PRINCIPIOS BÁSICOS REFRIGERACIÓN Y MICROBIOLOGÍA

Transcripción

1 PRINCIPIOS BÁSICOS DE REFRIGERACIÓN Y MICROBIOLOGÍA Porque Necesitamos Frío Industrial 22 de Marzo de 1999 Preparado para la Convencion del IIAR Dallas, Texas Walter Gameiro, PhD ME Ing. Frigorista IIAR - Washington, D.C. U.S.A EFRIARC - Lisboa, Portugal IIF - Paris, Francia SAIRAC - Johannesburg, RSA

2 CONCEPTOS GENERALES FRÍO INDUSTRIAL Y LOS PRODUCTOS ALIMENTARIOS Hay tres formas básicas de conservar productos alimentarios. < Por medio de calor, matando a los microorganismos contenidos en su estructura. < Por secado o ahumado, reduciendo la cantidad de agua en la estructura para retardar el desarrollo de los microorganismos. < Por frío, reduciendo el metabolismo de los microorganismos en la estructura y garantizando un aumento en los valores de PSL (Practical Storage Life) o sea la Vide de Almacena Practica. Sobre estes fenómenos se deberá saber lo siguiente: El papel del frío en la conservación de los productos alimentarios es muy importante. para comprenderlo es preciso conocer las causas de sus alteraciones y las razones de algunas temperaturas típicas empleadas en la industria. Hay dos tipos de productos básicas a conservar; los que siguen vivos, como los frutos, vegetales y los huevos durante su conservación por medio del frío y los que aunque no estén vivos en si mismos permanece sometidos después de la muerte del animal, a la influencia, por unta parte de las diastasas o de enzimas, y por otra parte a la acción de los microorganismos que proceden del exterior, como los productos de origen cárnico, pescado, los productos lácteos y platos cocinados. Los productos alimentarios son substancias biológicas, o sea, derivados de seres vivos, vegetales o animales, formados por pequeñas células, porciones de materia que componen los tejidos. De una forma simple hay fracciones mayores, y otras mucho menores. Las tres mayores son las proteínas, los lípidos (gorduras) y los glúcidos (azúcares y harinas). 1. Las proteínas son responsables por nuestra propia masa muscular. 2. Los lípidos y glúcidos son proveedores de energía tanto para las actividades internas del organismo como para la actividad exterior. 3. Las fracciones menores son las vitaminas y sales minerales que son muy importantes y esenciales a la vida aunque se encuentren en los alimentos en porciones muy pequeñas. Además, todos los alimentos tienen agua en su composición, en mayor o menor cantidad, factor este que es muy importante puesto que lo contenido de agua en un producto va influenciar muchísimo su capacidad de conservación porque la actividad microbiana solamente se desarrolla en un ambiente acuático. Los alimentos de bajo contenido de agua, como los cereales se conservan por mucho tiempo sin tratamiento especial, precisamente porque los microbios no pueden utilizar a la agua par desarrollo de sus colonias. Por esta razón una de las formas mas antiguas de conservación de los alimentos C:\DOCUMENTS AND SETTINGS\WGAMEIRO\DESKTOP\MY WORK DOCUMENTS\PHI\PAPERS\COMIDA1.DOC Página 1

3 consiste en su secado rápido por acción de la sal, del sol o del ahumado, disminuyendo su contenido de agua antes que los microbios tengan tiempo de actuar. Los productos alimentarios en los cuales el frío es su proceso típico de conservación tienen contenidos de agua desde 50% hasta los 95%. Por acción de las bacterias, hongos y levaduras, sobre las proteínas ocurre el podrecimiento caracterizado por amojamiento libertando liquido viscoso y olor nauseabundo. Puede todavía existir alteración de color con tonalidades verdinas. Los productos alimentarios que mas sufren son la carne y el pescado precisamente porque son los mas ricos en proteínas. En caso de los microorganismos actuaran sobre los glúcidos y van a producir fermentación con su olor característico ácido y su sabor ácido o alcohólico, sobretodo en los alimentos vegetales ricos en azúcares y en la leche. Los lípidos son responsables por la ranciedad notable por su olor característico, alteración de color de las gorduras, generalmente amarillo y de su sabor acre o metálico, fenómeno muy frecuente en las carnes con mucha grasa, mantequilla o vegetales ricos en aceite. Esta alteración es la mas difícil de evitar puesto que pude ocurrir mismo a temperaturas de -4ºF (-20ºC). La temperatura de los productos y sobretodo la rapidez de su aplicación tiene grande influencia en el desarrollo de todos los microorganismos o enzimas. Ambos serán destruidos por latas temperaturas y por lo tanto los productos alimentares colocados dentro de latas o frascos después de ser sometidos a fuerte calentamiento se conservan por mucho tiempo en buenas condiciones. Tanto las enzimas propios de los alimentos como los microbios serán eliminados a una temperatura coincidente considerada óptima para esta operación. Cuando intentamos controlar su comportamiento a bajas temperaturas no hay coincidencia entre microbios y enzimas. Los primeros cesarán toda la actividad entre 23ºF (-5ºC) y 14ºF (-10ºC), todavía los enzimas se cree que su actividad es prácticamente nula sobre -22ºF (-30ºC). Resumiendo, la acción del frío sobre los productos alimentarios resulta de proporcionar condiciones no favorables a la actividad microbiana o enzimática. La conservación por frío sera mas larga cuanto mas baja sea su temperatura. Cuando se conservan alimentos a muy bajas temperaturas siempre ocurre una perdida de calidad que se agrava con el tiempo de conservación, por lo tanto, no es difícil comprender la primera regla básica de frío: El Frío Industrial Solamente se Debe Emplear a Alimentos de Muy Buena Calidad Es un error muy grande, reservar para congelación productos alimentarios retrasados esperando que su calidad mejore. C:\DOCUMENTS AND SETTINGS\WGAMEIRO\DESKTOP\MY WORK DOCUMENTS\PHI\PAPERS\COMIDA1.DOC Página 2

4 CONSERVACIÓN DE REFRIGERADOS Y CONGELADOS La conservación de productos refrigerados trata de conservarlos a baja temperatura pero siempre a temperatura positivas por encima de 32ºF (0ºC). Variando de producto a producto la conservación no sobrepasa en la mayoría de los casos las tres semanas. El proceso mas simple de conservar alimentos refrigerados es empleando hielo. En algunas productos como el pescado puede mezclarse el hielo directamente, a otros es preferible colocarselo (al producto) dentro de saquetes plásticas y mezclarselas con hielo. El proceso mas común es todavía la cámara frigorifica. Para casos de algunos frutos como sean la manzana y la pera es posible de reducir a los metabolismo de tal clase que se pueden conservarlas hasta seis meses en frío o mas cuando se altera a la composición del aire dentro de la cámara, y toma el nombre de Atmósfera controlada. Ademas, la temperatura es solamente uno de los datos. Dentro de una cámara frigorifica hay que tener en cuenta la humedad relativa del aire y su velocidad. Si la velocidad es demasiado baja no es posible mantener una temperatura uniforme en toda la cámara, pero si es demasiado alta estaremos promoviendo a una mayor evaporación de agua en los productos conservados. Si la humedad es demasiado baja promoveremos a la evaporación pero si es demasiado alta podremos estar desarrollando algunas bacterias sobretodo en los productos cárnicos. Es fundamental enfriar a los productos los mas rápidamente que sea posible antes de someterlos a la conservación. Vease en el ejemplo siguiente como van a evolucionar las colonias de bacterias (Bacilo Achromobacter) según diferentes temperaturas de conservación en un producto cárnico: Temperatura > 20ºC (68ºF) 4.3ºC (40ºF) 0ºC (32ºF) Día 0 10,000 10,000 10,000 bacterias Día 1 100,000, ,000 48,000 Día 2 10,000,000,000 5,000, ,000 Día ,000, ,000 Día ,000,000,000 5,000,000 Día ,000,000 C:\DOCUMENTS AND SETTINGS\WGAMEIRO\DESKTOP\MY WORK DOCUMENTS\PHI\PAPERS\COMIDA1.DOC Página 3

5 La congelación consiste en transformar toda (o casi) la agua de un producto en hielo. El contenido de agua en los productos alimentarios es muy variable pero los que habitualmente se congelan (carne, pescado, vegetales, comidas cocinadas, etc.) siempre es muy alta. Cuando se congela agua de un producto siempre se liberta una gran cantidad de energía térmica, (144 BTU/Lb), (80 Kcal/Kg) que tiene que ser absorbida en el evaporador cuando el Refrigerante Frigorigeno cambia de estado (liquido a gas). Cuando se congela un producto, tiene que ser enfriado desde la temperatura a la cual entro en el congelador, hasta su punto de congelación, habitualmente 28ºF (-2ºC), liberando una cierta cantidad de calor (sensible). Después, llegando sobre su punto de congelación va liberar la mayor cantidad de calor sin que cambie su propia temperatura mientras que la instalación trata de sacar su calor latente y finalmente va a enfriarse (sensible) desde su punto de congelación hasta la temperatura a la cual nosotros daremos como terminado el proceso de congelación. La cantidad de energía (latente) liberada para cambiar el estado físico de la agua es muchísimo mayor que las dos energías de enfriamiento (sensible), y este hecho marca la diferencia que hay entre un aparato congelador y u una cámara de conservación de productos congelados. CONGELACIÓN RÁPIDA La agua que se encuentra en los productos alimentarios es parte integrante de sus células. si nosotros congelamos lentamente a un producto, la agua se separa de la proteína congelandose fuera y formando grandes cristales de hielo. Cuando ocurre el derretimiento, la proteína celular no logra fijarse de nuevo al agua que pasa al estado liquido, sale del producto que se quedara seco sin sabor y sin valor nutritivo. Por lo tanto, se desea una paso rápido de la agua del estado liquido al solido para que sean formados muchos pero muy pequeños cristales de hielo, colocados por toda la célula y que por eso cuando ocurre el derretimiento no habrá danificaciones en la célula. Por eso, nosotros empleamos hoy en dial a congelación rápida donde la temperatura del producto cambia muy rápido de los -2ºC a los -5ºC puesto que es dentro de estos limites que ocurre la formación de cristales de hielo y así se logra garantizar la formación de cristales muy pequeños. Pero no es solamente una baja rápida en esta zona de temperaturas que determina una buena congelación. Como hemos visto, la actividad microbiana empieza cuando el alimento es producido, o, la res, cerdo, o pollo esta muerto (Rigor Mortis); puede constatarse que en algunos casos esta actividad se mantiene hasta los 14ºF (-10ºC) y la actividad en4imática solamente sobre los 0ºF (-18ºC) se reduzca para niveles que permitan una conservación de congelados de larga duración. Por lo tanto es absolutamente necesario de aplicar el frío rápidamente después de la cosecha (si es vegetal) o después de lo sacrificio (si es cárnico) o de la captura (si es un pescado). Las temperaturas típicas para una congelación rápida comercial, hoy en día estarán seguramente entre los -31ΕF (-35ºC) y los -40ºF (-40ºC), conforme al producto, su espesor y embalaje, o la velocidad que se requiere para la congelación. En los congeladores de placas la temperatura típica es el -35ºF (-37ºC). C:\DOCUMENTS AND SETTINGS\WGAMEIRO\DESKTOP\MY WORK DOCUMENTS\PHI\PAPERS\COMIDA1.DOC Página 4