Desarrollos de Innovación en la industria alimentaria Inés Echeverría iecheverria@cnta.es Directora Área I+D+i Centro Nacional de Tecnología y Seguridad Alimentaria CNTA España Seminario Miércoles del Exportador PromPerú 18 de octubre de 2017 Lima, Perú
Historia de CNTA 1981 nace CNTA por iniciativa de la Asociación de Industrias de Conservas Vegetales del Valle del Ebro para contribuir al desarrollo y a la innovación de las empresas alimentarias 1991 es Centro Técnico Nacional de Conservas Vegetales 2003 pasa a ser el Centro Nacional de Tecnología y Seguridad Alimentaria CNTA y a ofrecer soluciones tecnológicas a todo el sector agroalimentario 2013 CNTA abre una filial en Perú
Misión, Visión y Valores renovados Misión Mejorar la competitividad y la calidad del sector alimentario Visión Ser la referencia nacional para la industria agroalimentaria en tecnología y seguridad alimentaria Valores Anticipación Excelencia tecnológica Compromiso Orientación a resultados
CNTA 2016 272 socios 591 clientes 863 empresas Confían en CNTA 20 53 60 Proyectos de captación de conocimiento Proyectos de I+D para empresas Acciones de formación 120 profesionales de alto nivel 70% mujeres 56.800 Informes de servicios tecnológicos para empresa Ingresos 2016 7.359.625 (+7%) Sede en San Adrián (Navarra, España) Filial en Perú
Requisitos alimentos Seguridad Alimentaria Características Organolépticas Características Hedónicas CALIDAD Conveniencia y Practicidad Atributos de valor (respecto al medio ambiente, desarrollo sostenible) Calidad Nutritiva y Saludable
Cómo conseguimos un producto de calidad? Control de la contaminación microbiológica y química = Seguridad alimentaria Buenas prácticas de producción (en el campo) + Buenas prácticas de elaboración Aplicación de barreras en el proceso y en el producto: desinfección, temperatura, bajar aw, bajar ph, adición de conservantes, composición de la atmósfera Aplicación de tecnologías/procesos/estrategias alternativos que consigan/mejoren la seguridad del producto y aporten un valor añadido respecto a las características organolépticas, nutricionales, vida útil, practicidad, etc. Tecnologías no térmicas: alta presión hidrostática, Pulsos eléctricos de alto voltaje, ultravioleta, ultrasonidos, luz pulsada, plasma frío, radiación ionizante Tecnologías térmicas: microondas, radiofrecuencia, calentamiento óhmico Tecnologías de envasado: envasado activo Conservantes/desinfectantes alternativos: conservantes naturales, alternativas al cloro,
Tecnologías innovadoras Altas presiones hidrostáticas Pulsos eléctricos de alto voltaje Ondas electromagnéticas: o Microondas / Radiofrecuencias o UV o Radiaciones ionizantes Envasado bajo atmósfera protectora Envase activo Antimicrobianos / Conservantes alternativos
Alta presión hidrostática Someter al alimento a la acción de presiones hidrostáticas (agua) comprendidas en el rango de 400 a 600 MPa durante un periodo de tiempo de varios minutos Se logra la inactivación de microorganismos vegetativos patógenos y alterantes. Los esporos son un factor limitante. Pasteurización fría Productos de mayor seguridad y vida útil No afectadas moléculas pequeñas: aminoácidos, vitaminas, pigmentos, responsables de la calidad sensorial y nutricional Productos de mayor calidad sensorial y nutricional Inactivación variable de la actividad enzimática Modificación de la estructura tridimensional de moléculas grandes y complejas (proteínas, almidón) Tratamiento de productos sólidos y líquidos, envasados en material flexible
Alta presión hidrostática Incremento de la vida útil, sin alteraciones sabor ni color Mantenimiento de color, aroma, sabor y vitaminas Desnaturalización proteinas hipoalergénicas en arroz Destrucción de patógenos: Listeria, Salmonella, coliformes, etc Estabilización de productos sin aditivos o de bajo contenido en sal Fuente: Hiperbaric
Pulsos eléctricos de alto voltaje Aplicación intermitente de campos eléctricos de alta intensidad (1-70 kv/cm) a un material colocado entre dos electrodos de una duración de µs. + - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + Ec < E Reversible Ec > E Irreversible Se logra la inactivación de mohos y levaduras, microorganismos patógenos y alterantes, según la intensidad y la temperatura del tratamiento. No inactiva esporos. Pasteurización fría No afectadas moléculas pequeñas: aminoácidos, vitaminas, pigmentos, responsables de la calidad sensorial y nutricional Productos de mayor calidad sensorial y nutricional No inactiva la actividad enzimática Fuente: Universidad Zaragoza Tratamiento de productos líquidos previo al envasado
Fuente: DIL Pulsos eléctricos de alto voltaje
Ondas electromagnéticas Onda electromagnética: una combinación de campo eléctrico y magnético que se propaga transportando energía ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO A mayor longitud de onda, menor frecuencia y menor energía El calentamiento mediante radiofrecuencias está en el rango de 1-100 MHz Las microondas se encuentran en la zona media del espectro, con l entre 1 m y 1 mm El ultravioleta se sitúa entre los 400 y 10nm. La irradiación ionizante es un tratamiento de alta frecuencia: 10 20 Hz, con una longitud de onda del orden de picómetros
Microondas, Radiofrecuencias Aplicación de una radiación no ionizante (no modifican la estructura electrónica del material), para generar calor interno. La onda es absorbida y dipolos vibran y rotan en la frecuencia de la onda y/o se desplazan iones, produciendo energía térmica en todo el seno del materia, básicamente por fenómenos de fricción a nivel atómicomolecular Inactivación de microorganismos patógenos y alterantes vegetativos y esporulados, según la intensidad de tratamiento. Pasteurización y Esterilización por calor Elevada velocidad de calentamiento, reducido tiempo de tratamiento Mejor conservación de las características organolépticas y nutricionales Inactivación de la actividad enzimática Tratamiento de productos sólidos y líquidos, pre y postenvasado
Microondas, Radiofrecuencias Atemperado / descongelación Tratamientos de pasteurización a alta temperatura y tiempos cortos y UHT: leche, nata, yogur, salsas, purés, alimentos infantiles, pulpas de frutas, sopas con particulados, etc. Pasteurización de alimentos envasados Secado/deshidratación Fuente: WSU Fuente: Bi elle Microwave Engineering Company
Ultravioleta Aplicación de luz UV de onda corta (200-280 nm) Inactivación de microorganismos patógenos y alterantes vegetativos y esporulados, incluidos virus según la intensidad de tratamiento. Higienización, Pasteurización y Esterilización fría Poca capacidad de penetración. La turbidez debido a la presencia de compuestos en suspensión produce zonas de sombras y limita el acceso de la radiación reduciendo la eficiencia. Tratamiento de agua y líquidos (según turbidez) Higienización de superficies: descenso de carga microbiológica en la superficie de frutas y hortalizas, sin impacto en características sensoriales dependiendo del producto. Aumento de vitamina D Tratamiento de productos sólidos y líquidos
Ultravioleta Fuente: WSU Fuente: Sanuvox
Radiación ionizante Exponer el producto a una radiación ionizante (desplazamiento de los electrones fuera de sus orbitas habituales en la corteza de los átomos) durante un cierto lapso de tiempo. - Rayos gamma: fuente radioactiva - Haz de electrones acelerados (radiación Beta) Tratamiento de productos sólidos. Obligación de etiquetado Inactivación de microorganismos patógenos y alterantes vegetativos y esporulados, según la intensidad de tratamiento. Dosis Baja (hasta 1 kgy): demorar los procesos fisiológicos, como maduración y senescencia de frutas frescas y vegetales, y para controlar insectos y parásitos Dosis Media (hasta 10 kgy): es usada para reducir los microorganismos patógenos y alterantes Dosis Alta (superior a 10 kgy): es usada para la esterilización, p.e. de especias Higienización, Pasteurización y Esterilización fría El efecto sobre las características sensoriales depende del tipo de alimento y la intensidad del tratamiento
Envasado bajo atmósfera protectora Interés por productos listos para consumir Interés por productos frescos (sensorial) Interés por productos naturales (nutricional) VIDA ÚTIL ADECUADA ENVASADO EN ATMÓSFERA PROTECTORA Generación de un ambiente gaseoso óptimo para la conservación del producto Permite tener cierto control sobre las reacciones químicas, enzimáticas y microbianas responsables del deterioro de los alimentos NO ES UN TRATAMIENTO LETAL
Envasado bajo atmósfera protectora Atmósfera controlada - Se introduce un gas o mezcla de gases - Control constante durante almacenamiento Clasificación Vacío - Se extrae por completo el aire del envase - No se introduce un gas o mezcla de gases - Sin control durante almacenamiento Atmósfera modificada - Se extrae el aire del envase - Se introduce un gas o mezcla de gases - Sin control durante almacenamiento
Envasado bajo atmósfera protectora Gas % Oxígeno 20,98 Dióxido de Carbono 0,04 Nitrógeno 78,06 Otros (Ar, Ne) 0,92 Principales gases utilizados en el envasado en atmósfera modificada -Promueve reacciones de oxidación - Inhibe crecimiento patógenos y alterantes anaerobios estrictos - Mantiene metabolismo producto - Mantiene color rojo carnes frescas -Muy eficaz frente a bacterias aerobias Gram negativas (Salmonella, E.coli) y mohos - Eficaz frente a Gram positivas (S.Aureus) y levaduras -Poco eficacia frente a C. perfringens, C. botulinum y L. monocytogenes - Generan bacterias acido-lácticas -Las atmósferas que contienen exclusivamente nitrógeno se denominan atmósferas inertes porque no inhiben de forma directa la proliferación microbiana. -El principal inconveniente de estos ambientes gaseosos es el riesgo de crecimiento de microorganismos anaerobios.
Envasado bajo atmósfera protectora Fuente: Ulma Packaging
Envase activo Envase al que se adicionan elementos activos que ceden o absorben sustancias que alteran de forma dinámica las condiciones del sistema alimento-envaseentorno, extendiendo la vida útil del alimento -en el interior del envase (bolsas, cartuchos, tapones, etiquetas) -aplicado al envase por recubrimiento -incluido en el material del envase: Sistemas Absorbedores: Oxígeno, Humedad, Exudados, Dióxido de carbono, Etileno, Olores (siempre y cuando las sustancias no sean indicadoras de deterioro) Sistemas Generadores: CO2, liberadores de agentes antimicrobianos y/o antioxidantes (quitosano, aceites esenciales, ácidos orgánicos, Ag) Aumento de la vida útil por inhibición/disminución de los procesos de alteración
Envase activo Absorbedores de etileno Absorbedores de oxígeno
Higienizantes/Conservantes alternativos Uso de sustancias con poder antimicrobiano (inactivación o inhibición) que impidan la contaminación, alarguen vida útil, provoquen menos residuos, sean mejor percibidos por el consumidor, etc. Antimicrobianos naturales alternativos a los conservantes tradicionales (sorbatos, benzoatos, ácidos orgánicos): efectivos (con sus limitaciones), pero preocupación por el rechazo creciente del consumidor Extractos vegetales Aceites esenciales Péptidos (nisina) Sistemas enzimáticos Antibióticos naturales Lisozima Cultivos protectores Quitosano Acción antimicrobiana variable Necesidad de aprobación para uso como aditivo alimentario
Higienizantes / Conservantes alternativos Uso de sustancias con poder antimicrobiano (inactivación o inhibición) que impidan la contaminación, alarguen vida útil, provoquen menos residuos, sean mejor percibidos por el consumidor, etc. Desinfectantes alternativos al cloro: el cloro es el desinfectante más utilizado en la higienización de agua en contacto con alimentos por efectividad, coste y fácil aplicación. Pero: Riesgos para la salud (THMs, debido a la reacción del cloro con la mat. orgánica del agua) Alertas alimentarias por presencia de cloratos y percloratos en alimentos Riesgos medioambientales (asociados al vertido de aguas) Ácido peroxiacético Peróxido de hidrógeno Ozono Dióxido de cloro Agua electrolizada Higienización microbiológica del agua similar a la del cloro Mejores resultados en cuanto a la generación de residuos La mejor alternativa y dosis depende significativamente de las características del agua y su uso
Gracias por tu tiempo y atención