez Acidez ph = 3.0

10 2.- FACTORES DESARROLLO MICROBIANO ph > 4.5 Alimentos débilmente d ácidos. cidos.- Ej: conservas de leche, pescado, carne, platos preparados y verduras. 2.- FACTORES DESARROLLO MICROBIANO ph Alimentos ácidos. cidos.- Ej: conservas de fruta, conservas ácidas pescado, gelatinas, conservas ácidas de carne. 2.- FACTORES DESARROLLO MICROBIANO ph < 4 Alimentos muy ácidos. cidos.- Ej: jugos de frutas, mermeladas, conservas de fruta, conservas completas.

11 2.- FACTORES DESARROLLO MICROBIANO 3.- FACTORES CARGA MICROBIANA ANTES TRATAMIENTO CALIDAD Y VIDA ÚTIL Carga microbiana previa a esterilización Microflora inicial. Manipulación de la materia prima (Personal) Adición de condimentos, azúcares, etc. Esterilización Temperatura y tiempo de tratamiento. Carga y tipos de microorganismos Composición química del alimento Transmisión del calor Almacenamiento Transporte 3.- FACTORES CARGA MICROBIANA ANTES TRATAMIENTO MATERIAS PRIMAS (Splittstoesser (1970) / *CNTA) Vegetal Zanahoria Remolacha Col Frijoles Maíz Berza Espinacas Guisantes Judías verdes Patatas *Tomate *Espárrago *Materias primas desecadas *Materias congeladas Recuento/gramos > termófilos /g >100 termófilos /g

12 3.- FACTORES CARGA MICROBIANA ANTES TRATAMIENTO ADITIVOS Los ingredientes utilizados pueden aportar contaminación n microbiana. Productos deshidratados y congelados. También: - Azúcares y almidones: Fuentes de microorganismos termófilos. (Normas que limitan esta contaminación: <100 ufc / g) - Colorantes y especias: Se someten a desinfección, pero son fuente de contaminación microbiana. (Termófilos anaerobios de la putrefacción) 3.- FACTORES CARGA MICROBIANA ANTES TRATAMIENTO LAVADO DE LA MATERIA PRIMA FUNCIONES -Eliminar suciedad y contaminación superficial -Disminuir la carga microbiana. -Aplicar tratamiento térmico adecuado. TIPOS Lavado en seco: tamizado, cepillado, aspiración Lavado con agua: -Balsas de agua, estática o recirculante. (práctica peligrosa) -Sistema de duchas.(lavado de tomate) 3.- FACTORES CARGA MICROBIANA ANTES TRATAMIENTO PELADO FUNCIONES: Elimina de la superficie de los alimentos la contaminación microbiana asociada a ella. MÉTODOS EMPLEADOS: -Pelado a vapor: P.ej.: tomate entero pelado. -Pelado mecánico: P.ej.: espárrago. -Pelado a la llama: P.ej.: pimiento -Pelado con sosa cáustica o lejía: P.ej.: melocotón en almíbar. ESCALDADO - Temperaturas de ºC - Se destruyen células vegetativas microbianas - Se inhiben reacciones enzimáticas - Retracción del producto que permite un llenado adecuado del recipiente - Necesario el uso de agua potable y renovación de la misma. - Eliminación n de los gases que reducirían el vacío o si se liberasen durante el procesado.

13 3.- FACTORES CARGA MICROBIANA ANTES TRATAMIENTO ENFRIAMIENTO -Uso de agua potable. -Empleo de duchas o balsas por inmersión después del escaldado. -Un defectuoso enfriamiento (Tª > 40ºC) puede originar el desarrollo de flora termófila. - Controlar presión externa de los envases (después de esterilización) y velocidad de enfriamiento- COCCIÓN Aplicación de temperaturas de ºC. Objetivos fundamentales: - Establecer el equilibrio en el alimento y conferir la textura adecuada. - Inactivar enzimas - Esterilizar el producto. - Desairear. 3.- FACTORES CARGA MICROBIANA ANTES TRATAMIENTO INSTALACIONES-FÁBRICA Diseñada de forma higiénica : Condiciones ambientales que eviten multiplicación de microorganismos. Contemplado en reglamentaciones. Fácil de limpiar Disposición del equipo y naturaleza de su superficie. Disposición de los elementos de construcción (p.ej.: techos, paredes...). Operaciones de limpieza/desinfección. Eliminación de biofilms. 3.- FACTORES CARGA MICROBIANA ANTES TRATAMIENTO Parámetro Aplicación Nivel Flora total Interior laboratorio 185 ufc/m 3 Industrias cárnicas < 10³ ufc/m 3 Establec. alimentarios <5x10² ufc/m³ Mohos Interior laboratorio Establec. alimentarios 132,5 ufc/m³ <5x10² ufc/m³ Edificios comerciales < 250 ufc/m³: nivel normal ufc/m³ posible fuente de contaminación >1000 ufc/m³ probable fuente de contaminación

14 3.- FACTORES CARGA MICROBIANA ANTES TRATAMIENTO Parámetro Aplicación Nivel Flora total Enterobacterias Mohos y Levaduras Establecimientos del sector cárnico, pesquero y de restauración. pisos y paredes: mesas procesamiento: manos y dedos: utensilios en general: envases y latas: Establecimientos del sector cárnico, pesquero y de restauración. Establecimientos del sector cárnico, pesquero y de restauración. 0 2 ufc/cm²: satisfactorio 2 10 ufc/cm² intermedio >10 ufc/cm²: desfavorable Máximo recomendado: ufc/cm², Máximo recomendado: 20 ufc/cm² <2x10³ ufc: satisfactorio 2x10³ a 5x10³ ufc: aceptable > 5x10³ ufc: deficiente 100 ufc/utensilio 5 ufc/cm² 1 ufc/cm²: óptimo 1 5 ufc/cm²: aceptable >5 ufc/cm²: no aceptable 1 ufc/cm²: óptimo 1 5 ufc/cm²: aceptable >5 ufc/cm²: no aceptable 3.- FACTORES CARGA MICROBIANA ANTES TRATAMIENTO DISEÑO Y CONSTRUCIÓN DE EQUIPOS Materiales duraderos y no tóxicos; resistentes a la alteración física (acero inoxidable, plásticos) Superficies lisas, sin grietas, fáciles de limpiar. Accesibilidad a las diferentes partes del equipo. Normas en relación con aspectos higiénicos del equipo 3.- FACTORES CARGA MICROBIANA ANTES TRATAMIENTO Interpretación n de Resultados Examen de superficies (por medio de torundas o hisopos) Recuento general de viables por Conclusión cm 2 No más de 5 De 5 a 25 Más de 25 Satisfactoria Requiere nueva investigación Insatisfactoria, acción inmediata. Examen de botellas y pequeños recipientes Viables por botella Menos de 200 De 200 a Más de Conclusión Satisfactoria Mejorar el método de limpieza Inaceptable, acción inmediata.

15 3.- FACTORES CARGA MICROBIANA ANTES TRATAMIENTO Interpretación n de Resultados Examen de bidones Viables por bidón Menos de De a Más de Conclusión Satisfactoria Mejorar método de limpieza Inaceptable, una acción inmediata. 3.- FACTORES CARGA MICROBIANA ANTES TRATAMIENTO EFECTO DE LA MANIPULACIÓN Y DEL PROCESADO SOBRE LOS MICROORGANISMOS OPERACIÓN Limpieza, lavado Soluciones bactericidas Refrigeración (<10ºC) Congelación (<-18ºC) Pasteurización (60-80ºC) Escaldado (95-10C) Esterilización (>100ºC) Deshidratación Salazón (2-20%) Jarabes (azúcares) Acidificación Irradiación EFECTO EN MICROORGANISMOS Reducir número Destrucción Enlentecer multiplicación Interrumpir multiplicación Destrucción formas vegetativas, patógenos, levaduras y mohos Destrucción de esporas y formas vegetativas Interrumpir la multiplicación (aw<0.70) Interrumpir multiplicación / evitar germinación esporas Destruir según dosis Factores que modifican la termorresistencia de los microorganismos Termorresistencia, valores D, z y F. Gráfica de termodestrucción. Microorganismos de interés en la esterilización

16 Causas de termodestrucción microbiana Daños a nivel de: Ácidos nucleicos Proteínas y enzimas Membranas celulares FACTORES QUE AFECTAN LA TERMORESISTENCIA BACTERIANA 1. INTRINSECOS GENERO ESPECIE CEPA ESTADO BIOLOGICO : formas vegetativas / esporas En relación con: Composición de aminoácidos en sus proteínas Porcentaje de ácidos grasos saturados Complejidad: membranas de orgánulos muy sensibles FACTORES QUE AFECTAN LA TERMORESISTENCIA BACTERIANA 2. EXTRINSECOS O AMBIENTALES A- PREVIOS: Composición medio (Na, Mn) ph Tª incubación (efecto directo) B- SIMULTANEOS: Composición medio (nutrientes / inhibidores) ph Actividad del agua (a w ) (efecto inverso) C- POSTERIORES Composición ph Tª incubación FACTORES QUE AFECTAN LA TERMORESISTENCIA BACTERIANA 3. COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL ALIMENTO: oph del medio o alimento. oconcentración de ClNa (4%). oconcentración de carbohidratos y grasas (a más concentración, más resistencia de los microorganismos Ej estreptococos en mantequilla). ocontenido acuoso. ootros factores ( antibióticos, especias...)

17 El principal objetivo de un tratamiento térmico consiste en la termodestrucción n de los microorganismos, ya sean formas vegetativas o esporuladas, capaces de multiplicarse en el producto y/o de poner en peligro la salud del consumidor. Se entiende por esterilización n comercial la destrucción de todos los microorganismos patógenos que puedan desarrollarse en las condiciones normales de transporte y/o almacenamiento, garantizando así su estabilidad y comestibilidad. Es preciso llegar a un compromiso entre la destrucción de patógenos y el mantenimiento de las cualidades organolépticas del producto. Para poder establecer los baremos de esterilización es importante establecer: 1.Cuál de los microorganismos presentes es el de mayor termorresistencia. 2.Cuál se desarrolla en las condiciones normales de almacenamiento. 3.Cuál es patógeno. Termodestrucción: Las esporas son las unidades microbiológicas más termorresistentes. Los tratamientos térmicos, (combinación temperatura y tiempo), destruyen las esporas. Necesidad de cuantificar estas magnitudes, para destruir las esporas, manteniendo las cualidades organolépticas del producto. Estudio de termodestrucción. 51

18 52 Estudio de termodestrucción: 1.- Se fija un microorganismo y una temperatura de referencia. 2.- Se coloca un número conocido de esporas en un sustrato adecuado, en el interior de un recipiente hermético. 3.- Se somete el sustrato durante tiempos crecientes al efecto de la temperatura de referencia. 4.- Recuento de supervivientes. Constantes de letalidad Si inicialmente tenemos (N) esporas de idéntica termorresistencia, el número de supervivientes (S) después de un tratamiento térmico que se prolongue un tiempo (t), siendo (P) la probabilidad de supervivencia a una determinada temperatura de referencia será: S=N*P t. 53 Tomando logaritmos decimales: log S=log N +t log P Si representamos gráficamente para una Tª constante el nº de Microorganismos que permanecen viables, a escala logarítmica, en función del tiempo, obtenemos la gráfica de supervivencia o gráfica de termodestrucción: Mueren los mismos porcentajes de microorganismos en cada una de las unidades de tiempo. 54

19 Si representamos gráficamente para una Tª constante el nº de microorganismos que permanecen viables, a escala logarítmica, en función del tiempo, obtenemos la gráfica de supervivencia o gráfica de termodestrucción: D Es el tiempo en minutos a una temperatura determinada que es necesario para que la población de microorganismos viables se reduzca a la décima parte, es decir, D es el tiempo necesario para destruir el 90 % de la población inicial. Estudios de termodestrucción microbiana Tiempo (min.) Número % destrucción microorganismos , D ,000 90, D 1.000,000 99, D 100, , D 10,000 99, D 1,000 99, D 0,100 99, D 0,010 99, D 0,001 99, Tabla 1. Relación entre el tiempo de tratamiento y el número de bacterias vivas residuales Si representamos los valores de D para distintas temperaturas Obtenemos la gráfica de equivalencia letal: z : Específico de cada microorganismo. Representa el número de grados centígrados que es necesario elevar la temperatura de tratamiento para reducir el valor de D de un determinado microorganismo a la décima parte. Por ejemplo z=10 Si aumentamos la temperatura en 10 ºC reducimos el tiempo de esterilización en 10 veces.

20 Cálculo de letalidad desde un punto microbiológico y sus constantes Constantes de letalidad: Efecto de la temperatura de proceso: Cuanto mayor es la temperatura, menor es el valor de reducción decimal (D), es decir, menor es el tiempo para conseguir la destrucción del 90 % de la contaminación inicial. D 100 = 26.3 min. D 110 = 2.67 min. D 115 = 0.85 min. 58 Constantes de letalidad: Representando las gráficas para letalidades diferentes se tiene: Cálculo de letalidad desde un punto microbiológico y sus constantes 59 La letalidad de todos los puntos que componen cada recta es la misma, por lo tanto, por cada tratamiento se dispone de infinitas parejas de tiempo-temperatura temperatura con la misma efectividad frente al microorganismo estudiado. Así se pueden determinar tratamientos equivalentes: t = t* x 10 (T-T*)/z Se puede encontrar un tratamiento equivalente a otro conocido, modificando el tiempo o la temperatura de tratamiento. EJERCICIOS Cálculo de letalidad desde un punto microbiológico y sus constantes 60

21 Con todo, el número de minutos necesarios para destruir un número conocido de microorganismos a una temperatura determinada se representa con la letra F. Los dos valores z y F son suficientes para definir el comportamiento de los microorganismos frente al tratamiento térmico en cada caso y a partir de ellos se calcula el tiempo real de tratamiento para productos esterilizados o pasterizados. Generalmente, este tiempo se expresa como: F Tz, 121 F 10 = tiempo en minutos necesario para destruir un nº determinado de microorganismos a una temperatura de 121 ºC cuando z=10. Cuando T=121ºC y z=10, se denomina F 0. Matemáticamente, llegamos a la siguiente relación: F Tz = Fo= t 10 ((Tª-Tr)/z) Los microorganismos se destruyen de forma exponencial, por lo que su destrucción no es sólo resultado de una determinada temperatura, sino que depende tanto de ésta como de su tiempo de actuación Curva de penetración de calor Temperatura (ºC) Temperature (ºC) 1 20 Fo Values Tiempo (minutos) Valor esterilizador: F z tªref = ƒ(antilog[(tª-tªref)/z])dt Valores de Fo

22 T ª (ºC) F 0 0,01 0,01 0,01 0,02 0,02 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,08 T ª (ºC) F 0 0,10 0,12 0,15 0,19 0,25 0,31 0,39 0,49 0,62 0,78 0,98 En los tratamiento térmicos diferenciamos entre: 1.- Pasteurización: temperaturas entre 60 y 100 ºC, garantiza la destrucción de las formas vegetativas de los microorganismos En general, la referencia es F 8,8 93,3 F Microorganismo de referencia: Estreptococos D. 2.- Esterilización: temperaturas entre 110 y 150 ºC, garantiza la destrucción de las formas esporuladas de los microorganismos. F , microorganismo de referencia: Clostridium Botulinum. CLOTRIDIUM BOTULINUM El término botulismo deriva de la palabra bolutus (embutido) ya que se observó la enfermedad por primera vez en Alemania a causa del consumo de embutidos. Especie bacteriana esporulada, anaerobia y con capacidad de producción de toxinas que atacan al sistema nervioso. Los síntomas aparecen entre las 24 y 72 horas posteriores a su ingesta: vómitos, visión doble, constipación, sed, descenso de la temperatura corporal.

23 La forma vegetativa es muy sensible a la temperatura: 60 ºC 10 minutos. Para destruir la toxina es preciso un tratamiento térmico de: 80 ºC 6 minutos. Las esporas, originadas metabólicamente en condiciones desfavorables para la bacteria, se destruyen con tratamientos térmicos de : TEMPERATURA TIEMPO (min) Tiempo (min.) ph Influencia del ph en la termorresistencia de las esporas de Clostridium botulinum. Tiempo a 100ºC para destruir cantidad constante de esporas en 36 alimentos distintos VALORES RECOMENDADOS DE F 0 : PRODUCTO VEGETALES LEGUMBRES CHAMPIÑÓN ACEITUNA NEGRA DE MESA CÁRNICOS Y PESCADO F Enzima Pectinesterasa Microorganismo Levaduras (C. krusei) Mohos/levaduras/bacterias Mohos/levaduras/bacterias Bysochlamys fulva Aspergillus niger Lactobacillus plantarum Lactobacillus sp Streptococcus thermophilus Bacterias propionicas Leuconostoc Salmonella sp. Staphylococcus aureus Mohos/levaduras/bacterias Estreptococos fecales E. coli ,1 Ecología microbiana de alimentos Pseudomonas aeruginosa Tª referencia (ºC) , ,5 65,5 65,5 65, z (ºC) 16,5 3 a 5 3 a ,4 5,2 10 5, ºF 10ºF 8-12ºF 5 Valor D (min.) 0,152 0,1-0,5 8, , ,8 0,02-0,25 0,2-2 0,5-3 5 a 30 2 F aconsejado (min.) 2,5 D 10F75 > 5 0,12 1,2 10F75 > 5 10F75 > 5 ph (<4,5) (<4,5) 3,3-3,6 3,3-3,7 (<4,5) < 4,0 <4,6 (<4,5) < 4,0 Fuente bibliográfica Alimentaria Marzo 2000 Biotecnología de la aceituna de mesa Bourgeois, Biotecnología de la aceituna de mesa CTC Biotecnología de la aceituna de mesa CTC

24 Cálculo de letalidad desde un punto microbiológico y sus constantes Tª referencia (ºC) z (ºC) Valor D F aconsejado (min.) (min.) ph Fuente bibliográfica Esporulados Clostridium botulinum ,21 3 > 4,6 Clostridium sporogenes > 4,6 Alimentaria noviembre 98 Clostridium thermosaccharolyticum a 16 > 4,6 Clostridium thermosaccharolyticum a 18 4 > 4,6 Microbiología de alimentos Desulfotomaculum nigrificans a 5 > 4,6 (FRAZIER) Bacillus stearothermophillus 121 > 4,6 germinada a Lund et al 2002 Clostridium perfringens ºC > 4,7 germinada a 43ºC Clostridium perfringens 200 Clostridium perfringens 100 0,3-20 > 4,6 Clostridium botulinum 121 0,1-0,2 10 > 4,6 Microbiología de alimentos (FRAZIER) Clostridium sporogenes 121 0,1-1,5 9 a 13 >4,6 Bacillus coagulans 121 0,1 < 4,6 < 4,6 Stumbo 1965 Clostridium pasturianum 100 6,6-8,8 0,1 a 0,5 (>4,3) Bacillus cereus >4,6 Bacillus licheniformis >4,6 Microbiología de alimentos Bacillus subtilis >4,6 (FRAZIER) Bacillus macerans 100 0,1-0,5 <4,6 Bacillus polymyxa 101 0,1-0,6 <4,6 Bacillus coagulans 100 7,0-10 0,5-2 4,3 Stumbo, 1965 Bacillus subtilis (esporulado a 55ºC) >4,6 Tesis Doctoral Santiago Condon 70 Cálculo de letalidad desde un punto microbiológico y sus constantes 71 Cálculo de letalidad desde un punto microbiológico y sus constantes 72

25 Cálculo de letalidad desde un punto microbiológico y sus constantes 73 Cálculo de letalidad desde un punto microbiológico y sus constantes 74 Baremos de esterilización en productos esterilizados (en función de tratamientos térmicos aplicados) Ejemplos ph F Valor Conserva ácida Tomate F93 >20 Aceituna verde F62.5 >15 Encurtidos (sin azúcares ) (1 2% ac. acetico) Cebolletas, pepinillos, alcaparras... <3.7 7 F87 >5 Encurtidos (con azúcares )) Zanahorias F87 >20-25 Conserva de baja acidez Espárrago Champiñón Comida preparada > F121 >3.5 > > 6-8 Valores de esterilización de conservas de tomate en función del ph (NCA, 1970) ph 93 F

26 MICROORGANISMOS DIANA EN LA ESTERILIZACIÓN Productos de baja acidez (ph>4,6): Clostridium botulinum: D121ºC = 0.21; (Criterio de seguridad sanitaria: 12 reducciones decimales) 121F10 = 2,52; margen de seguridad Fo > 3 Clostridium sporogenes: D121ºC = (Criterio de esterilidad comercial: 4-5 reducciones decimales) Fo >5-7 Clostridium thermosaccharolyticum: D121ºC = 4; Fo >16 (Alimentaria Noviembre 98, /105) Productos de alta acidez (ph<4,6): Cl.pasterianum, Cl.butyricum, B.coagulans. (93F8.8) Comidas preparadas refrigeradas Streptococcus: D70ºC: min; 70F10 > ALTERACIONES EN ALIMENTOS CON TT 5.- ALTERACIONES EN ALIMENTOS CON TT

27 5.- ALTERACIONES EN ALIMENTOS CON TT 5.- ALTERACIONES EN ALIMENTOS CON TT ALTERACIONES PREVIAS A ESTERILIZACIÓN Envase cerrado Tiempo prolongado mantenido en espacios calientes Desarrollo de microorganismos de crecimiento rápido Formación de gas, abombamiento Esterilización 5.- ALTERACIONES EN ALIMENTOS CON TT TRATAMIENTO TÉRMICO INSUFICIENTE CAUSAS - Defectos y fallos técnicos - Cálculo erróneo del tratamiento térmico - Alta carga microbiana de la materia prima. ALTERACIONES (Flora termorresistente) - Producción de gases: botes hinchados. - Acidificación : aspecto exterior normal. INVESTIGACIÓN DE LAS CAUSAS - Identificación del organismo responsable. - Revisar materias primas y limpieza - Curvas de distribución y penetración de calor

28 5.- ALTERACIONES EN ALIMENTOS CON TT ENFRIAMIENTO INADECUADO ESTERILIZACIÓN ENFRIAMIENTO A 35-45ºC (Tª adecuada para secado de envases. Evita corrosión.) Evitan termófilos ALMACENAMIENTO A Tª ADECUADA 5.- ALTERACIONES EN ALIMENTOS CON TT RECONTAMINACIÓN POST-ESTERILIZACIÓN A TRAVÉS DE FUGAS Gran importancia económica. Procedencia de los microorganismos: Aire / Agua enfriamiento / superficies (recipientes calientes y húmedos pueden contaminarse si altas cargas microbiológicas en las suturas o golpes mecánicos): Flora muy variada: Bacterias (no esporuladas ) Mohos y Levaduras. Almacenamiento y transporte adecuado de los envases P.ej. Carnes enlatadas enfriadas con agua de río brote de fiebre tifoidea (U.K. 1964). Cl. botulinum en conserva pescado Alaska. 5.- ALTERACIONES EN ALIMENTOS CON TT EFECTO DE LA CLORACIÓN DEL AGUA DE REFRIGERACIÓN EN EL ÍNDICE DE ALTERACIÓN Tamaño envase Producto Latas hinchadas por Agua clorada Agua sin clorar 306x x x x700 Maíz enlatado a vacío Maíz enlatado a vacío Maíz con crema Maíz con crema 0,46 0,39 0,29 1,37 3,44 5,17 1,17 7,80

29 5.- ALTERACIONES EN ALIMENTOS CON TT EFICACIA DE LA DOSIS DE CLORO EN AGUAS DE DISTINTA PUREZA Tiempo de exposición a ppm. de Cl 2 Agua limpia Agua con 1% de tierra estéril 0 minutos 20 minutos 40 minutos 60 minutos ufc/ml 0 ufc/ml 0 ufc/ml 0 ufc/ml ufc/ml ufc/ml ufc/ml 680 ufc/ml 5.- ALTERACIONES EN ALIMENTOS CON TT CIERRE DEL ENVASE Un recipiente cerrado herméticamente es un requisito primordial para la inocuidad de un alimento enlatado, por ello: Rechazar los recipientes con orificios u otros defectos. Control y revisión de las máquinas cerradoras. Comprobar diariamente el estado de los cierres y guardar la documentación con estos datos. 5.- ALTERACIONES EN ALIMENTOS CON TT ALTERACIONES ANALIZADAS POR CNTA: PORCENTAJES / TIPO DE CAUSA DE ALTERACIÓN AÑO Producto Baja Esteriliz. Incipiente Termó filos Postesteriliz. Química Otras ACIDO BAJA ACIDEZ ACIDO BAJA ACIDEZ ACIDO BAJA ACIDEZ ACIDO BAJA ACIDEZ ACIDO * BAJA ACIDEZ ACIDO Total BAJA ACIDEZ

30 5.- ALTERACIONES EN ALIMENTOS CON TT Problemas en alimentos esterilizados correctamente. Calidad y uso del agua: Contaminación por no usar agua tratada (p.e. clorada) durante el enfriamiento. Mal uso de sistemas de re-circulación del agua: Tomate Champiñones Enfriado insuficiente tras: Escaldado producto. Tratamiento térmico. Alteraciones en envases almacenados. Uso de ingredientes contaminados. Cierres y/o envases defectuosos. 5.- ALTERACIONES EN ALIMENTOS CON TT PAUTAS DE CONTROL DE LOS PROBLEMAS MICROBIOLÓGICOS Higiene. Elección de ingredientes que contengan pocas esporas termorresistentes. Cierre correcto de envases. Esquema de esterilización apropiado para el producto, tipo y formato del envase. Controles y registros automáticos del sistema. Uso de agua clorada para el enfriamiento. Manipulación cuidadosa de envases después del procesado. Almacenamiento a temperaturas moderadas. 5.- ALTERACIONES EN ALIMENTOS CON TT

31 6.- CONTROLES MICROBIOLÓGICOS EN ALIMENTOS CON TT 6.- CONTROLES MICROBIOLÓGICOS EN ALIMENTOS CON TT 6.- CONTROLES MICROBIOLÓGICOS EN ALIMENTOS CON TT TERMÓFILOS AEROBIOS Productores de Flat Sour ( agriado plano ): producción de ácido láctico sin producción de gas. No modifican el aspecto del envase. Equipo de la fábrica (escaldadores), el azúcar, el almidón o en el suelo. -B.coagulans ( B.thermoacidurans ) - No crece a ph<4,2. -Termófilo facultativo - La capacidad de B.coagulans para crecer en el jugo de tomate depende del número de esporas presentes, la disponibilidad de O 2 y el ph del jugo -B.stearothermophilus -No crece a ph<5,0. Termófilo obligado

32 6.- CONTROLES MICROBIOLÓGICOS EN ALIMENTOS CON TT TERMÓFILOS ANAEROBIOS - Cl.thermosaccharolyticum Esporulado Produce CO 2, H 2, acidez y olor a ácido butírico ( sin producción de SH 2 ) Tª óptima de crecimiento entre 55-62ºC Conservas de baja acidez Las fuentes de contaminación: esporas del suelo o compuestos utilizados en la preparación, p.ej.: azúcar 6.- CONTROLES MICROBIOLÓGICOS EN ALIMENTOS CON TT TERMÓFILOS ANAEROBIOS -Desulfotomaculum.nigrificans. Producción de ennegrecimiento por SH 2 (causante de la putrefacción sulfhídrica) Esporas menos resistentes que las esporas de las bacterias del agriado plano. Termófilo obligado. Se encuentra en productos de baja acidez como maíz o guisantes. Olor sulfídrico (huevos podridos). No se observa abombamiento 6.- CONTROLES MICROBIOLÓGICOS EN ALIMENTOS CON TT

33 6.- CONTROLES MICROBIOLÓGICOS EN ALIMENTOS CON TT MESÓFILOS: PRODUCCIÓN DE CO 2 + H 2 + PUTREFACCIÓN Clostridium sporogenes Más termorresistente. Alteración en conservas cárnicas 6.- CONTROLES MICROBIOLÓGICOS EN ALIMENTOS CON TT MESÓFILOS: PRODUCCIÓN DE CO 2 + ACIDIFICACIÓN LACTOBACILLUS - Son fuente importante de lactobacilos las superficies de vegetales, el estiércol y los productos de lechería. - Los lactobacilos son interesantes en los alimentos por las siguientes características: Fermentan los azúcares produciendo ácido láctico (uso industrial). La producción de gas y otros productos volátiles perjudica a veces la calidad de algunos productos. Dificultad para crecer en alimentos pobres en vitaminas. Termorresistencia o propiedades termodúricas de algunos lactobacilos. 6.- CONTROLES MICROBIOLÓGICOS EN ALIMENTOS CON TT

34 6.- CONTROLES MICROBIOLÓGICOS EN ALIMENTOS CON TT Gracias por su atención! n! Patricia Ruiz Resp. Dpto. Tecnologías Área Asistencia Técnica Tel Fax