Tecnología de los alimentos 2 parcial

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Tecnología de los alimentos
UNIDAD 5 Métodos químicos de conservación
Aditivos: son sustancias que se añaden a los alimentos intencionadamente con el fin de modificar: sus propiedades, técnicas de
elaboración, conservación o mejorar su adaptación al uso a que estén destinados. En ningún caso tienen un papel enriquecedor
del alimento. Estos deben ser considerados inocuos por la FAO/OMS
ej: la sal (cloruro sódico), que no es considerado en general como un aditivo sino como un ingrediente (por la cantidad que se
añade), los mono y diglicéridos (emulsionantes), el caramelo (colorante), el ácido cítrico (secuestrante y acidificante), el ácido
acético (acidificante y conservante), el bicarbonato sódico (para las levaduras químicas), el ácido fosfórico y el glutamato sódico
(potenciador del sabor).
coadyuvante: aquellos casos en los que la sustancia añadida es eliminada, o la cantidad de ella que queda en el alimento no
tiene función alguna, no se considera un aditivo sino un agente auxiliar de fabricación
¿QUÉ SON Y CÓMO SE USAN LOS ADITIVOS ALIMENTARIOS?
Los aditivos son necesarios para preservar la inocuidad de los alimentos elaborados y para mantenerlos en buenas condiciones
durante su transporte desde las fábricas o cocinas industriales hasta los consumidores, pasando por los almacenes y los
comercios. La utilización de aditivos alimentarios solamente está justificada si responde a una necesidad tecnológica y se
emplea con una función bien definida; como la de conservar o mejorar la estabilidad de un alimento.
Clasificación
Originalmente los aditivos fueron clasificados por su origen en naturales y sintéticos. Actualmente, es más adecuado clasificar a
los aditivos de acuerdo con su actividad específica. Nuestra reglamentación dispone como obligatoria la declaración de los
aditivos añadidos a un alimento indicando el tipo y su número de identificación (F:XXX)
En Argentina, según el CAA, los aditivos aparecen en las etiquetas de los alimentos de la siguiente forma: INS 330 (acido
cítrico), la sigla “INS” significa Sistema Internacional de Numeración, y el número que le sigue es el número identificador del
aditivo.
● Sustancias que impiden las alteraciones químicas biológicas
(antioxidantes, sinérgicos de antioxidantes y conservantes).
● Sustancias estabilizadoras de las características físicas (emulgentes,
espesantes, gelificantes, antiespumantes, antipelmazantes,
antiaglutinantes, humectantes, reguladores de pH).
● Sustancias correctoras de las cualidades plásticas (mejoradores de la
panificación, correctores de la vinificación, reguladores de la
maduración).
● Sustancias modificadoras de los caracteres organolépticos
(colorantes, potenciadores del sabor, edulcorantes artificiales, aromas).
Razones de uso
● Razones económicas y sociales: El uso de ciertos aditivos permite que los alimentos duren más tiempo, lo que hace
que exista mayor aprovechamiento de los mismos y por tanto se puedan bajar los precios y que exista una distribución
más amplia de los mismos.
● Razones psicológicas y tecnológicas: El alimento ha de ser atractivo para el consumidor ya que sino, éste no lo
comprará.De igual forma los aditivos permiten realizar determinados tratamientos tecnológicos que sin ellos sería
imposible.
● Razones bromatológicas y nutricionales: En los alimentos pueden desarrollarse reacciones químicas que disminuyen
el valor nutritivo del alimento e incluso generan compuestos tóxicos. (clostridium botulinum)
Principales funciones
● Asegurar la seguridad y la salubridad.
● Contribuir a la conservación.
● Hacer posible la disponibilidad de alimentos fuera
de temporada.
● Aumentar o mantener el valor nutritivo.
● Potenciar la aceptación del consumidor.
● Facilitar la preparación del alimento.
● Conservar características organolépticas
Características que deben tener
● No deben ser tóxicos para las personas ni animales
● Debe tener actividad microbiana de amplio espectro
● No deben ser inactivados por el alimento ni por alguna sustancia
● Tienen que asegurar la seguridad y la salubridad
● Tienen que hacer posible la disponibilidad de alimentos fuera de temporada
CONSERVANTES
Los conservantes (de INS 200 a 299) evitan o retardan la fermentación, enmohecimiento o putrefacción del alimento causado
por los microorganismos. Los conservantes más utilizados son:
● Dióxido de azufre
● Ácido benzoico
● Benzoatos
● Propionatos
● Sorbatos
○ Nitratos y nitritos: a pesar de ser cancerígenos en dosis altas se justifica su uso en carnes y embutidos para evitar
botulismo.
❖ Ácido sórbico y sorbatos (INS 200-203) son utilizados en bebidas refrescantes, repostería, pastelería, galletas,
derivados cárnicos, quesos, aceitunas en conserva, postres lácteos con frutas, manteca, margarina, mermeladas. En
vinos, inhiben la fermentación secundaria, lo que permite utilizar menos sulfito.. Se comporta en el organismo como
los demás ácidos grasos.
❖ Ácido benzoico y benzoatos (INS 210-213) se utilizan en una amplia variedad de alimentos y bebidas, incluyendo
bebidas refrescantes, zumos, productos lácteos, repostería, galletas, conservas vegetales como tomate y pimiento,
mermeladas, crustáceos frescos o congelados, margarinas, salsas, pasteles, cereales, chocolates, aderezos, grasas,
margarina, mayonesas, leche en polvo, aceite, papas en escamas y levadura seca. La Organización Mundial de la Salud
(OMS) considera que una ingesta diaria de hasta 5mg/Kg Peso/día es aceptable.
❖ Parabenos (INS 214-219) se encuentran en derivados cárnicos, conservas vegetales, productos grasos, repostería y
salsas de mesa. La dosis máxima permitida es de 1 g/ kg en total de conservantes.
❖ Sulfitos (INS 220-228) en zumos de fruta, mostos, uva, vino, sidra, vinagre, ensaladas, etc.
❖ Nisina (INS 234) en quesos procesados y fundidos.
❖ Pimericina (INS 235) no está autorizado en Europa, Argentina, ni en los Estados Unidos. Se utiliza para el control de
mohos en la superficie de quesos duros y semiduros, así como en chorizo, salchichón y jamones.
❖ Ácido fórmico y formiato (INS 236-238).
❖ Ácido acético y acetato (INS 260-263).
❖ Ácido propiónico y propionatos (INS 280-283) son utilizados en panadería y repostería.
❖ Anhídrido carbónico (INS 290).
❖ Cloruro de sodio considerado como condimento y conservante
❖ El agua oxigenada, o peróxido de hidrógeno, se utiliza en pequeñas dosis en leches destinadas a la elaboración de
quesos. Su uso puede estar relacionado con la higiene y la calidad del proceso de producción.
❖ Cloro se utiliza para mejorar la calidad del agua.
❖ Lisozima se emplea en derivados de pescados y mariscos y su uso está autorizado en quesos fundidos.
❖ El alcohol se usa para disminuir la actividad de agua (aw) a través de la deshidratación.
ANTIOXIDANTES
Los antioxidantes (INS 300-E321) evitan que los alimentos se oxiden y se pongan rancios. La oxidación de las grasas es la forma
de deterioro de los alimentos más importante después de las alteraciones producidas por microorganismos. Además, los
productos formados en la oxidación pueden llegar a ser nocivos para la salud.
Las entidades que evalúan los riesgos para la salud de los aditivos son: FAO - OMS - JECFA (Organismo mixto FAO/OMS)
● BHA (Butil-hidroxi-anisol) INS 320.
● BHT (Butil-hidroxi-toluol) INS 321.
● Ácido ascórbico (INS 300 - 304).
● Tocoferoles (INS 306-309).
● Galatos (INS 310-312).
● Tomillo, romero, orégano.
Estos son diferentes aditivos y antioxidantes que se utilizan en la industria de alimentos para diversos propósitos, como
conservar la frescura y calidad de los productos. Además, los últimos tres (tomillo, romero y orégano) son hierbas y especias
naturales que también pueden tener propiedades antioxidantes y aromatizantes.
¿CUÁNTO ADITIVO DEBO AGREGAR A UN ALIMENTO?
Por lo general se expresan en : ppm o en porcentaje
Ej:
Utilizo un gelificante el cual debe utilizarse en una cantidad de 0,7%. Calcule la cantidad necesaria para un lote de producto
de 6,5 Kg.
6,5 kg— 100%
x — 0,7%
UNIDAD 6 Métodos biológicos de conservación
BIOTECNOLOGÍA
Es elempleo de organismos vivos mediante tecnología para la obtención de un bien o servicio útil para el hombre
Biotecnología de los alimentos: Conjunto de técnicas o procesos que utilizan organismos vivos o sustancias obtenidas de ellos
para PRODUCIR, MEJORAR o MODIFICAR un alimento.
● TRADICIONAL o CLÁSICA FERMENTACIÓN:
La fermentación o metabolismo fermentativo es un proceso catabólico de oxidación incompleta, que no requiere oxígeno, y
cuyo producto final es un compuesto orgánico. Panificados, Bebidas alcohólicas, Productos lácteos. Se utilizan cultivos
microbianos o mejorados por ingeniería genética. Objetivo: mejorar la calidad sensorial. conservarlos en el tiempo.
Las Enzimas: La producción de enzimas en la industria alimentaria es un proceso crucial que implica el uso de
microorganismos cultivados en fermentadores para generar estas valiosas moléculas. Las enzimas son grandes
proteínas compuestas por cadenas de aminoácidos que desempeñan un papel fundamental en la industria alimentaria.
Estas enzimas tienen la capacidad de unir moléculas, separarlas y catalizar reacciones químicas en los alimentos.
El proceso de producción de enzimas incluye la modificación genética de microorganismos para seleccionar cepas de
alto rendimiento. Luego, se multiplican, purifican, aíslan y caracterizan las enzimas de interés. Algunos ejemplos de
enzimas ampliamente utilizadas en la industria alimentaria incluyen α-amilasas para la producción de jarabe de glucosa
y α-amilasas de Bacillus spp., que son termoestables y capaces de soportar altas temperaturas.
Las enzimas se utilizan en una variedad de aplicaciones alimentarias, como la clarificación de vinos con pectinasas, el
tiernizador de carnes y la mejora del sabor con lipasas, el aumento de la producción de alcohol en cervezas y vinos con
celulasas, la producción de quesos con proteasas, y la conversión de glucosa a fructosa en jarabes de maíz ricos en
fructosa con glucosa isomerasa.
Los beneficios de utilizar enzimas en la industria alimentaria son diversos:
○ Mejoran la textura y el sabor de los alimentos, haciéndolos más suaves, cremosos y sabrosos.
○ Reducen los tiempos de producción al actuar como catalizadores de reacciones químicas.
○ Ayudan en la conservación de alimentos al descomponer sustancias que aceleran el deterioro de los
alimentos.
○ Reducen los desperdicios, ya que los subproductos pueden utilizarse como compost.
○ La obtención exitosa de enzimas implica el uso de cepas de alto rendimiento y condiciones de cultivo
controladas en fermentadores.
Biorreactor y Fermentador:La diferencia fundamental entre un biorreactor y un fermentador radica en la aplicación y el
tipo de microorganismos utilizados.
Biorreactor:El término "biorreactor" se asocia comúnmente con el cultivo de células madre, vegetales y animales.
● Está diseñado para la producción de diversos productos, como sustancias detergivas, enzimas (como
α-amilasas), proteínas recombinantes (por ejemplo, inulina) y productos farmacéuticos como antibióticos.
● Su aplicación se extiende a la producción de una amplia gama de sustancias químicas y biomoleculares.
Fermentador: El fermentador es un tipo especial de biorreactor.
● Se utiliza principalmente en procesos de fermentación, donde microorganismos como bacterias, levaduras y
hongos se cultivan en sustratos específicos para obtener productos deseados.
● Ejemplos de productos obtenidos en fermentadores incluyen alcohol, ácidos orgánicos, enzimas, antibióticos
y bioplásticos.
● Su aplicación se enfoca en la producción de productos biotecnológicos y químicos mediante fermentación
controlada.
FERMENTADOR
Un fermentador o biorreactor se define como un sistema diseñado, que consta de un recipiente, con el propósito de facilitar el
crecimiento de la masa biológica a través de la transformación o degradación del material alimentado al reactor.
Es un dispositivo que combina aspectos biológicos y tecnológicos:
Biológico: Mediante un ambiente interno controlado, se maximiza la producción y garantiza el crecimiento del cultivo vivo.
Tecnológico: El biorreactor debe poder operar de manera económica, con alto rendimiento y en el menor tiempo posible.
Características de un Fermentador:
Puede ser aerobio (con oxígeno) o anaerobio (sin oxígeno) según las necesidades del proceso biológico.
El recipiente generalmente es cilíndrico, con una variedad de tamaños y suele estar fabricado en acero inoxidable.
● Fermentador Líquido (Cultivo Sumergido):En este proceso, los microorganismos crecen en un medio de cultivo
líquido. Ejemplo: fermentador utilizado en la producción de productos lácteos.
● Fermentador Sólido: En este proceso, el medio de cultivo es sólido, y los microorganismos se desarrollan en la
superficie del sustrato. Ejemplo: compostaje de residuos orgánicos.
Clasificación de los Fermentadores por Modo de Operación:
● Fermentador Discontinuo (Batch): En el modo de operación de lote, el biorreactor se carga inicialmente con un medio
de cultivo y microorganismos. Luego, el cultivo se deja crecer sin adición de nutrientes y se cosecha en su totalidad al
final del proceso. Este enfoque es útil en investigaciones y producciones a pequeña escala, donde se requiere una
operación simple y controlada de un solo ciclo, como en la producción de lotes piloto o para pruebas de laboratorio.
● Fermentador Fed-Batch o Semicontínuo:En el sistema de alimentación por lotes, se introduce una alimentación
controlada de nutrientes al biorreactor durante el proceso de cultivo. Esta estrategia permite un crecimiento celular
prolongado y una mayor producción de biomasa o productos, en comparación con el modo de lote puro. Se utiliza
comúnmente en aplicaciones de producción a mayor escala y en la producción de productos biotecnológicos, ya que
proporciona un mayor control sobre la concentración de nutrientes y la cinética del proceso.
● Continuo o Quimiostato: En un quimiostato continuo, se suministra de forma constante un flujo de nutrientes al
biorreactor, y al mismo tiempo, se retira una cantidad equivalente de cultivo en crecimiento para mantener el sistema
en un estado estacionario. Esta operación se utiliza en estudios de cinética de crecimiento, para mantener poblaciones
microbianas en equilibrio y para investigaciones científicas, donde se requiere un control estricto de las condiciones y
un análisis detallado de las tasas de crecimiento.
Equipamiento y Diseño de un Fermentador:
Partes comunes en un fermentador incluyen manómetros, motores, agitadores para mantener la homogeneidad del
medio y la temperatura, suministro de aire estéril, aireadores para fermentación aeróbica, deflectores para reducir
vórtices y mejorar la mezcla, una camisa para agua de refrigeración, salida de gases, agua de refrigeración y una
ubicación de carga para sustrato o microorganismos.
Sistemas de Agitación:
Los sistemas de agitación mecánica y no mecánica, como "Air lift" y la agitación por inyección de aire, se utilizan para mantener
una distribución uniforme de células, mantener la temperatura constante y minimizar gradientes de nutrientes.
Factores de Eficiencia en un Fermentador:
● Los microorganismos o células son eficientes en su función bajo condiciones óptimas.
● Factores como el flujo de gases (por ejemplo, oxígeno, nitrógeno, dióxido de carbono), temperatura, pH y velocidad de
agitación deben ser monitoreados y controlados para optimizar la producción y el crecimiento del cultivo.
● Mantener las células uniformemente distribuidas, mantener la temperatura constante y minimizar gradientes de
nutrientes son prácticas importantes en un fermentador.
● La asepsia, la limpieza y el diseño sanitario son cruciales para mantener un cultivo puro y reducir costos y tiempos de
producción.
BIORREACTOR
● Crecimiento Celular: Los biorreactores se utilizan para cultivar microorganismos como bacterias y levaduras,
proporcionando un entorno controlado para su crecimiento y reproducción.
● Producción de Enzimas: En biorreactores, se cultivan microorganismoscapaces de producir enzimas
industriales valiosas, que se utilizan en una variedad de aplicaciones, desde la industria alimentaria hasta la
farmacéutica.
● Síntesis de Proteínas: Los biorreactores son esenciales para producir proteínas recombinantes, como insulina
o anticuerpos monoclonales, a través de la manipulación genética de microorganismos.
● Biocatálisis: Los biorreactores permiten llevar a cabo reacciones químicas utilizando enzimas o
microorganismos, lo que es útil en la producción de productos químicos sostenibles y bioplásticos.
● Tratamiento de Aguas Residuales: En aplicaciones medioambientales, los biorreactores biológicos se
emplean para purificar aguas residuales y eliminar contaminantes orgánicos antes de su descarga.
● Producción de Alimentos: En la industria alimentaria, los biorreactores se utilizan en la fermentación de
productos como yogur, queso, cerveza y pan.
● Crecimiento de tejidos: Los biorreactores de células animales se usan en la ingeniería de tejidos para cultivar
células y tejidos con fines médicos y de investigación.
● Producción de Algas: Los biorreactores de algas permiten el cultivo de algas, que pueden utilizarse en la
producción de biocombustibles, alimentos y productos químicos.
TANQUE AGITADO
Acero inoxidable o vidrio, buen control de temperatura, pH, oxígeno disuelto, nivel, velocidad de agitación, flujos de
alimentación. Buena transferencia de gases. Construcción simple.
Operación:
AIR LIFT
Los biorreactores de tipo air lift son sistemas similares a los lechos fluidizados y se caracterizan por su diseño con un tubo
interno que permite la circulación de aire, lo que facilita la mezcla de los componentes dentro del biorreactor. Estos
biorreactores son ideales para reacciones aeróbicas, como la producción de biomasa y productos biotecnológicos, así como
para aplicaciones como el cultivo de tejidos, donde se requiere un ambiente suave para evitar daños por esfuerzos cortantes.
Uno de sus puntos fuertes radica en su facilidad de esterilización, lo que garantiza condiciones higiénicas en aplicaciones
sensibles. Además, su diseño con pocas o ninguna parte móvil contribuye a su simplicidad y confiabilidad. Además, son
conocidos por su eficiencia energética, lo que los hace adecuados para aplicaciones de larga duración y ahorro de costos en
términos de consumo de energía.
LECHO FIJO
El lecho fijo se refiere a un sistema en el cual las biopelículas se adhieren a un soporte sólido, que puede ser un gel poroso o no
poroso. En este entorno, se utilizan células o enzimas inmovilizadas, lo que significa que no están en suspensión y tienen una
interacción directa con el sustrato. Esto da como resultado una baja mezcla en el sistema, lo que es beneficioso cuando se
necesita un alto tiempo de contacto entre el sustrato y las biopelículas para llevar a cabo reacciones específicas. Sin embargo, a
lo largo del tiempo, este proceso puede alterar la porosidad del lecho y dar lugar a la formación de canales, lo que debe ser
monitoreado y controlado para mantener una operación eficiente. El lecho fijo se aplica en diversas áreas, como la biotecnología
y el tratamiento de aguas residuales, donde se requiere un proceso de bioconversión o biorremediación de larga duración y alto
rendimiento.
REACTORES DE MEMBRANA
Son sistemas utilizados principalmente en el tratamiento de aguas residuales. Estos sistemas se basan en la filtración tangencial
de lodos cautivos mediante membranas de microfiltración o ultrafiltración. Las membranas retienen sólidos y biomasa,
permitiendo que el agua tratada pase a través de ellas. Para evitar el ensuciamiento de las membranas, se emplea la aireación. Sin
embargo, uno de los desafíos es la saturación de las membranas, lo que puede limitar su eficiencia con el tiempo. Estos
reactores de membrana son ampliamente utilizados en aplicaciones de tratamiento de aguas residuales industriales y
municipales, ya que ofrecen una alta capacidad de separación y clarificación del agua.
FOTO BIORREACTOR
Los fotobiorreactores se utilizan en fermentaciones que dependen de la luz, ya sea artificial o natural, y son ideales para el
cultivo de algas y cianobacterias. Estos sistemas suelen requerir un área específica para su funcionamiento, con reactores de
vidrio que permiten la entrada de luz. Para evitar que las células se sedimenten, es importante mantener un movimiento
constante dentro del biorreactor. El control de la temperatura, generalmente en el rango de 25-40°C, es esencial para optimizar
el crecimiento de estos microorganismos fotosintéticos. Además, en aplicaciones de fotobiorreactores, a menudo se utilizan
suplementos dietarios y se pueden producir compuestos como carotenos, que tienen aplicaciones en la industria alimentaria y la
salud.
BIORREACTORES DE UN SOLO USO
Los biorreactores de un solo uso son sistemas que utilizan bolsas desechables pre esterilizadas compuestas por tres capas
poliméricas. Estos biorreactores son especialmente adecuados para el cultivo de células de mamíferos. La agitación se logra
mediante un agitador mecánico incorporado o mediante balanceo de la bolsa. Son preferidos en aplicaciones donde se requiere
una esterilización fácil y rápida, y son ideales para situaciones que buscan reducir costos de capital. Sin embargo, su capacidad
tiende a estar limitada a volúmenes más pequeños, típicamente hasta 2000 litros. Aunque ofrecen ventajas en términos de
esterilidad y eficiencia, su uso puede tener un impacto ambiental debido a la generación de residuos plásticos desechables, lo
que plantea desafíos en términos de sostenibilidad.
FERMENTACIÓN LÁCTICA
La fermentación láctica es una vía metabólica en la que la glucosa se descompone para producir ácido láctico, y ocasionalmente
puede generar otros subproductos como dióxido de carbono (CO2) y alcohol. Esta fermentación puede seguir dos vías
principales:
● la vía homofermentativa, que produce predominantemente ácido láctico como producto final
● la vía heterofermentativa, que genera ácido láctico además de otros subproductos, como CO2 y alcohol.
La fermentación láctica es un proceso común en la producción de alimentos como el yogur y el queso, así como en la
fermentación de vegetales y otros productos.
INTOLERANCIA A LA LACTOSA
Yogur, contiene un 30% menos lactosa que la leche, se elabora gracias a un proceso de fermentación en el que una serie de
bacterias rompen la lactosa y la reducen, y los fermentos vivos alcanzan el intestino y facilitan la digestión de la lactosa restante.
PREBIÓTICOS Y PROBIÓTICOS
El sistema digestivo humano está colonizado por una diversa comunidad de microorganismos conocida como microbiota
intestinal. Esta microbiota puede ser influenciada negativamente por factores como la alimentación, el estrés, enfermedades y el
uso de ciertos medicamentos. Para mantener un equilibrio saludable en la microbiota intestinal, se ha demostrado que el
consumo de alimentos ricos en prebióticos y probióticos puede ser beneficioso. Los prebióticos son componentes no digeribles
que promueven el crecimiento de bacterias beneficiosas en el intestino, mientras que los probióticos son microorganismos vivos
que aportan beneficios para la salud intestinal. Estos elementos pueden ayudar a mantener una microbiota intestinal equilibrada
y saludable, contribuyendo a la salud digestiva en general.
● Reducen el colesterol y triglicéridos
● Estimulan el sistema inmune
● Producen vitaminas
● Inhiben bacterias patógenas
● Aumentan antioxidantes
● Atrapan moléculas tóxicas
ALIMENTOS CON PROCESO DE FERMENTACIÓN
¿QUÉ SUCEDE CON EL USO DE ANTIBIÓTICOS PARA CONSERVAR ALIMENTOS?
No obstante, el uso de antibióticos en la producción de alimentos también es una cuestión importante. Administrar antibióticos
a animales de producción puede fomentar la proliferación de bacterias resistentes en el tracto intestinal de los animales. En
consecuencia, estas bacterias resistentes pueden contaminar la carne durante el procesamiento.Como resultado, si la carne no
se cocina adecuadamente para eliminar estas bacterias o si la carga es lo suficientemente alta como para causar infección en los
humanos, puede dar lugar a enfermedades transmitidas por los alimentos (ETAs).
A pesar de que el uso de medicamentos veterinarios, incluyendo antibióticos y hormonas, está regulado por agencias
gubernamentales, es fundamental que se utilicen de manera responsable y ética. Por ejemplo, se prohíbe el uso de antibióticos
con fines promotores del crecimiento. Sin embargo, se permiten en casos terapéuticos cuando hay infección y es necesario
tratar a los animales.
En términos legales, en muchos países, incluyendo Argentina, existen regulaciones para controlar el uso de medicamentos en la
producción de alimentos. El Servicio Nacional de Sanidad y Calidad Agroalimentaria (SENASA) en Argentina ha implementado
programas de control de residuos, contaminantes e higiene de alimentos de origen animal. El objetivo de estas regulaciones es
garantizar la seguridad de los alimentos.
La relación entre la salud animal y la salud humana es fundamental. Aproximadamente el 60% de las enfermedades que afectan a
los humanos provienen de los animales. Por lo tanto, es esencial mantener la salud en ambas poblaciones. Para abordar este
problema, se han propuesto medidas. Entre ellas, limitar el uso de antibióticos a situaciones controladas bajo supervisión
veterinaria. También, vacunar a los animales y mejorar sus condiciones de vida e higiene. Estas acciones no solo previenen
infecciones, sino que también mejoran la salud de los animales, reducen la necesidad de medicamentos y contribuyen a la
preservación de la biodiversidad.
UNIDAD 7 OTRAS TECNOLOGÍAS DE CONSERVACIÓN E INOCUIDAD
TECNOLOGÍAS NO TÉRMICAS
● Campos eléctricos pulsantes
● Ultrasonidos (US)
● Altas presiones hidrostáticas (HPP)
● Irradiación (rayos gamma; rayos X..)
● Campos magnéticos oscilantes
● Plasma frío, etc.
LA PRESIÓN – USO DE ALTAS PRESIONES HIDROSTÁTICAS:
La velocidad con la que sale el fluido será mayor mientras más abajo (más
altura de columna de líquido exista) se encuentre el orificio de salida del fluido.
Los primeros productos comerciales aparecieron en el mercado en 1991 en Japón. En este país se utiliza ahora esta tecnología
en productos como zumos de fruta, salsas, arroz, pasteles y postres. En España actualmente la firma Espuña comercializa jamón
feteado tratado por HHP En Francia la empresa Pampryl elabora zumos de naranja también mediante esta técnica que se
pueden encontrar ya en los supermercados (Trujillo et al, 2002). La tecnología de altas presiones (presiones hasta 600 MPa
durante unos pocos minutos) ataca a las bacterias patógenas, como la Salmonella o la Listeria monocytogenes. Esta técnica
evita el uso de productos químicos o aditivos sintéticos, mantiene los niveles de vitaminas y alarga la vida útil de los productos.
VENTAJAS:
● Se obtienen alimentos de alto valor nutricional.
● Conservación de las propiedades organolépticas.
● Alargamiento de la vida útil.
● Inocuidad alimentaria (alimentos seguros).
Factores que pueden influir en los efectos de las altas presiones sobre los microorganismos:
● Tipo de microorganismo (familia, especie, cepa).
● Fase de crecimiento del microorganismo.
● Temperatura (T°).
● Presión (P°).
● Tiempo de exposición.
● pH del medio.
● Actividad de agua (aw).
● Composición del medio.
ALTAS PRESIONES SOBRE MICROORGANISMOS
Dependiendo del tipo de esporas, existen algunas especies que para
inactivarse requieren 1000 MPa o más.
Las células vegetativas son más sensibles (alrededor de 200 MPa o más) que
en estado latente.
En general, la mayoría de las bacterias gram positivas son más resistentes
(500-600 MPa a 25°C durante 10 minutos) que las gram negativas (300-400
MPa a 20°C durante 10 minutos). Esta resistencia no está relacionada con la
pared celular, sino con la morfología bacteriana.
Las levaduras y mohos son relativamente más sensibles en comparación con
las bacterias. Sin embargo, el uso de altas presiones no es efectivo a una
actividad de agua (aw) inferior a 0,8, lo que indica su resistencia en alimentos
deshidratados.
Los virus son muy resistentes, pero su nivel de resistencia depende del tipo de virus, ya sean encapsulados o no encapsulados.
Por lo general, requieren altas presiones para su inactivación.
Se descubrió que la yersinia enterocolítica es la más sensible a HPP. los virus encapsulados se ha reportado que son inactivados
a 300 MPa, la presión puede causar daños a la cápsula viral y previene que las partículas virales se adhieran a la célula huésped,
TECNOLOGÍA ÓMICA
Se centran en el estudio de diferentes campos de la biología y a partir de ello se obtiene información detallada sobre:
● Genes (Genómica)
● Metabolitos (Metabolómica)
● Lípidos (Lipidómica)
○ A través del estudio de los lípidos que componen las membranas celulares, como su importancia en la
regulación de la permeabilidad en el transporte celular, se puede innovar en la mejora de ciertos productos
alimenticios. En otras palabras, la dieta y la ingesta de nutrientes pueden influir en la composición de los
lípidos en las membranas celulares. La composición de la membrana celular es el resultado de la eficiencia de
absorción de nutrientes, incluidos los ácidos grasos. Este conocimiento puede ser aplicado para desarrollar
alimentos más saludables y funcionales, teniendo en cuenta cómo los lípidos en las membranas celulares
pueden ser influenciados por la dieta y cómo esto puede impactar en la salud y la calidad de vida de las
personas.
● Proteínas (Proteómica)
○ La proteómica es una disciplina que se enfoca en el estudio de las modificaciones, funciones e interacciones
de las proteínas. Permite realizar comparaciones cualitativas y cuantitativas del perfil de proteínas, conocido
como proteoma, presente en un conjunto de células, tejidos u organismos en un momento o condición
específica. La proteómica, además de ayudar a comprender la complejidad de los procesos celulares y las
respuestas fisiológicas de las células y los organismos a su entorno, tiene aplicaciones en métodos de
diagnóstico y tratamiento.
En el ámbito de los alimentos, la proteómica desempeña un papel fundamental al permitir:
■ Evaluar la calidad de los alimentos, lo que incluye la optimización de procesos de conservación y de
ingredientes y aditivos utilizados en su elaboración.
■ Garantizar la inocuidad de los alimentos al identificar la presencia de patógenos o alérgenos que
puedan representar riesgos para la salud.
■ Investigar el desarrollo de envases inteligentes que pueden monitorear el deterioro de proteínas
mediante biomarcadores, como cambios en el color, lo que contribuye a la prevención del consumo
de alimentos en mal estado.
■ Detectar adulteraciones en los alimentos, identificando diferencias en los perfiles proteicos que
pueden indicar la presencia de ingredientes no declarados o modificaciones no deseadas.
Las técnicas utilizadas en proteómica incluyen:
■ Cromatografía líquida junto con espectrometría de masas (LC-MS) para la separación y análisis de
proteínas.
■ Espectrometría de masas (MS) para la identificación y cuantificación de proteínas.
■ Digestión proteolítica mediante enzimas, seguida de análisis por espectrometría de masas.
■ Electroforesis en geles para la separación de proteínas según su peso molecular.
■ Western Blot, que utiliza anticuerpos para confirmar la presencia de proteínas específicas.
■ Marcadores químicos, como marcadores isotópicos, que permiten rastrear proteínas de interés.
■ Espectroscopía infrarroja para analizar muestras líquidas mediante la absorción de luz infrarroja.
ENVASES ACTIVOS E INTELIGENTES
TIPOS DE SUSTANCIAS QUE SE AGREGAN A LOS ENVASES ACTIVOS
Sustancias activas naturales:
● Extractos de plantas (antimicrobianos, por ejemplo, romero)
● Extractos de cítricos (antimicrobianos, por ejemplo, limoneno)
● Aceites esenciales (antimicrobiana y antioxidante, por ejemplo, ácido de tomillo)
● Lactoferrina (proteína antimicrobiana)● Almidón/quitosano
Sustancias activas sintéticas:
● Absorbedores de oxígeno (antioxidantes, por ejemplo, hierro; vitamina C en polvo)
● Desecantes (absorber humedad, por ejemplo, sílicagel)
● Anticorrosivos (por ejemplo, hierro electrozincado)
● Emisores de gases (por ejemplo, liberan CO2, etileno, N2)
● Antimicrobianos sintéticos (por ejemplo, nanopartículas de Ag, Cu, Zn o benzoato de sodio, compuesto químico)
ENVASES INTELIGENTES
Son aquellos envases que ofrecen un sistema de sensores e indicadores que monitorean y ofrecen información extra sobre
diferentes parámetros, como las propiedades y el estado de conservación los alimentos.De esta forma, podemos conocer
información de gran utilidad sobre el producto.
Las nuevas tecnologías de envasado se orientan a que el envase tome un papel activo en la protección del alimento y que
permita una mejora en la calidad sensorial y nutricional. El envasado activo (EA) busca que el envase actúe no solo como un
medio de confinamiento y protección pasiva del alimento sino que además controle o inhiba la presencia de microorganismos
por contener en su formulación sustancias antimicrobianas, bacteriocinas, etc… La aplicación de nanotecnologías para la
creación de films de espesores mínimos, perfectamente adaptados a la superficie del alimento y con distintos grados de
impermeabilidad a humedad y gases, que contengan inhibidores y antimicrobianos, sustancias antioxidantes e inhibidores de la
maduración, permiten el desarrollo de una protección efectiva e imperceptible. En muchas ocasiones se pretende que sea
incluso comestible y/o de origen natural y que mantenga la seguridad así como las características nutricionales y sensoriales
durante más tiempo y que sean productos frescos de larga caducidad.
TECNOLOGÍA DE OBSTÁCULOS O BARRERA
Engloba combinaciones de tecnologías tradicionales con emergentes, los tratamientos se aplican a dosis que individualmente
resultaría subletales pero que conjuntamente tienen una alta eficacia inhibitoria frente a microorganismos patógenos y/o
alterantes. La inclusión de tratamientos térmicos muchas veces dispara la efectividad pero en la moderna tecnología de
preservación se busca su exclusión o el uso de temperaturas suaves para preservar la calidad nutricional y sensorial del alimento.
Consiste en técnicas de conservación aplicadas para controlar el deterioro y la calidad de los alimentos. El objetivo de cualquier
proceso de conservación es MINIMIZAR la probabilidad de ocurrencia y crecimiento de microorganismos deterioradores y
patógenos. Por lo tanto, es necesario para la conservación de los alimentos, exponer a los microorganismos en un medio HOSTIL
y así:
● Prevenir o retardar su crecimiento
● Provocar la muerte de los mismos.
Esto se puede hacer alterando el pH, la aw, las temperaturas, radiación UV o ionizante, incorporando conservantes. A través de
estas prácticas se altera la homeostasis de los microorganismos.
Algunos ejemplos son la deshidratación osmótica de frutas y hortalizas o el tratamiento térmico de jugos y néctares.
TIPO DE
FERMENTACIÓN
Microorg. involucrado T°. TIEMPO DE
FERMENTACIÓ
N
aerobia
/anaerobi
a
breve mención del TIPO DE
FERMENTADOR que utilizará (indique
parámetros a controlar)
Aceitunas Fermentación
heteroláctica al
inicio y al final
homoláctica.
Bacterias lácticas como
Streptococcus y
Lactobacillus
22° a 25°C. 30-35 días Anaerobia , lo ideal es recipientes de fibra de vidrio y
resinas con revestimientos en poliuretanos
de grado alimenticio, también existen
recipientes plásticos de grado
alimenticio)
Chucrut Fermentación
láctica,
principalmente
heteroláctica (al
principio)
Bacterias lácticas como
Leuconostoc mesenteroides,
Lactobacillus
plantarum, Lactobacillus
brevis y 
Pediococcus cerevisiae
18-25°C 3 semanas
aproximadamen
te
Anaerobia Utilizará un fermentador discontinuo, ya
que nos permite la salida de los productos
y un control. de los siguientes parámetros:
Kimchi fermentación
láctica
-Leuconostoc mesenteroides
-Lactobacillus plantarum
-Saccharomyces
(aprox.
18°C es lo
ideal,
8 días a anaerobia Se utilizan fermentadores de Batch de
acero inoxidable tb. los hay más artesanal
de vidrio o cerámica
Queso fermentación
láctica anaeróbica
bacterias lácticas como
lactococcus, lactobacillus y
streptococcus.
Tb. Streptococcus
Termophilus (heteroláctica)
20°C
-38°C)
1 a 3 hs aprox. ANAERÓ
BICA
Fermentadores de flujo continuo (escala
industrial)
Yogur fermentación
lactica.
Homofermentativa
Lactobacillus bulgaricus.
Staphylococcus thermophilus
40- 45 ºC entre 6 y 8 hs
dependiendo
del tipo de
yogurt
fermenta
ción
anaeróbic
a
fermentador: tanque agitado. Continuo.
Salame Fermentación
lactica
(homoláctica
ppalmente)
Bacterias lactobacillus
plantarum, lactobacillus sake,
lactobacillus curvatus,
lactobacillus acidophilus,
pediococcus pentosaceus y
pediococcus.
. 25°C es
lo más
común
entre 24 hs y
72 hs( 2 y 3
días)
Anaerobia
,
Es un tipo de fermentación discontinua.
Es importante controlar la temperatura
que debe ser entre 22-26ºC, la humedad
relativa debe Debe ser en 80% y 90%
como maximo, se debe controlar la
concentración de oxígeno.
Tempeh
Fermentación
principalmente
FÚNGICA
hongo llamado Rhizopus
oligosporus.
30°C y 32
°C
(claro 1 a 2
días)
Aeróbica Fermentador de Tempeh eléctrico: Suelen
tener bandejas apilables para colocar los
granos de soja inoculados y una tapa para
mantener el ambiente sellado.
Miso Fermentación
LÁCTICA y
pequeña ferm.
alcohólica
Lactobacillus spp. y
Zygosaccharomyces y
Cándida
Para el Koji se necesita una
hidrólisis de almidones que es
producida por hongo
Aspergillus oryzae (contiene
muchas enzimas que logran
esta hidrólisis)
20-25°C 3 días (actúa
Koji)
luego
fermentar unas
semanas más
toda la mezcla
mas sal y
finalmente
madura (meses
)
anaeróbic
as
se produce en un sitio cálido y barricas de
madera de cedro,
Kefir fermentación :
acido-láctica y
alcohólica.
(mixta)
1° LActobacillus; Leuconostoc
2° levadura Saccharomyces
cerevicea
FL: 20°C
-24°C
FA: 18°C
-20°C
El tiempo de
fermentación
del kefir puede
variar, pero
generalmente
toma alrededor
de 12 - 48
horas.
Anaerobia El fermentador más comúnmente utilizado
para hacer kéfir es un frasco de vidrio con
tapa hermética. También se puede utilizar
un frasco de cerámica o plástico
Sake Fermentación
alcohólica.
Aspergillus oryzae (Koji),
interviene fase iniciación
Saccharomyces cereviceae y
Sacch. sake
r. Los 18º
son la
temperatu
ra ideal.
. La
fermentación
concluye a las 2
semanas.
Anaerobia
. Existen varios tipos de fermentadores ej:
la FA es netamente en fermentadores
cerrados que permiten la anaerobiosis
Sus parámetros a controlar son la
temperatura,alcohol; acidez; azúcary el
tempo ; oxígeno
Salsa de soja ALCOHÓLICA .y
Fermentación
láctica (posterior a
la producción)
Además, Zygosaccharomyces
rouxii(ppalmente en FA)
tb participan lácticas como
Lactobacillus y Pediococcos
inicial
28°C,
luego más
baja
comienza
FA 15-20
°C
.
Ferm. con koji
aprox 48 hs
Anaerobia Se usan piletas de fermentación natural
Vino Comienza por la
fermentación
ALCOHÓLICA o
etílica. Luego
puede provocarse
una FM
(maloláctica),
FA: Levaduras
Saccharomyces cerevicea T° blanco:
ideal 18°C
T° tinto:
promedio
aprox.
30°C
8 a 15 días. Fermenta
ción
Anaerobia
.
El tipo de fermentador: Tanque de acero
inoxidable cilíndrico. Discontinuo.
Cerveza Alcohólica Saccaromyces cervisiae 10°C para
Lager)
20°C para
Ale)
La
fermentación
dura 7 días para
las “Ales”. Si es
Anaerobia Material:
- plástico alimenticio
- vidrio
https://es.wikipedia.org/wiki/Saccharomyces
una “Lager” es
de
aproximadamen
te 15 días
- acero inoxidable cónico
(principalmente)
sidra Alcohólica levadura, Saccharomyces
cerevisiae.
15°C y
20°C
Generalmente
dura de 1 a 3
semanas.
anaerobi. El tipo de fermentador que se utilizará es
un fermentador de tanque cilíndrico con
control de temperatura, presión y
agitación. Los parámetros a controlar son
la temperatura, la presión, la velocidad de
agitación y el pH.
Pan
ALCOHÓLICa
Saccharomycescerevisiae
(FA)
pan masa madre
(Lactobacillus)
25 y 35°C (1- 2hs) Anaerobia
(FA)
Existen gran variedad de fermentadores ej:
F. con cámaras de fermentación donde ya
están las masas preformadas, reposan y
fermentan
Vinagre Por lo tanto es
Fermentación
ACÉTICA
Bacterias acéticas o
Acetobacter aceti
.(ideal
30°C)
comúnmente
de 8 a 10 días
aeróbica Los tipos de fermentadores ideales son de
acero inoxidable cilindro- cónicos
.
Café Principalmente F,
Alcohólica
principalmente son levaduras
y algunas bacterias, como
Saccharomyces cerevisiae y
Lactobacillus spp.
20 y 30
°C.
oscila entre 12
y 48 horas.
El café
generalm
ente se
fermenta
de forma
anaeróbic
a,
La fermentación puede realizarse a escala
industrial en tanques de fermentación de
acero inoxidable o realizarse en tambores
o bolsas de fermentación (artesanal)
Controles de T°; H°; tiempo….
Cacao fermentación
alcohólica (fase 1)
y luego
fermentación
acética (fase 2).
Levaduras Sacccharomyces
Cereviceae principalmente tb
otras (FA) y bacterias
Acetobacter (FAcética).
36°c a
37°C luego
en F.
acética
alcanzará
entre 45°C
hasta
50°C
entre 6 y 7 días. fermenta
ción
anaerobia
y en
mayor
medida
aeróbica
(acética)
discontinua en cajones de madera ,
Té kombucha principalmente
ACÉTICA pero tb
alcohólica en
menor medida
-Bacterias acéticas como
Acetobacter y
Gluconacetobacter
-Levaduras como
Saccharomyces,
Brettanomyces y Candida.
20°C a
30°C
rango de 7 a 14
días, pero
puede
extenderse a 21
días.
Primera
etapa:
aeróbica
Segunda
etapa :
anaerobia
-Predomi
nante
aeróbica
generalmente acero inoxidable cónico (
similar cerveza) si es a escala industrial,
UNIDAD 8 MICROENCAPSULACIÓN
La microencapsulación es una técnica de empaquetamiento de materiales sólidos, líquidos o gaseosos a través de la aplicación
de una cubierta delgada, denominada pared, sobre partículas del tamaño del orden de los micrones. Se obtienen microcápsulas
compuestas por una membrana semipermeable, fuerte y delgada, hecha de un material polimérico, que rodea y contiene a la
sustancia de interés, llamada centro o núcleo activo. Este núcleo se encuentra protegido de la luz y el oxígeno y es liberado
paulatinamente en condiciones específicas.
OBJETIVOS DE LA MICROENCAPSULACIÓN •Disminuir la volatilidad o velocidad de evaporación de la sustancia
microencapsuladahacia el medio externo
Reducir la exposición del material central a factores externos: calor, luz, humedad, oxidación, etc.
Provocar o permitir la liberación controlada y de manera gradual de la sustancia recubierta, bajo condiciones específica de
humedad, pH, tensión del sistema , acción de enzimas, etc
Introducir en una matriz aquellas sustancias bioactivasde los alimentos para impedir que se pierdan y protegerlas de la reacción
de otros compuestos
Facilitar la manipulación ya que trasforma liquido en sólido
Enmascarar el mal sabor o el mal olor de algunas sustancias usadas como aditivos en alimentos
LAS SUSTANCIAS QUE PUEDEN SER MICROENCAPSULADAS SON
vitaminas •minerales •colorantes • prebióticos •probióticos •saborizantes •antioxidantes •aceitesesenciales •enzimas •drogas
•fertilizantes
CARACTERÍSTICAS DE MATERIALES DE LA PARED DE RECUBRIMIENTO
● Baja viscosidad a altas concentraciones
● baja capacidad de absorcion de humedad atmosferica
● capacidad de estabilizar en una emulsion el material central
● no reaccionar con el material central y ser insoluble en el
● ser soluble en la matriz alimetnicia donde se adicionara finalmente
● Proporcionar maxima proteccion a la sustancia i principio activo que encierra
● permitir la liberación completa de solventes u otros materiales usados durante el proceso de encapsulación
● No poseer sabor
● ser de bajo costo
Materiales de la pared: polimeros naturales o sintéticos
MECANISMOS DE LIBERACIÓN DE SUSTANCIA ENCAPSULADA
● disolución o fusion
● liberación física o mecánica
● difusion
COACERVACIÓN Puede ser en fase acuosa o en orgánica
ENCAPSULACIÓN POR LIPOSOMAS Este tipo de encapsulado necesita el agregado de antioxidantes Utilizado en industria
farmacéutica, liberación de vacunas, hormonas, enzimas , vitaminas y cosmética
SECADO POR SPRAY: generalmetne los materiales de pared usados para microencapsulación por secado por spray son goma
arabiga, maltodextrina, almidon y carbometilcelulosa.
LECHO FLUIDIZADO: para sustancias cuyo centro son sólidos
SECADO POR EXTRUSIÓN: para encapsular saborizante, vitamina C, colorantes, duran 2 años
ENCAPSULADO CON ENFRIAMIENTO
ASPERCION POR ENFRIAMIENTO O CONGELACIÓN
PROCESOS FÍSICO QUÍMICO Inclusión Molecular: para encapsular olores y sabores
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE MICROENCAPSULACIÓN
Ventajas:
● Brinda protección al centro activo de la degradación producida por agentes externos como el calor, el aire, la luz y la
humedad.
● Las sustancias microencapsuladas se liberan gradualmente de la matriz que las contiene, lo que resulta en productos
con mejores características sensoriales y nutricionales.
● Permite transformar sustancias líquidas en sólidas, facilitando su manipulación.
● Estabiliza sustancias inestables como vitaminas y carotenos.
● La microencapsulación de aceites esenciales en alimentos evita su volatilización, lo que extiende la vida útil de estos
compuestos.
Desventajas:
● En el proceso de microencapsulación, se pierde una fracción importante del centro activo.
● Existe inestabilidad de las proteínas durante el proceso de microencapsulación.
● Los costos de equipamiento y la dificultad para implementar procesos continuos pueden ser elevados.
● Se requiere investigar y desarrollar nuevos métodos de encapsulación dependiendo de las características de la
sustancia que se va a encapsular.
NANOENCAPSULACIÓN