Tratamientos térmicos (TT) por aplicación de calor

Transcripción

1 Tratamientos térmicos (TT) por aplicación de calor Objetivos 1. Conocer algunas ventajas de los TT, sus efectos en los alimentos. 2. Conocer los diferentes TT por aplicación de calor utilizados en la industria agroalimentaria, sus objetivos y usos. 3. Conocer la influencia de la Temp y el tiempo de tratamiento sobre los microorganismos y sobre el los componentes de los alimentos. 4. Conocer los principales equipos utilizados en el TT por aplicación de calor de alimentos. 1

2 Definición general TT por aplicación de calor: -Procesos que mediante la transferencia de calor hacia los alimentos modifican sus características físicas, químicas y/o microbiológicas. Ventajas 1-Simple control de proceso. 2-Capacidad obtener productos estables s/refrigerar 3. Control microbiano 4- Destruye factores antinutricionales 5-Mejor disponibilidad de ciertos nutrientes. 6-Evita cambios indeseables 7-Generación de nuevos productos Efectos de TT sobre componentes de alimentos: 1. PROTEÍNAS: Desnaturalización, inactivación de enzimas, pardeamiento no enzimático. 2. H de C: Hidrólisis de polisacáridos, caramelización de azúcares simples, gelatinización de almidón, pardeamiento no enzimático. 3. LIPIDOS: Hidrólisis y polimerización de TG 4. VIT y MINER: Pérdida de algunas vitaminas y minerales (precipitación, degradación). 5. OTROS: Migración de agua y gases, lixiviación de solutos hidrosolubles. 6. TEJIDOS: Daño de membranas, pérdida de turgencia. Los cambios que tienen lugar y el grado dependen de las condiciones del proceso (T, t) 2

3 TT por aplicación de calor empleados en los alimentos A. Escaldado B. Pasteurización C. Ultra-pasteurización Ultra-pasteurizacion D. Esterilización comercial E. Evaporación F. Deshidratación G. Cocción Horneado Hervido, Freído, Microondas A. Escaldado -TT a temperaturas moderadas ( C) por corto tiempo. -Se utiliza como pre-tratamiento antes de deshidratación, congelación o tratamientos térmicos más enérgicos (esterilización). -Utilizado más frecuentemente en hortalizas. Objetivos: -Primario: inhibir enzimas, que ocasionan cambios indeseables. Peroxidasa y polifenol-oxidasa Amilasa Clorofilasa Lipoxigenasa 3

4 2-Remover gases ablandar tejidos. 3-Resaltar y fijar el color. Ej. Efecto del escaldado en zanahorias. Control Escaldado 1 min Escaldado 2 min Escaldado 4 min Tipos de escaldado -El escaldado puede realizarse Con agua Con vapor Inmersión Aspersión Agua caliente Vapor Costo - + Homogeneidad de tratam. + - Pérdida de comp. solubles + - Vol. de efluentes + - Riesgo de recontaminación + - 4

5 Otras variables de proceso -En productos muy susceptibles a los cambios indeseables se debe escaldar rápidamente o protegerlos adecuadamente. -Para minimizar las pérdidas de firmeza se puede agregar CaCl 2 al agua. -En hortalizas verdes para evitar pérdidas de color se puede agregar NaHCO 3 -Es recomendable realizar un enfriado rápido. Factores que afectan las pérdidas de nutrientes durante el escaldado. Del nutriente Del proceso -Tipo de nutriente. -Temperatura y tiempo de escaldado. -Método de escaldado (vapor-agua caliente). -Método de enfriado. -Relación vol. agua/ vol. producto. Del producto -Anatomía y morfología (rel. sup/volumen, barreras físicas). 5

6 Ej. Efecto del tipo de escaldado en la pérdida de Vit C en coliflor y arveja. Tratamiento Pérdida de vitamina C Coliflor Arveja Escaldado agua/enfriado agua 38,7 15,1 Escaldado agua/enfriado aire 30,6 19,5 Escaldado vapor/enfriado agua 22,2 17,7 Escaldado vapor/enfriado aire 19,0 18,6 Determinación de la eficacia del escaldado y otros TT -La eficacia de los TT puede evaluarse a partir de la evaluación de actividad de enzimas que se inactiven en condiciones similares a las enzimas específicas o microorganismos que se desea controlar. -En el escaldado pueden evaluarse las más termorresistentes que son peroxidasa y catalasa. La primera es la más comúnmente ensayada. 6

7 B. Pasteurización -Tratamiento térmico a temperaturas menores a 100 C. Objetivos: -Destrucción de flora patógena y estabilización del producto logrando la conservación relativamente corta y con mínimas modificaciones sensoriales. -Louis Pasteur quien descubrió que los MO causantes del deterioro de vinos podían controlarse mediante la aplicación de TT. PRODUCTO OBJETIVO 1 OBJETIVO 2 PROCESO MINIMO MÍNIMO Leche Destrucción de MO patógenos Destrucción de MO 63 C, 30 min, deteriorantes 72 C 15 seg Cerveza Destrucción de MO deteriorantes Lactobacillus, Saccharomyces C, 20 min, Jugos Destrucción de Control de MO 63 C 30 min, pectinasas deteriorantes Huevo Destrucción de patógenos Destrucción de MO 64,4 C 2,5 min (Salmonella) deteriorantes Helado Destrucción de MO patógenos Destrucción de MO 65 C, 30 min, deteriorantes 7

8 Efecto del TIEMPO de TT en la supervivencia de MO. Tiempo total de trat. 0 x 2x 3x N de MO sobrevivientes Microorganismos sobrevivientes x 2x 3x Tiempo de tratamiento Tiempo total de trat. (x) 0 N de MO sobrevivientes (y) 1000 x 2x 3x

9 LOG Microorganismos sobrevivientes D Efecto del TIEMPO de TT sobre la supervivencia de MO. Tiempo de reducción decimal (D): es el tiempo necesario para reducir los MO 1 unidad logarítmica respecto al valor original 0 x 2x 3x Tiempo de tratamiento Tiempo de trat. N de MO sobrevivientes LOG MO sobrevivientes x 2x 3x Efecto del TIEMPO de TT sobre la supervivencia de MO. -Da una idea de la resistencia del microorganismo a los tratamientos térmicos. 3 Log MO sobrevivientes 2 D1 D2 MO 2 1 D depende de: 1. Tipo de MO 2. Alimento considerado 3. Temperatura MO 1 Tiempo de tratamiento 9

10 Efecto de la TEMP. TT en la supervivencia de MO tiempo t T -La relación entre tiempo y T de tratamientos no es lineal Temperatura ( C) 90 Pasteurización de leche MO patógenos en leche -Mycobacterium tuberculosis -Brucella abortus Se considera la condición necesaria para eliminar al bacilo de la tuberculosis por ser el MO más resistente. PASTEURIZACIÓN EN LECHE Pasteurización de baja, lenta o discontinua o LTLT Pasteurización de alta, rápida, continua o HTST 63 C 30 min 72 C 15 seg 10

11 Control de la pasteurización La pasteurización puede verificarse por ensayos de detección de enzimas con condiciones de inactivación similares las condiciones del proceso. -Fosfatasa alcalina en leche -α-amilasa en huevo Equipos utilizados en la pasteurización Discontinuos 1. Cuba-tina No envasado 2.Placas TIPO DE PRODUCTO Envasado Continuos Discontinuos Continuos 3.Tubulares 4.Superficie rascada 5. Retortas a presión atmosférica 6.Túneles 11

12 1 Cubas-tinas Ventajas -Bajo costo Desventajas -Discontinuo -Menor homogeneidad -Calentamiento lento Usos: Volúmenes pequeños Leche 2. Intercambiadores de placas -Serie de placas a través de las cuales circula agua caliente y sin entrar en contacto directo con esta el producto a tratar. -Alta eficiencia en la transferencia de calor. -Se busca el flujo turbulento para mejorar la transferencia de calor y homogeneidad. 12

13 Ventajas -Alta eficiencia en la transferencia -Flexibilidad -Fácil limpieza Desventajas -Solo para líquidos no particulados Diagrama de un pasteurizador de placas Filtro Refrigerante Zona de calentamiento Zona de recuperación Zona de refrigeración Leche cruda Válvula de desviación Agua caliente Leche pasteurizada Vapor Vapor 13

14 3. Tubulares -Tubos intercambiadores que reducen la probabilidad de obturaciones. -Utilizado en productos particulados 4. Superficie rascada -Son también tubos que cuentan con agitadores internos (rascadores) que facilitan la transferencia y homogeneidad de tratamiento. Utilizado en productos muy viscosos. 5. Retortas -Discontinuas. 6. Túneles -Continuos. 14

15 C. Ultra pasteurización TT superior a 100ºC por tiempos muy cortos. Asegurar la eliminación de patógenos y con pocas modificaciones en los productos. -Muy utilizado en leche. Tratamiento Envasado aséptico Almacenamiento Vida útil 138ºC 2 s NO Refrigerado d Fundamento de estas técnicas Log tiempo Alteración qca Destrucción de microorganismos Temperatura En la medida que se realizan tratamientos a temp más altas por períodos mas cortos se produce un mayor control microbiano con menores alteraciones en el producto 15

16 D. Esterilización comercial Tratamiento térmico que elimina la TOTALIDAD microorganismos patógenos y TODOS aquellos microorganismos deteriorantes que podrían desarrollar en las condiciones de almacenamiento del producto - El producto no es estéril! -Vida útil mayor de 6 meses Obtención de productos comercialmente estériles Antes del envasado Luego del envasado 1. Procesado aséptico 2. Appertización 2.1. Presión atmosférica prod. ácidos 2.2.Sobrepresión prod. NO ácidos Ej: Leche UHT Ej: tomate Ej: carne 16

17 Procesamiento aséptico -Se basa en la realización de un tratamiento de esterilización comercial en productos no envasados que luego se envasan en condiciones asépticas en envases también esterilizados. -Muy utilizado en leche. -Equipos y procesos similares a los de ultra-pasteurización. Tratamiento Envasado aséptico Almacenamiento Vida útil ºC 2-4 s SÍ T ambiente 6 meses Esterilización comercial de alimentos en envases (Appertización) Para evaluar el TT requerido los alimentos se dividen en 2 grupos: Alimentos poco ácidos (ph >4,5) Alimentos ácidos (ph <4,5) Por qué ph 4.5? -Clostridium botulinum es un MO anaerobio, formador de esporas -Produce una toxina extremadamente potente capaz de causar la muerte BOTULISMO -El valor escogido de 4,5 es un tanto menor al que cepas de Clostridium botulinum son capaces de crecer y producir toxina. 17

18 TT menos enérgico 100 C tiempo variable caso a caso TT más enérgico 121 C tiempo variable caso a caso Calor Ácido Calor Calor Bacterias (forma vegetativa) Esporas Bacterias (forma vegetativa) Esporas Damasco Pera Ananá Chucrut Frutilla Tomate Zanahoria Pimiento Remolacha Pescado Arveja Champignon Choclo Espinaca Alcaucil Carne ph 3.0 ph 4.5 ph 7.0 Alimentos de bajo ph Alimentos de alto ph El tratamiento térmico depende de: 1-La resistencia térmica y/o Capacidad de desarrollo del microorganismo blanco. Microorganismo Alimento (ácido- no ácido) 2-Transferencia de calor Pruebas de proceso: -Agitación -Envases (tño, material). -Condiciones de la retorta -Alimento (viscosidad, k) Resulta fundamental para validar un proceso controlar la temperatura real a la que llega el producto y el tiempo en el que esta se mantiene. 18

19 Zonas frías : Conducción Convección Independientemente del caso los sensores de temperatura para verificar el proceso deben colocarse en la zona mas fría del recipiente. Equipos usados en la Appertización No envasado 1. Envasado aséptico TIPO DE PRODUCTO 2. Retortas sin agitación 3. Retortas con agitación Envasado 4. Autoclaves hidrostáticas 19

20 1. Envasado aséptico Intercambiador para calentamiento Intercambiador para enfriamiento Tanque de almacenamiento aséptico Tanque de producto Esterilizador de envases Bomba Llenadora aséptica Procesamiento aséptico Ventajas -Menor tiempo dett (Calidad de producto) -Proceso es independiente del envase -Empaque más barato Desventajas -Costo 20

21 2. Retortas sin agitación Venteo -Largos tiempos de proceso Controlador T y P Vapor Agua de enfriado Drenaje 3. Retortas con agitación -Mejor transferencia de calor. -Menor tiempo de tratamiento. -Menor daño sobre el producto 21

22 4. Autoclaves hidrostáticas Cámara de tratamiento Columna de agua Columna de agua Altura hidrostatica -La altura de la columna de agua determinan la presión en la cámara de tratamiento y con ello la temperatura de TT. -Continuas -Alto costo Si bien ciertos tratamientos térmicos (pasteurización, esterilización) son una herramienta de utilidad para el control de microorganismos de ningún manera debe renunciarse a intentar reducir las prácticas higiénicas de elaboración y procesamiento. 22