Teóricos Procesos Biotecnológicos I Operación Unitarias de Conservación. Esterilización. Clase 10. Esterilización

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1 Teóricos Procesos Biotecnológicos I 2015 Operación Unitarias de Conservación Esterilización Clase 10 Esterilización destrucción o eliminación de cualquier tipo de vida microbiana incluyendo las formas esporuladas de hongos y bacterias. Significa el nivel más alto de seguridad y, por tanto, de letalidad 1

2 Metodos de esterilización Fisicos Químicos Fisicos-Químicos Luz Calor Radiación Filtración Liquidos: UV Ionizante No ionizante Membranas Vidrio sinterizado Aldehidos Halogenos Agua oxigenada Detergentes Calor seco Aire caliente Flameado Luz IR Calor Humedo Vapor a 120 C Ebullición Gases: Formaldehido Oxido de etileno Luz UV Radiación con emisión de energía desde 300 nm en adelante Cómo actua? Produce cambios irreversibles en el DNA La luz Uv no destruye las esporas 2

3 Calor Húmedo (vapor) 120ºC Seco Cómo actua? Desnaturaliza en forma irreversible macromoléculas: DNA y proteínas Destruye las esporas Es el método mas empleado en Procesos Biotecnológicos, simplemente se hace pasar vapor a 120 C (2-4 atm) Calor Humedo: Fue la primera Operación Unitaria aplicada para conservar alimentos mediante calor (sin saber porqué) Mientras Napoleón se preparaba para su campaña contra Rusia, ofreció un premio de 12,000 francos. Nicolás Appert, fabricante de dulces, fue premiado por su descubrimiento en Inglaterra: 1811 cambio los frascos de vidrio por contenedores de hierro (enlatados de carne) En 1810, Peter Durand Cubrió las latas de hierro, que eran propensos a la oxidación, con un recubrimiento delgado de estaño (que no se vea perjudicado por el agua), e inventó la "lata". 3

4 Radiación Rayos gamma: -alto contenido de energía (Co 60 ) -son difíciles de controlar se emiten en todas direcciones. -un producto se puede empaquetar primero y después esterilizar. Rayos catódicos (Radiación con haz de electrones): - Se usan para material quirúrgico, medicamentos y otros materiales. - se puede esterilizar después de empaquetado. 4

5 Filtración Emplea filtros de poro 0,2 a 0,45 µm En que sistemas se emplea? Líquidos que no se pueden calentar: Medios de cultivos Soluciones de macromoléculas Metodos químicos de esterilización Liquidos: Aldehidos Halogenos Agua oxigenada Detergentes H 2 O 2 glutaldehido Gases: Formaldehido Oxido de etileno Oxido de etileno Detergentes: cloruro de benzilalconio 5

6 6

7 La eliminación de microorganismos en alimentos TYNDALIZACION cuando las sustancias no pueden calentarse por encima de 100 C Consiste en el calentamiento del material de 80 a 100 C hasta 1 hora durante 3 días. Las esporas resistentes germinarán durante los períodos de incubación y en la siguiente exposición al calor las células vegetativas son destruidas Pausterización Objetivos: es reducir la cantidad inicial de micro organismos. - es una aplicación de calor suave, -de manera que no se modifiquen las propiedades del producto - a diferencia de la esterilización por calor, que es un tratamiento mucho más agresivo. 7

8 Tipos de pasteurización LTH (low temperature holding): (también se denomina VAT Pasteurization) 62 C por tiempos largos hasta 30 minutos. - se emplea para tratamiento de alimentos envasados, por ejemplo: salsa de tomate, mermeladas y todo alimento que se expende en lata. Para el caso de la leche: HTST 8

9 UHT (ultra high temperature): leche, se suele llegar a 125 C, (presión 2-4- atm) durante 2 segundos, esta es la que se emplea en la leche que consumimos, ya sea fresca o larga vida. - Esta última tiene a su vez un proceso denominado de micronización, en donde se logra que todos los glóbulos de grasa tengan un tamaño uniforme, lo cual le da más estabilidad Las variables que caracterizan un proceso de esterilización Cinética de muerte microbiana N o número inicial de microorganismos N = k t N 0 t = N = N e o log N N D T o = k t = kt N log N o k log (N / No) 60 C t es el tiempo necesario para reducir al 10 % la cantidad inicial de microorganismos 50 C 37 C tiempo 9

10 tiempo de termo destrucción: D T [ D T ] segundos o minutos DEPENDE DE: tipo de micro organismo condiciones del medio: ph, temperatura, nutrientes del medio z, incremento en la temperatura ( C) necesarios para que el valor D T se reduzca a la décima parte del inicial. z es una medida de la labilidad que posee un micro organismo frente al cambio de temperatura 10

11 OTRAS VARIABLES EMPLEADAS PARA UN PROCESO GLOBAL DE CALENTAMIENTO Tiempo de calentamiento t cal Tiempo de retención t ret Tiempo de enfriamiento t enf. 100 Temperatura ( C) calentamiento Temperatura de esterilización deseada t hd enfriamiento Número de microorganismos viables N o t hd N f tiempo tiempo Muerte microbiana = (k cal + k ret. +k enf.) ESTERILIZACION QUÍMICA CINETICA DE LA ESTERILIZACION QUÍMICA DOSIS LETAL 50 D T es la concentración mínima de un sustancia necesaria para reducir en un 50% la población de mico organismos. D T dependerá del tipo de microorganismo 11

12 Equipos para esterilizar Autoclave estufa de aire seco filtro de 0,2 µm de poro Luz UV vapor a 120 C cámara de óxido de etileno Equipos de pasteurizacion de leche 12

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