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UNIDAD IV Ing. Héctor Lucero; Ing. Julia Luisetti METODOS DE CONSERVACION DE ALIMENTOS Objetivos: Estudiar los diferentes métodos de conservación permitiendo su adecuada elección, para que el alimento llegue con calidad al consumidor. Contenidos mínimos: Balance de materia y energía. Diferentes métodos de conservación: salazón, azucarado, conservación en vinagre, ahumado, atmósfera controlada, evaporación, deshidratación, secado, blanqueo, refrigeración, congelación, radiaciones ionizantes. Diagramas de procesos en bloques. Higiene y limpieza de las instalaciones. Diferentes métodos de conservación Introducción: Principales causas de alteración de los alimentos Para entender la evolución de las distintas prácticas de conservación de los alimentos es necesario conocer las causas del deterioro y su posible prevención. Entre estas causas podemos distinguir, por su origen, las debidas a agentes físicos, químicos y biológicos. Agentes de alteración Agentes físicos Mecánicas Temperatura Humedad Aire Luz Etc. Agentes químicos Pardeamiento Enranciamiento Etc. Agentes biológicos Enzimáticos Parásitos Microorganismos Bacterias Hongos Levaduras Suelen actuar durante los procesos de cosecha y los tratamientos posteriores. No suelen alterar las características nutricionales de los alimentos, pero sí su palatabilidad. El hecho más importante es que pueden significar una vía de entrada a las otras alteraciones. Agentes de alteración Se destacan: Mecánicas: como golpes, cortes, en general sin alteraciones graves, pero que suponen una disminución de la vida útil del alimento. Temperatura: ya que las actividades químicas y enzimáticas doblan su velocidad cada 10°C, y por lo tanto aceleran los procesos de descomposición. Agentes físicos Humedad. facilita el desarrollo de microorganismos. Aire. por contener oxígeno puede alterar algunas proteínas produciendo cambios de color, facilitando la oxidación, etc. Luz. afecta el color y algunas vitaminas. Agentes físicos Se manifiestan especialmente durante los procesos de almacenamiento de los alimentos. Su efecto puede afectar de forma notable la comestibilidad del alimento: enranciamiento, pardeamiento, etc. Los mas notables: a) Reacción de Maillard. Se incluyen una serie de reacciones complejas entre azúcares y compuestos nitrogenados (proteínas), las cuales generan pigmentos. En algunos casos se producen de manera tecnológica (fritos y tostados), pero en otras es espontáneo. El calor y la desecación lo favorecen. Agentes químicos b) Enranciamiento de lípidos. Se produce por reacciones de hidrólisis y oxidación. Se forman compuestos volátiles que dan olores y sabores característicos (a rancio). El enranciamiento es mas frecuente en grasas insaturadas (aceite, pescados y frutos secos). Agentes químicos Son los más importantes alterantes de los alimentos. Se pueden diferenciar: Intrínsecos: como las enzimas Extrínsecos: como parásitos o microorganismos Enzimáticos • sobreviven a los propios organismos, pudiendo incluso aumentar su actividad. • cambian la textura de los alimentos (maduración de frutos o reblandecimiento de carne), pero pueden acabar provocando su descomposición. Agentes biológicos El rigor mortis de los animales, por ejemplo, es debido a cambios enzimáticos ocurridos al faltar la circulación sanguínea y por lo tanto la oxigenación necesaria para el metabolismo aerobio. Agentes biológicos Parásitos o competidores naturales, como insectos, roedores y pájaros, que compiten directamente por la obtención de alimento. Microorganismos (mo) • producen las transformaciones mas indeseadas y abundantes. Agentes biológicos • En algunos casos pueden suponer riesgos para la salud de las personas, siendo las infecciones microbianas el problema más grave de la alimentación humana. • Cabe destacar que no todos los efectos son negativos, pues diversos alimentos son producidos total o parcialmente por ellos: los alimentos fermentados. Agentes biológicos • Los mo pueden encontrarse en el alimento o son oportunistas que están en el medio que nos rodea (aire, agua, etc.) • Entre los más perjudiciales están las bacterias. Pueden producir toxinas (Clostridium) o ser infecciosas por ellas mismas (Salmonella, Listeria). Agentes biológicos • Otro grupo son los mohos, importantes por la producción de toxinas y por su resistencia a las condiciones más extremas; • Por último las levaduras, producen transformaciones rápidas más relevantes desde el punto de vista fermentativo. Agentes biológicos Mecanismos de conservación de los alimentos o Los sistemas de conservación de los alimentos evitan que las alteraciones antes mencionadas puedan llegar a producirse. o Veremos de forma sintética los tratamientos más generales: MECANISMOS DE CONSERVACIÓN Frio Refrigeración Congelamiento Calor Pasteurización Esterilización Modificación de la cantidad de agua Deshidratación Liofilización Concentración Mecanismos de conservación Métodos químicos Modifican las propiedades sensoriales Adición de sales Salazón Curado Componentes del humo Ahumado Acidificación Encurtido Escabeches Adición de azúcar Glaseado Fermentación Alcohólica Acética Butírica No modifican las propiedades sensoriales Conservantes químicos Mecanismos de conservación Nuevas tecnologías Radiaciones Ionizantes No ionizantes Altas presiones Campos eléctricos Campos magnéticos Mecanismos de conservación La conservación mediante la disminución de la temperatura tiene beneficios importantes en el mantenimiento de las cualidades sensoriales y el valor nutritivo del alimento. Eliminación de calor Disminuye la velocidad de todos los procesos químicos, metabólicos y de crecimiento de mo. Retrasa cambios en los alimentos durante el almacenamiento que será tanto mayor cuanto más baja sea la temperatura. Aún a baja temperatura, hay mo que son capaces de sobrevivir, por lo cual es importante no interrumpir la cadena de frío. Eliminación de calor Las bajas temperaturas, salvo en algunas ocasiones, no destruyen los microorganismos solo inhiben su acción y, cuando el producto es retirado de la refrigeración o descongelado, los gérmenes recobran su actividad y lo deterioran. Eliminación de calor Refrigeración La temperatura del producto se mantiene entre – 1°C y 8°C. De acuerdo con su temperatura de almacenamiento los alimentos se clasifican en 3 grupos o De -1°C a 1°C ( pescado fresco carnes, embutidos) o De 0°C a 5°C ( carnes enlatadas pasteurizadas, leche, yogur, sándwiches, pastas) o De 0°C a 8°C (carnes cocidas, manteca, quesos, zumo de frutas, frutas) Eliminación de calor Se debe considerar la temperatura del almacén, su humedad relativa, velocidad del aire, composición de la atmósfera, etc. La temperatura debe mantenerse uniforme durante el período de conservación, dentro de los límites de tolerancia admitidos y ser la apropiada para cada tipo de producto. Eliminación de calor Se somete los alimentos a temperaturas iguales o inferiores a las necesarias de mantenimiento, para congelar la mayor parte posible del agua que contienen. Congelación Eliminación de calor La formación de cristales de hielo modifican la disponibilidad del agua y evitan que se favorezcan las reacciones de deterioro. La congelación de un alimento actúa: Disminuyendo la temperatura del alimento. Disminuyendo la Aw (congelando el agua disponible del alimento) Eliminación de calor Etapas del proceso de congelación de un alimento: 1. La T se reduce hasta el punto de congelación 2. Parte del agua en el alimento se convierte en hielo 3. La temperatura se reduce aun más hasta el punto de congelación final (normalmente -18ºC). Eliminación de calor El agua libre que rodea las células del alimento es la primera que cristalizaen los métodos de congelación lenta. 1° Etapa Eliminación de calor Debido a la diferencia de concentración entre el interior y el exterior de la célula, el agua en el interior de las células del alimento empieza a salir de éstas, destruyendo la pared celular. Cuanto más largo es el tiempo de congelación, mayor es la destrucción de las células. 2° Etapa Eliminación de calor 3° Etapa Finalmente, los cristales de hielo se hacen tan grandes que las células se rompen completamente, causando entre otros inconvenientes, un alto grado de pérdida de agua cuando el producto se descongela o se recalienta. Eliminación de calor Debido a las razones explicadas anteriormente, el proceso de congelación debe transcurrir lo más rápidamente posible para alcanzar una calidad elevada del producto. Utilizando la congelación criogénica rápida, el agua dentro y fuera de las células se congela a la misma velocidad, asegurando que la célula permanece intacta y que el alimento conserva su frescura, sabor y textura. Eliminación de calor La estructura de las células orgánicas permanece prácticamente inalterada cuando se aplica la tecnología de congelación rápida. Eliminación de calor El efecto del calor se basa en la desnaturalización de proteínas, lo que produce una inactivación de las enzimas, y por lo tanto, la desaparición de los efectos de sus actividades, incluida la paralización y eliminación de los microorganismos. • Es uno de los primeros sistemas de conservación de alimentos. • Aparte de la cocción y el horneado, las técnicas que utilizan el calor para la conservación son el escaldado, la pasteurización y la esterilización, todas ellas muy recientes. • Es un sistema seguro, pero destructor desde el punto de vista nutricional. Aplicación de calor Aplicación de calor Breve historia o En 1864 a instancias del emperador Napoleón III, Pasteur investigó la causa por la que el vino y la cerveza se agriaban con el paso del tiempo, causando grandes pérdidas económicas a las empresas francesas. Pasteurización o Con ayuda de un microscopio, descubrió dos tipos de organismos que eran la clave del proceso de fermentación. Aplicación de calor Uno producía alcohol y el otro, ácido láctico que agriaba el vino produciendo el vinagre. o Pasteur utilizó un nuevo método para eliminar los microorganismos que pudieran degradar al vino o la cerveza, después de almacenar el líquido en cubas bien selladas y elevando su temperatura hasta los 44 °C durante un breve periodo Aplicación de calor Pasteur dio el primer paso en el que sería este nuevo método denominado posteriormente "pasteurización" en su honor, y lo fue aplicando a otros alimentos líquidos como la leche. La primera pasteurización fue realizada el 20 de abril de 1864 por el mismo Pasteur y su colega Claude Bernard. Aplicación de calor Se emplean temperaturas por debajo del punto de ebullición, ya que en la mayoría de los casos las temperaturas superiores a este valor afectan irreversiblemente ciertas características físicas y químicas del producto alimenticio Proceso Fuente: Fellows. 2007, Zaragoza, España. Aplicación de calor El proceso consiste en calentar el alimento en un tanque a 60 °C aproximadamente durante cierto periodo de tiempo, para luego dejar enfriar lentamente. Luego de que se enfría se envasa. Pasteurización VAT o lenta La unidad de pasteurización (HTST) es un pasteurizador diseñado para el tratamiento térmico de la leche y sus derivados u otros productos alimentarios como refrescos y zumos que permite eliminar los microorganismos patógenos, mediante la aplicación de alta temperatura durante un corto período de tiempo. Aplicación de calor Pasteurización HTST (High Temperature/Short Time) Aplicación de calor https://www.youtube. com/watch?v=Cf7c9s UjX8c Tanque que contiene el producto a pasteurizar Bomba que envía el producto a un intercambiado r de placas intercambiador de placas: el producto se calienta hasta la temperatura requerida del proceso Tubo de retención (se mantiene esta temperatura durante un tiempo para asegurar una correcta pasteurización) Finalmente, el producto suele pasar por una etapa de enfriamiento para bajar la temperatura del producto hasta 4 ºC y permitir su almacenamiento en depósitos isotérmicos o el envasado en frío. 1º 2º 3º 4º 5º https://www.youtube.com/watch?v=Cf7c9sUjX8c https://www.youtube.com/watch?v=Cf7c9sUjX8c https://www.youtube.com/watch?v=Cf7c9sUjX8c https://www.youtube.com/watch?v=Cf7c9sUjX8c o Es de flujo continuo y mantiene el alimento a una temperatura superior más alta que la empleada en el proceso HTST, y puede rondar los 138 °C durante un período de tiempo menor. o Debido a este periodo de exposición, aunque breve, se produce una mínima degradación del alimento. Pasteurización UHT (Ultra High Temperature) Aplicación de calor • Se usa cuando es necesario conservar el alimento durante períodos más prolongados. • Recibe también el nombre de "appertización" en recuerdo al pastelero francés Appert, que fue quien primero lo utilizó. Esterilización (Videos)Autoclave Aplicación de calor • Se realiza con alimentos previamente introducidos en recipientes cerrados, que se calientan en un aparato llamado autoclave a temperaturas superiores a los 100ºC o se somete al alimento a temperaturas de 120ºC de calor húmedo y a grandes presiones. • Suele disminuir la calidad del alimento en cuanto a sabor, olor y apariencia (propiedades sensoriales). https://www.youtube.com/watch?v=pD_BlnwdVN8 https://www.youtube.com/watch?v=EaEZzDAbxnk&t=9s Aplicación de calor https://www.youtube.com/watch?v=pD_BlnwdVN8 https://www.youtube.com/watch?v=EaEZzDAbxnk&t=9s Velocidad de penetración de calor El calor se transmite desde el vapor de agua a presión, a través del envase, hasta el alimento. Los siguientes factores influyen: Tipo de producto. Los productos líquidos o particulados se calientan mas rápidamente que los alimentos sólidos. Tamaño del envase. La penetración del calor hasta el centro del envase es mas rápida en los de menor tamaño. Aplicación de calor Temperatura del autoclave. Tipo de envase. La conductividad térmica de los materiales es muy distinta, en los envases metálicos es mas alta que los de vidrio o plástico Agitación del envase. En los alimentos viscosos o semisólidos la velocidad se puede aumentar invirtiendo el envase o agitación. Aplicación de calor o Los alimentos que contienen poca cantidad de agua, como las semillas pueden ser bien conservados. o Esto se debe a que la mayoría de los procesos en un ser vivo se realizan en medio acuoso, o utilizando agua como parte de las reacciones. Aplicación de calor o La reducción de la cantidad de agua entonces, es una forma de estabilización del alimento frente a la actividad de enzimas y microorganismos. o La modificación del contenido de agua en los alimentos, puede efectuarse según distintos métodos: − Concentración − Deshidratación − Liofilización (no es con aplicación de calor) Aplicación de calor • Consiste en eliminar el agua de los alimentos líquidos. Esto se consigue con la evaporación, congelación, prensado mecánico o centrifugado, entre otros procesos. • Se usa generalmente antes de un proceso de secado, congelación o esterilización, para así reducir el peso y el volumen a tratar. Concentración Aplicación de calor La evaporación, también llamada concentración por ebullición, consiste en la eliminación en forma de vapor de parte del agua presente en alimentos líquidos. Este proceso incrementa el contenido de sustancias sólidas en el alimento, lo que conlleva a una mejora de la conservación del mismo debido a una menor actividad del agua. Se aplica a: zumo de frutas, leche, café, etc. Aplicación de calor Aplicación de calor Deshidratación (o secado) • Se define como aquella operación unitariaen la cual se elimina la mayor parte del agua de los alimentos, por evaporación aplicando calor. • Desecación (cuando la humedad del alimento se disminuye hasta equilibrarla con la del ambiente) y deshidratación (cuando la eliminación es casi total). Aplicación de calor El calor empleado para la deshidratación de los alimentos o para la concentración de líquidos por ebullición, se utiliza para eliminar el agua de los alimentos, lo que implica un descenso de la actividad del agua. Sin embargo, el calor altera las características organolépticas y provoca pérdidas del valor nutritivo. Aplicación de calor Liofilización • Mediante este proceso el alimento se conserva también debido a la reducción de su actividad acuosa. • El alimento no se calienta, por lo cual sus características organolépticas y nutritivas resultan menos afectadas. • Se utiliza para alimentos de gran valor, de aroma y textura delicados. • Consiste en la congelación y posterior sublimación del agua por efecto del vacío. Fuente: Fellows. 2007, Zaragoza, España. Se pueden dividir en dos grandes grupos: Los métodos que sólo conservan: Conservantes químicos, sustancias con actividad antiséptica. Los que además de conservar, modifican las propiedades sensoriales del alimento: adición de sales, empleo de componentes del humo, acidificación por uso de ácidos orgánicos, adición de azúcar y métodos biológicos. Adición de sales Salazón, Curado. Es uno de los métodos más antiguos utilizados por el hombre para la conservación de carnes y pescados. El alimento se somete a los efectos del NaCl, que acciona sobre el sabor, las propiedades del tejido a conservar y los mo. si su uso se combina con perdida de agua, el método se denomina curado. Métodos químicos Empleo de componentes del humo Ahumado. Es uno de los primeros métodos de conservación, practicado principalmente por los pueblos nórdicos. En un principio se limitó a carnes y pescados, pero en la actualidad se extendió su uso a quesos, embutidos, etc. Métodos químicos El humo utilizado se obtiene por combustión lenta e incompleta de maderas duras (castaños, hayas) y a veces se combina con plantas aromáticas como tomillo o laurel. La sustancias generadas, tienen acción bactericida, antifúngica y cambios sobre el flavor y color del alimento ahumado. Métodos químicos Fenoles, acido fórmico y acético, melanoidinas y productos de reacción de Maillard, son algunas de las sustancias que intervienen en este complejo proceso, que aún no se ha explicado perfectamente. Métodos químicos https://www.barilochense.com/gourmet/gourmet/ahumado-de-carnes-2015-06-13-28-22 Acidificación por uso de ácidos orgánicos Encurtidos. Alimentos sumergidos durante cierto tiempo en una disolución de vinagre (ácido acético) y sal con el objeto de poder extender su conservación. El medio ácido permite la conservación (pH <4.6) y es suficiente para matar la mayor parte de las bacterias. Métodos químicos Adición de azúcar Glaseado Método que consiste en el recubrimiento del alimento conservar, de una fina película de azúcar. Fermentación En la fermentación de alimentos , se hace uso de la acción controlada de mo seleccionados para modificar su textura, conservarlos mediante la producción de ácidos o y alcohol y desarrollar en ellos delicados aromas o flavores que aumenten su calidad y su valor nutritivo. Principales ventajas: √ Uso de pH y temperaturas que no alteran, y con frecuencia mejoran, el valor nutritivo y las características organolépticas de los alimentos. √ Obtención de alimentos con aromas y texturas que no pueden ser obtenidos por otros procedimientos. √ Bajo consumo energético √ Gastos de instalaciones y funcionamiento relativamente bajos √ Tecnología relativamente sencilla Tipos de fermentaciones o Fermentación acética (vinagre), o Fermentación alcohólica (cerveza), o Fermentación butírica (indeseable de la manteca), o Fermentación de la glicerina (cosméticos, jarabes), o Fermentación láctica (yogurt), o Fermentación pútrida (indeseable de proteínas).
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