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NUEVAS TECNOLOGÍAS

PARA CONSERVACIÓN DE

PRODUCTOS VEGETALES

Dra. Ma. Andrea Trejo Márquez

TECNOLOGÍAS EMERGENTES

Las tecnologías emergentes son métodos no térmicos de conservación de alimentos, siendo un proceso alternativo o complementario a los

métodos tradicionales de conservación de alimentos.

Estas nuevas tecnologías ofrecen nuevas alternativas en el procesamiento de alimentos,

tales como: las altas presiones para la conservación de alimentos, aplicación de

campos de alta intensidad de pulsos eléctricos, pulsos lumínicos e irradiación

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ALTAS PRESIONES

Fundamento

• Sometimiento del producto a una elevada presión hidrostática (400 - 900 MPa ó 4.000 – 9.000 atm), desde minutos hasta algunas horas. Fluido transmisor: agua.

Productos

• Zumos, leche, yogur, zumos defrutas, especias, carnes,productos pesqueros. Enalimentos, sólidos o semisólidos,los equipos son aún discontinuos.

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Conserva y aumenta la luminosidad y el color rojo/ verde

Físicos Mantenimiento de aromas y sabor

Inhibición de la reacción de Maillard

Carbohidratos transición sol- gel de polisacáridos

Químicos Vitaminas Resistentes a la presión

Efecto en Agua Disminución de volumen

Parámetros Disminución de la disolución de solutos

POD

Bioquímicos Inactivación de enzimas PPO

LOX

PME

Microbiológicos Cambios biológico-morfológico, membrana y pared celular

Efectos en los microorganismos

Tipos de microorganismos

barófilos, barófobos, eubáricos

Cambios morfológicos: membrana

Inactivación microbiana

Bacterias gram - los microorganismos mas sensibles

Levaduras, mohos y gram + tratamientos más intensos

Bacterias esporuladas muy resistentes , temperatura

(65ºC)

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Ventajas

• Transmisión casi instantánea de la presión a todos los puntos del alimento.

• Destrucción de microorganismos. Combinación con temperatura y ciclos de presión.

• Inactivación enzimática.

• Mantenimiento de vitaminas, aromas y sabor.

• Producto entero.

• Puede modificar la textura y/o funcionalidad del alimento.

Limitaciones:

• Alto coste.

• Paredes de la cámara de presión. Materiales de alta resistencia.

• Los envases han de ser estancos y flexibles.

• Desarrollado a escala piloto.

Equipos:

• Para productos envasados:

• Cámara de presión vertical u horizontal.

• Tiempos de apertura largos (>1 min)

• Cruces de producto (carga y descarga por la misma abertura.)

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Para líquidos:

• Sistemas semi-continuos

• Transferencia desde la

cámara de alta presión a

tanque de llenado

aséptico

Pasta de aguacate método de conservación tradicional

Recepción

Preenfriamiento

Selección

Limpieza

Despulpado

Mezclado 1

Mezclado 2

Envasado

Almacenado

Aguacate

Fruta dañada

Materiales extraños

Retiro de cáscara

y hueso

Sal, cebolla, ajo,

agua

2º-10ºC

Agua fría

2-4ºC

Altas presiones 600 MPa

por ~1 min.

100-200 mg de

ácido ascórbico /litro

Agua

15ppm cloro.

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Legislación • Reglamento CE no 258/ 97, de 27 Enero de 1997 sobre

nuevos alimentos y nuevos ingredientes alimentarios.

• Los preparados pasteurizados a base de frutas, son los

únicos productos tratados por altas presiones que están

regulados en Europa por una normativa específica

(Decisión de la Comisión de 23 mayo de 2001

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Fundamento:

Aplicación de pulsos eléctricosde microsegundos de altaintensidad de campoeléctrico (104 V) enalimentos colocados entredos electrodos.

El equipo incluye un generadorde alto voltaje, una cámarade tratamiento, un sistemade refrigeración y un equipode envasado aséptico,además de los sistemas decontrol (osciloscopio...)

Productos:

• Fluidos viscosos yhomogéneos.

• Partículas pequeñas (<1cm).

• Se puede operar por lotes oen continuo en las mismasinstalaciones con pequeñasmodificaciones.

• Zumos, leche, yogurt, huevolíquido, crema de guisantes.

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Ventajas:

• Tratamiento a baja temperatura.

• Posibilidad de trabajo en continuo.

• Alta eficiencia energética.

• Destrucción de microorganismos

• Inactivación de enzimas

• Limitaciones:

• Tamaño de partícula.

• Necesidad de desarrollo en sistemas de control, intensidades mayores.

• Desconocimiento de efectos sobre algunos alimentos.

Físicos Mantenían los componentes del sabor original en un 87%

Sabores, aromas y colores naturales permanecen intactos

Carbohidratos sin cambios antes y después del tratamiento

Efecto en Químicos Vitaminas no se ven afectadas

Parámetros

Bioquímicos Inactivación de enzimas resultados dispares

PME en jugo

Microbiológicos Poros en las membranas celulares permeabilidad

pérdida contenido

celular

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Efectos sobre los alimentos

Inactivación microbiana ruptura dieléctrica

diferencia de potencial entre las membranas

(potencial transmembrana) electroporación

Factores

Temperatura

pH

Fuerza iónica

Situación de los microorganismos

Legislación

• Reglamento CE no 258/ 97, de 27 de Enero de 1997

sobre nuevos alimentos y nuevos ingredientes

alimentarios.

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Proceso de jugo de naranja conservado por calor

Recepción

Selección

Limpieza

Clasificación

Extracción

Tamizado

Centrifugación

Pasterización

Envasado

Fruta dañada

Agua, 5 min, en

cepillos giratorios

Restos de corteza

Por tamaños

Jugo

Campos eléctricos 35kV.cm-1

Naranjas

110ºC a 3 seg.

PULSOS LUMINOSOS

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PULSOS LUMINOSOS

• Se aplican flashes de corta duración de luz blanca a razón de 1 a 20 pulsos/s.

• A temperatura ambiente

• Se pueden aplicar a alimentos envasados si el

material es suficientemente transparente al espectro de la

luz aplicada. . Sistema para el tratamiento de alimentos

con pulsos luminoso

PULSOS LUMINOSOS

• El espectro de luz utilizada

va desde UV hasta

infrarrojo.

• Esterilización en superficie

de materiales de envasado.

• Sustituto de desinfectantes

químicos.

UV

C

UV

BUV

AVISIBLE INFRARROJO

Espectro de luz del sistema

Pure Bright (200 - 1000 nm)

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PULSOS LUMINOSOS

• Tratamiento superficial de productos de bollería.

• Prevención del ennegrecimiento de camarones.

• Esterilización del agua.

• Control de enfermedades en productos vegetales.

PULSOS LUMINOSOSVentajas

Inactiva microorganismos

Calor generado mínimo

Inactiva enzimas como la

polifenoloxidasa

Tiene efectos antimicrobianos y

es eficaz contra unas bacterias

patógenas como E.coli,

salmonella, listeria.

Controla enfermedades

causadas por hongos

Aumenta su vida útil de

productos frescos

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Pulsos Luminosos

Físicos Pequeños cambios en color

Pocos estudios en parámetros físicos

Efecto en Químicos no afecta retención de nutrientes

parámetros pocos estudios detallados

Bioquímicos Inactivación de enzimas PPO jitomate

E. Coli

Microbiológicos Inactivación de m.o patógenos Salmonella

Listeria

• Proceso de pulsos luminosos

Pulsos Luminosos

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Pulsos Luminosos

Proceso de jitomate para exportación en fresco

Recepción

Preenfriamiento

Limpieza

Selección

Clasificación

Encerado

Empacado

Almacenamiento

Jitomate

Jitomates

deteriorados

Color y tamaño

2º-10ºC, Agua fría

Agua clorada

menos de 2 ppm

cloro residual

Cera de candelilla

Cajas de cartón

25kg

14 a 16ºC 7 a 14 días

Pulsos luminosos8 destellos de luz

de fluencia

1-2 J/cm2

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IRRADIACIÓN

IRRADIACIÓN

Fundamento:

Radiaciones gamma (procedente de cobalto 60)

incidiendo sobre el alimento. Someter al producto a

un haz de electrones para romper enlaces químicos

(radiolisis ).

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IRRADIACIÓN

Fundamento:

Radiación ionizante

Una emanación de fotones

desplaza electrones de las

moléculas sobre las que

incide.

Gran poder de penetración

y acción letal debida a su

liberación a nivel celular

Es altamente letal

IRRADIACIÓN

Haz de Electrones

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IRRADIACIÓN

•

Productos:

Su unidad es el Gray (Gy), que es la

absorción de un Joule de energía por

kilo de masa irradiada

• Todos (en alimentos ricos en ácidos

grasos poli-insaturados puede originar

peróxidos).

• Plantas de servicio de tratamiento.

• Instalaciones propias.

FísicosSabor, color, gusto degradación incompleta de clorofila

Agua + Radicales hidroxilo

celulosa

Químicos Carbohidratos degradación pérdida de textura pectina

almidón

Efecto en

parámetros Vitaminas degradación E y B1

Bioquímicos Inhibe la actividad enzimática polifenoloxidasa

E. coli

Microbiológicos Destruye patógenos Salmonella

Listeria

Irradiación

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Irradiación

Efectos en microorganismos

Alteración cromosómica y

celular

Imposibilidad de la división

celular y reproducción.

Los ácidos nucleicos, los

cuales contienen información

esencial para el crecimiento

IRRADIACIÓN

Aplicaciones:

• Diferentes autorizaciones según

país.

• Especias.

• Carne de pollo (salmonella)

• Patatas, cebollas, ajo.

• Carne de vacuno (E. coli H0157)

EEUU

• Copos de cereales Figuras comparativas de

dos hortalizas tratadas con

irradiación y sin irradiación

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IRRADIACIÓN

Ventajas:

• Aumento de la temperatura inapreciable.

• No hay pérdidas de nutrientes.

• Destrucción microbiana e inactivación enzimática.

• Aplicaciones fitosanitarias.

• No deja residuos.

• No se modifican los constituyentes.

• Alta penetración en envases.

• Tratamiento de palets.

IRRADIACIÓN

• Limitaciones

• Mala imagen.

• Coste.

• Posible Enranciamiento grasas.

• Malos sabores.

• Dosis varían entre 0,075 y 10 kGy según producto.

• (Directivas 1999/2/CE y 1999/3/CE)

•

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Legislación

Código de prácticas del CODEX REV. 1-2003. para el tratamiento de los alimentos irradiados.

Unión Europea:

Directiva 1999/2/CE aspectos generales y técnicos de la ejecución del proceso de irradiación, el

etiquetado de los productos alimenticios irradiados

Directiva 1999/3/CE, establecimiento de una lista de comunitaria de alimentos e ingredientes

alimentarios autorizados para el tratamiento con radiaciones ionizantes.

NOM-033-SSA1-1993, Bienes y servicios. Irradiación de alimentos

Establece dosis permitidas para la irradiación de alimentos, materias primas y aditivos alimentarios

Controla y regula los alimentos, materias primas y aditivos alimentarios, por medio de dosis permitidas.

NOM-O22. Diario de la federación diciembre 2006. características y especificaciones para el

inicio de funcionamiento y certificación de tratamientos fitosanitarios en vegetales, sus productos y

subproductos de importación, exportación o de movilización nacional.

Irradiación

• Mango para exportación tratamiento con calor

Recepción

Preenfriamiento

Selección y

clasificación

Limpieza

Tratamiento

térmico

Encerado

Empacado

Eliminación de

daños

2º-10ºC Agua

fría

Color, Peso, Tamaño

Cera de

candelilla 1.7%

46°C 65min

Agua

Enfriamiento Agua 21°C, 30

min.

0.5-1KGyIrradiación

15ppm cloro

Agua

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Propuesta Tecnológica

Ventajas Limitaciones

Conserva por tiempo más amplio al

fruto

Puede causar ablandamiento en

productos frescos

Descontamina al fruto de bacterias

patógenas

El costo de la planta es alto

Controla la maduración y la

senescencia

Rechazo social

No produce residuos tóxicos como

algunos plaguicidas

Controla la infestación de insectos

como la mosca de la fruta

Inhibe algunos procesos bioquímicos

como la actividad enzimático

retrasando la maduración

CAMPOS MAGNÉTICOS

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CAMPOS MAGNÉTICOS

Fundamento

• Los campos magnéticos pueden ser estáticos u

oscilantes.

• Los estáticos presentan una intensidad magnética

constante con el tiempo y la dirección del campo.

• Los oscilantes se aplica en forma de pulsos, invirtiendo

la carga y la intensidad con el tiempo.

CAMPOS MAGNÉTICOS

Fundamento

• El tratamiento consiste en someter el alimento

envasado a 1 a 100 pulsos en un campo magnético

oscilante con una frecuencia entre 5 y 500 kHz a

temperatura de 0 a 5°C, con un tiempo de exposición

de 25 us a 10 ms.

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CAMPOS MAGNÉTICOS

Productos

• Todos los alimentos.

Ventajas

• Aplicables a alimentos envasados.

• Inactivación de microorganismos.

• Aplicable a superficie e interior de alimentos sólidos.

• No hay pérdidas de nutrientes ni cambios sensoriales:

baja temperatura.

CAMPOS MAGNÉTICOS

Limitaciones:

• Poco estudiado.

• Desarrollo e implantación a largo plazo.

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GRACIAS