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Nutrición y Bromatología

ALTERACIONES Y METODOS DE CONSERVACIÓN DE ALIMENTOSALTERACIONES Y METODOS DE CONSERVACIÓN DE ALIMENTOS

TemarioRol del agua. Actividad acuosa y estabil idad de alimentos. Concepto de movilidad molecular. Transiciónvítrea. Principales reacción físicas, químicas y biológicas que conducen a la alteración delos alimentos. Tipos de reacción, componentes involucrados, efectos producidos.Métodos físicos. Métodos de conservación térmicos. Deshidratación y concentración. Descripción del proceso. ariables involucradas.Transferencia de calor y materia. Almacenamiento en estado deshidrato. !fectos sobre lavida media y calidad del producto.Pasteuri"ación y esterili"ación. Descripción de cada proceso, variables que intervienen.Definición y determinación e#perimental de los par$metros D, % y &. !fectos sobre la vidamedia y calidad del producto.'efrigeración. Congelación, almacenamiento en estado congelado y descongelación.Dehidrocongelación. (iofili"ación. Descripción de cada proceso, variables involucradas,etapas. !fectos sobre la vida media y calidad del producto.

Métodos de conservación no – térmicos. Altas presiones, pulsos lumínicos, campos el)ctr icos pulsados, campos magn)ticos,irradiación, ultrasonido. Atmósferas modificadas y controladas. *)todos combinados.Descripción de cada proceso. !fecto sobre el crecimiento de microorganismos. !fectossobre los componentes de los alimentos. *)todos químicos. &ermentación, salado,ahumado, agregado de preservadores. Descripción de cada m)todo. !fecto sobre lascaracterísticas del producto.

Rol del aguaPreguntas1 Defina actividad acuosa en t)rminos de presión parcial, humedad relativa deequilibro y relación molar. +ndique las variables que afectan la actividad acuosa. -u)

m)todos conoce para su determinación, descríbalos. -u) es una isoterma de sorción /desorción Cómo correlaciona la estabilidad de un alimento con la actividad acuosa! Detalle las principales vías de deterioro de un alimento. +ndique las principalesreacciones endógenas que puede sufrir los hidratos de carbono, lípidos, proteínas yvitaminas que pueden conducir al deterioro de un alimento. !specifique las principalesreacciones en"im$ticas que afectan la calidad de un alimento." +ndique las principales reacciones físicas y químicas que conducen a la alteraciónde un alimento inducidas por las variables de proceso o del medio.# -u) efecto tiene el crecimiento microbiano sobre la calidad de un alimento$ Defina transición vítrea. Describa el diagrama de estado correspondiente a unsistema binario agua0sacarosa, describa lo que ocurre en cada región del diagrama.Cómo determinaría la temperatura de transición vítrea de un compuesto Cómo

correlación el concepto de transición vítrea con la estabilidad de un alimento

Pro%lema1na industria desea elaborar un alimento a base de leche concentrada y man"anastro"adas deshidratadas. (a leche se concentró mediante un tratamiento t)rmico a 2234C.Por otro lado las man"anas tro"adas se deshidrataron en lecho fluidi"ado hasta uncontenido de humedad de 25 6. !l contenido de agua de las man"anas frescas es 78 6.9e determinó la composición de la leche de partida, obteni)ndose los siguientesresultados: hidratos de carbono ; 6< lípidos =,7 6, proteínas >6 y ceni"as: 3,; 6. (amisma se concentró =,; veces. Tanto las materias primas como las muestras procesadasfueron almacenadas a 23 ?C.a& -u) conclusiones e#trae de las f iguras A a &

Facultad de Ciencias Exactas – UNLP Area Bioquímica y Control de Alimentos 1


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%& i Cu$les serían las alteraciones a las que estarían e#puestas la leche y las man"anas



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@materias primas, la leche concentrada y las man"anas deshidratadas ii Cu$l sería la alteración limitante para la conservación de cada uno de ellosCómo conservaría este producto con el fin de aumentar su vida media'& 9i se modifica la temperatura de almacenamiento de las muestras, la situación seríaequivalente a la discutida previamente Bustifique su respuesta.d& !n esta segunda situación, a efectos de verificar la reacción limitante de la vida mediaen los cuatro alimentos antes mencionados, emplearía las mismas isotermas desorción Bustifique su respuesta.

Man(ana) Cortada en rodaas y secada al aire @8,84C. a desorción< b adsorción. Temperatura234C

Le'*e) (eche desgrasada secada @desorción: leche desgrasada, secada por spray, e#puesta a52,54C durante >3 min antes de la determinación de la isoterma a diferentes temperaturas: a2,4C< b 234C< c >34C< d >,74C

Tratamientos t+rmi'os de 'onser,a'i-n de alimentosPreguntas1 +ndique las variables que debe definir para deshidratar un alimento. Detalle losprocesos de transferencia de calor y materia que ocurren durante el proceso.

! Erafique la variación del contenido de agua del alimento durante el proceso dedeshidratación. Cómo define la velocidad de secado -u) entiende por período develocidad constante y período de velocidad decreciente durante el proceso de secado" Describa los procesos que se ponen en uego en la deshidratación. Detalle el tipo dereacciones que pueden sufrir los componentes mayoritarios de un alimento durante elproceso de deshidratación y posterior almacenamiento.# Describa el proceso de liofili"ación. -u) cambios físicos yFo químicos sufre elalimento Cu$les son sus ventaas y desventaas !n qu) alimentos lo utili"aría$ +ndique en qu) consisten y cu$l es la finalidad de los tratamientos t)rmicos deesterili"ación, esterili"ación comercial, pasteuri"ación y escaldado.. -u) es el valor de esterili"ación 9 -u) significado físico tiene este valor Por qu) se utili"a un 9G2= para Clostridium botulinum y un 9G80; para la mayoría de los

dem$s microorganismos/ Describa los fundamentos teóricos y los gr$ficos que le permiten determinar los



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par$metros D, % y &. -u) entiende por procesos t)rmicos equivalentes0 Detalle el tipo de reacciones que pueden sufrir los componentes mayoritarios de unalimento durante el proceso de pasteuri"ación y esterili"ación.

Pasteuri(a'i-n esterili(a'i-nPro%lemas1 9e esterili"ó un alimento que contenía esporos de Bacillus natto a 2334C. Con untratamiento t)rmico de 23 minutos a esta temperatura se llegó a un 9G;.

DATO: !sporos: %G274& Hutrientes: %G>= 4C< D233G233 m4CF233 G @4& / >=F@=2=0>=

aCu$l es el Itiempo de reducción decimalJ%& Cu$nto se reduo el contenido de nutrientes durante ese tratamiento'& Cu$les serían los resultados si el tratamiento se reali"a a 2=24C -u) condicionesde tiem!o"tem!eratura elegiría para trabaar Porqu)d& Cómo determinaría e#perimentalmente el valor % para un microorganismo dado

! 9e ha estudiado el efecto que eerce la temperatura sobre los esporos de una bacteria

y se obtuvieron las curvas que se muestran en la siguiente figura. De acuerdo a la mismaresponda:a& Cu$l es el valor de " para el microorganismo utili"ado en el estudio%& Cu$l ser$ el tiempo de tratamiento t)rmico para obtener un 9G5 a las diferentestemperaturas



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3,2

2

23

233

2333

23333

=23 ==3 =>3 =83 =;3 =53 =D3 =73

Tem3eratura 45&

T i e m

3 o 4 s e g &


" 1na empresa l$ctea ha recibido una partida de leche que desea util i"ar en laelaboración de leche condensada. (os ensayos microbiológicos reali"ados revelaron unacarga inicial de bacterias totales de 23 ; 1&CFml.

9e desea determinar si un tratamiento de esterili"ación de la leche fluída, previo a laconcentración, podría eliminar el microorganismo detectado y no alterar la calidadnutricional, fisicoquímica y organol)ptica de la misma.

a& 9abiendo que luego de ;83 segundos a 2334C se reduce la carga microbiana a 23 0=

1&CFml, determine el valor de tiempo de reducción decimal @D a esa temperatura.%& 9e sabe adem$s que a igual grado de reducción microbiana se obtuvieron los

siguientes datos de tiempo de tratamiento vs. temperatura @ver &igura. !n base aestos datos determine el valor de ".

'& 9e ha determinado que el D para lalisina a 2334C es de >533 s. Calculela p)rdida de lisina durante eltratamiento de la leche a 2334Cdurante ;83 s.

d& 9e reali"a ahora un tratamiento a2=24C. Calcule cu$nto tiempo debepermanecer la leche a esatemperatura para lograr el mismo 9que en el punto a @considerecalentamiento instant$neo.

e& -u) p)rdida de lisina tendría en estesegundo tratamiento "(+9+HA G K7 ?&.

6& Considera usted que podría alcan"ar una reducción en el contenido demicroorganismos de esta partida de leche congel$ndola a alta velocidad deenfriamiento o trat$ndola con radiaciones ioni"antes en lugar de someterla altratamiento t)rmico seLalado Bustifique su respuesta para ambas alternativas.

# !n la &igura se observan las curvas de efecto letal del calor para distintos tipos debacterias que pueden encontrarse habitualmente en leche cruda.a& De acuerdo con ellas, elia un par tiempo0temperatura adecuado para reali"ar elproceso de pasteuri"ación y asegurar la eliminación de los principales patógenos de laleche.%& Calcule el valor de % para el M#cobacterium tuberculosis @M.


(*)


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$ (as leches pueden ser sometidas a distintos procesos para consumo: pasteuri"adas,esterili"adas o deshidratadas. !n todos los casos se busca optimi"ar la calidad del producto comoel de 1ltra Alta Temperatura @1NT que emplea una combinación de tiempo y temperatura tal quela destrucción de esporas resulte satisfactoria y al mismo tiempo el daLo ocasionado a la lechepor el calor sea el mínimo posible.

!n la figura se observan las cin)ticas de destrucción microbiana o reacciones de deterioroen función del tiempo de tratamiento y la temperatura. !n base a estos datos, discuta las ventaasdel m)todo 1NT y el NT9T respecto a la esterili"ación y pasteuri"ación cl$sica en envase cerradorespectivamente.

. Para elaborar una conserva de dura"nos se procedió a esterili"arlo luego deenlatarlos. !l tratamiento t)rmico se reali"ó en autoclave a 2=24C segOn se detalla acontinuación:

Tiempo @min Temperatura @4C

= K3

> 233



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2=2

> 233

= K3

Calcule el tiempo que debe permanecer el producto a 2=24C para obtener un 9G;

@Datos: "G234C, D2=24CG;3 s

Congela'i-n re6rigera'i-nPreguntas1 +ndique las variables que debe definir para congelar un alimento. Describa lasetapas de nucleación y crecimiento de cristales de hielo. Cu$l es la fuer"a impulsora delproceso Erafique la variación de la temperatura de un alimento en función del tiempodurante el proceso de congelación, detalle que ocurre a lo largo de la curva.! Cu$les son las meores condiciones para almacenar un alimento congelado

" !n qu) consiste el proceso de descongelación -u) variables debe controlar y por qu) Detalle el tipo de reacción que pueden sufrir los componentes de un alimentodurante las etapas de congelación, almacenamiento y descongelación.

# Cu$l es la base físicoquímica en la que se fundamenta el aumento de vida media deun alimento conservado por refrigeración -u) entiende por daLo por frío

Pro%lema1 1n tro"o de hígado @TiG2;4C se congeló por contacto de una de sus caras con unaplaca met$lica a /834C. Con termocuplas ubicadas en el teido a 3,; y =3 cm de la placarefrigerante, puntos a y b respectivamente @&igura 2, se registraron las dos historiast)rmicas mostradas en la &igura =.a& Cu$l es la curva correspondiente a la historia t)rmica del punto a y cu$l la del punto

b Bustifique.%& !#plique qu) ocurre en el tro"o de hígado durante los períodos +, ++, +++ y +. Bustifiquelas formas de ambas curvas.'& Cu$l es la temperatura final de la carne Cómo se encuentra el agua en dichoalimentod& !spera encontrar diferencias entre los puntos a y b en cuanto a la cantidad, tamaLo,morfología y distribución de los cristales de hielo en el producto congeladoe& Cree que ambas porciones de hígado @las cercanas a los puntos a y b presentar$n lamisma te#tura una ve" descongeladas !n cu$l de ellas habr$ m$s e#udado6& -u) cambios o alteraciones podrían ocurrir si la carne congelada se almacena



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Tiem3o de tratamiento 4min&

L o g

r e l a ' i - n

s o % r e , i , i e n t e s

Curvas de supervivencia de esporosbacterianos despu)s de tratamiento apresión =33 *Pa a 5;4C: $eobacillus

stearot%ermo!%ilus& • Bacillus coagulans&

∎Bacillus lic%eniformis& ⃝Bacillus cereus&

∆ Bacillus subtilis


durante dos meses a /234C con oscilaciones de ± ;4C

M+todos no t+rmi'os de 'onser,a'i-n de alimentosPreguntas1 Describa el fundamento y finalidad de los siguientes m)todos de conservación not)rmicos< altas presiones, campos lumínicos pulsados, campos el)ctricos pulsados ycampos magn)ticos. -u) variables afectan la muerte de los microorganismos que seencuentran presentes en los alimentos sometidos a dichos procesos -u) tipo dereacciones pueden sufrir los componentes de los alimentos sometidos a tales procesos! Cu$l es el fundamento de la i rradiación de alimentos como m)todo deconservación -u) tipo de procesos se pueden reali"ar mediante irradiación y uso deultrasonido" -u) diferencias e#isten entre una atmósfera controlada y una modificada -u)tipo de gases util i"a para modificar la atmósfera Porqu) la modificación de laatmósfera incrementa la vida Otil de ciertos alimentos.# -u) entiende por m)todos combinados o de barrera -u) ventaas poseenrespecto a cada m)todo en particular

$ Describa el fundamento y usos de los siguientes m)todos: salado, ahumado,fermentación.. -u) conservadores químicos son los m$s empleados en la formulación dealimentos Cu$l es el fundamento de su acción Qao que condiciones se emplean yque tipo de microorganismos afectan

Pro%lemas1 9e han obtenido las curvas de supervivencia a alta presión @=33 *Pa, reali"ado a5;4C, de esporos de cinco bacterias distintas en función del tiempo de tratamiento @ver &igura.a& Calcule los valores de D para cada espora microbiana evaluada. !n base a estosresultados, discuta qu) esporas son las m$s sensibles a este tratamiento.

%& De estudios previos reali"ados con los mismos esporos bacterianos se tienen losvalores de D para tratamientos t)rmicos @K;4C y para tratamiento con CR = a >;4C y >3

*Pa @Tabla. Compare todos los resultados ydetermine que tratamiento es el m$s adecuadopara cada espora microbiana.

Mi'roorganismo Tratamiento D 4min&$. stearot%erm!!%ilus K;4 C S

CR= >7;.3

B. subtilis K;4 C 2K.3CR= 255.3

B. coagulans K;4 C K.;CR= 258.3

B. cereus K;4 C 7.;CR= 2>>.3

B. lic%eniformis K;4 C .KCR= 27=.3



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! 9e irradió un preparado de proteínas de pescado con Co 53 a baas dosis. !l preparadopresentaba un recuento inicial de ;#23 8 1&CFmg. *ediante el tratamiento se obtuvo lasiguiente curva de muerte microbiana:

A partir de esta curva calcule:

a& (a radiación que reduce el K36 de losmicroorganismos, D.%& (a Idosis mínima de radiaciónJ, *+D,requerida para obtener una contaminaciónprobable de 23 05 1&CFmg. Por qu) se hablade Icontaminación probableJ'& -u) alteraciones puede sufrir dichoalimento


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