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Tecnologa de alimentosTecnologa de alimentos

Coleccin

MP

A. Casp y J. Abril

Procesos deconservacin de

alimentos

Procesos deconservacin de

alimentos

SEGUND

AEDICIN


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PROCESOSDE CONSERVACIN

DE ALIMENTOS


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PROCESOS

DE CONSERVACIN

DE ALIMENTOS

ANA CASP VANACLOCHACatedrtica de Tecnologa de Alimentos

Escuela Tcnica Superior de Ingenieros AgrnomosUniversidad Pblica de Navarra

JOS ABRIL REQUENAProfesor Titular Escuela Universitaria de Tecnologa de Alimentos

Escuela Tcnica Superior de Ingenieros Agrnomos

Universidad Pblica de Navarra

Segunda edicin

Corregida

Coedicin

A. Madrid Vicente, Ediciones

Ediciones Mundi-Prensa

2003


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PANORAMA HISTRICO DE LA CONSERVACIN DE ALI-MENTOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

1. ORGENES DE LOS PROCESOS DE CONSERVACIN DE ALIMEN-TOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

2. NICOLAS APPERT Y LOS ORGENES DE UNA INDUSTRIA . . . . . . 22

3. DETERIORO MICROBIANO DE LOS ALIMENTOS . . . . . . . . . . . . . . 25

4. ORGENES Y DESARROLLO DEL FRO INDUSTRIAL . . . . . . . . . . . 28BIBLIOGRAFA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

PARTE IBASES DE LA CONSERVACIN DE ALIMENTOS

Captulo I. ALTERACIN DE LOS ALIMENTOS . . . . . . . . . . . . . . . 35

1. INTRODUCIN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352. FACTORES QUE INTERVIENEN EN LA ALTERACIN DE LOS ALI-

MENTOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382.1. Temperatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382.2. Humedad y sequedad. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382.3. Aire y oxgeno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 392.4. Luz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 402.5. Accin combinada de diferentes factores. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

3. PRINCIPALES CAUSAS DE LA ALTERACIN DE LOS ALIMEN-TOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 413.1. Causas qumicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41


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3.1.1. Pardeamiento no enzimtico (Reaccin de Maillard) . . . . . . . . . 413.1.2. Enranciamiento de los lpidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

3.2. Causas biolgicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 443.2.1. Enzimas naturales de los alimentos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

3.2.2. Microorganismos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453.2.2.1. Efectos del metabolismo de los microorganismos en los

alimentos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 463.2.2.2. Origen de los microorganismos en los alimentos . . . . . 483.2.2.3. Principales grupos de microorganismos causantes de al-

teraciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 493.2.2.3.1. Bacterias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 503.2.2.3.2. Mohos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 533.2.2.3.3. Levaduras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

4. CINTICA DEL DETERIORO DE LOS ALIMENTOS Y PREDICCINDE LA VIDA TIL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 544.1. Reaccin de orden cero . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 574.2. Reaccin de primer orden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 594.3. Efecto de la temperatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 614.4. Determinacin de los parmetros cinticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66

5. APLICACIN DE LA CINTICA DEL DETERIORO DE LOS ALI-MENTOS EN LA PREDICCIN Y CONTROL DE LA VIDA TIL . . 69

Captulo II. MTODOS INDUSTRIALES DE CONSERVACIN DE

ALIMENTOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 731. FUNDAMENTOS DE LA CONSERVACIN DE ALIMENTOS . . . . . . 73

2. FACTORES QUE INFLUYEN EN EL DESARROLLO MICROBIANO 762.1. Incidencia del pH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 762.2. Necesidades de agua. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 792.3. Potencial de xido-reduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 812.4. Sustancias inhibidoras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 812.5. Temperatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

3. PROCEDIMIENTOS UTILIZADOS EN LA CONSERVACIN DE ALI-MENTOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 833.1. Procedimientos basados en la disminucin del pH . . . . . . . . . . . . . . . 853.2. Procedimientos basados en la reduccin del agua disponible . . . . . . 863.3. Procedimientos basados en la variacin del potencial de xido-

reduccin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 863.4. Procedimientos basados en la utilizacin de sustancias inhibidoras 863.5. Procedimientos basados en la utilizacin de calor o fro . . . . . . . . . 873.6. Procedimientos basados en la aplicacin de varios principios . . . . 87

4. MTODOS INDUSTRIALES DE CONSERVACIN . . . . . . . . . . . . . . . 87

BIBLIOGRAFA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89

8 ndice


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PARTE IIMTODOS BIOLGICOS DE CONSERVACIN

Captulo III. CONSERVACIN POR FERMENTACIN . . . . . . . . 931. INTRODUCCIN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93

2. MICROORGANISMOS DE IMPORTANCIA INDUSTRIAL PARA LACONSERVACIN DE ALIMENTOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 952.1. Levaduras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 952.2. Bacterias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97

2.2.1. Bacterias lcticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 972.2.2. Bacterias acticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99

2.3. Mohos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99

3. EL PROCESO DE FERMENTACIN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1014. TIPOS DE FERMENTACIONES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102

4.1. Glicolsis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1024.2. Fermentacin alcohlica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1054.3. Fermentacin lctica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108

4.3.1. Fermentacin homolctica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1094.3.2. Fermentacin heterolctica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109

4.4. Otras fermentaciones. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1114.4.1. Fermentacin actica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1114.4.2. Fermentacin malolctica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112

4.4.3. Fermentacin maloalcohlica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1134.4.4. Fermentacin propinica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1134.4.5. Fermentacin butrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1144.4.6. Fermentacin 2,3-butilenglicol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1154.4.7. Fermentacin cido-mixta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115

4.5. Productos derivados del cido pirvico producido en la glicolsis . . . 116

5. APLICACIONES DE LOS PROCESOS FERMENTATIVOS A LA IN-DUSTRIA AGROALIMENTARIA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1175.1. Productos derivados de la fermentacin alcohlica . . . . . . . . . . . . . . 1195.2. Productos derivados de la fermentacin lctica . . . . . . . . . . . . . . . . . 121

BIBLIOGRAFA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123

PARTE IIICONSERVACIN POR CALOR

Captulo IV. FUNDAMENTOS DE LOS TRATAMIENTOS TR-MICOS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127

1. INTRODUCCIN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127

2. CINTICA DE LA DESTRUCCIN DE LOS MICROORGANISMOS 128

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2.1. Efecto del tiempo de proceso. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1282.2. Efecto de la temperatura de proceso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1312.3. Modelos ms complejos de destruccin trmica . . . . . . . . . . . . . . . . . 135

3. ACCIN DEL CALOR SOBRE LOS CONSTITUYENTES DE LOS ALI-MENTOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1363.1. Accin sobre el agua de constitucin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1363.2. Accin sobre los lpidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1363.3. Accin sobre los glcidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1373.4. Accin sobre las protenas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1373.5. Accin sobre las vitaminas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1383.6. Estudio en conjunto: efecto de la coccin sobre las propiedades organo-

lpticas de los alimentos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1383.6.1. Productos de origen animal: carnes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1383.6.2. Productos de origen vegetal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139

3.7. Cintica de los cambios en los constituyentes de los alimentos . . . . . 139

4. CUANTIFICACIN DE LOS TRATAMIENTOS TRMICOS . . . . . . . 142

5. CINTICA DE LA PENETRACIN DE CALOR EN LOS PRODUC-TOS ENVASADOS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145

6. CLCULO DEL VALOR ESTERILIZADOR DE UN TRATAMIENTO 150

7. PREDICCIN DEL VALOR ESTERILIZADOR DE UN TRATAMIENTO 1527.1. Simulacin de la curva de penetracin de calor para un producto que

se caliente por conveccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152

7.2. Simulacin de la curva de penetracin de calor para un producto quese caliente por conduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1547.3. Simulacin de la curva de penetracin de calor para productos sli-

dos envasados en lquido de cobertura. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157

8. OPTIMIZACIN DEL TRATAMIENTO TRMICO . . . . . . . . . . . . . . . 1588.1. Determinacin del tratamiento trmico capaz de conseguir la esta-

bilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1598.2. Eleccin de las condiciones de proceso. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160

Captulo V. PASTEURIZACIN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163

1. OBJETIVOS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163

2. ELECCIN DE LAS CONDICIONES DE PASTEURIZACIN . . . . . . 164

3. EQUIPOS EMPLEADOS EN LA PASTEURIZACIN DE LQUIDOSSIN ENVASAR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1653.1. Generalidades sobre cambiadores de calor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165

3.1.1. Circulacin de los fluidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1653.1.1.1. Flujo en contracorriente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1653.1.1.2. Flujo en paralelo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167

3.1.2. Transmisin de calor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1683.2. Cambiadores de calor tubulares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169

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3.2.1. Cambiadores de tubos coaxiales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1693.2.2. Cambiadores de superficie rascada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1713.2.3. Cambiadores multitubulares de envolvente . . . . . . . . . . . . . . . . . 172

3.3. Cambiadores de calor de placas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174

3.3.1. Tipos de placas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1743.3.2. Circulacin de fluidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1753.3.3. Placas de conexin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178

3.4. Equipos completos para la pasteurizacin en continuo de lquidos sinenvasar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178

4. EQUIPOS EMPLEADOS EN LA PASTEURIZACIN DE PRODUC-TOS ENVASADOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1814.1. Pasteurizadores por inmersin en bao de agua . . . . . . . . . . . . . . . . 1814.2. Pasteurizadores por lluvia de agua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182

Captulo VI. ESCALDADO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185

1. OBJETIVOS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185

2. PRINCIPALES DIFERENCIAS ENTRE LOS SISTEMAS DE ESCAL-DADO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186

3. EQUIPOS EMPLEADOS EN EL ESCALDADO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1873.1. Escaldadores por vapor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187

3.1.1. Escaldadores por vapor con cortinas de agua . . . . . . . . . . . . . . . . 1883.1.2. Escaldador por vapor con cierres hidrulicos . . . . . . . . . . . . . . . . 188

3.1.3. Escaldador en lecho fluidizado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1893.2. Escaldadores por agua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189

Captulo VII. ESTERILIZACIN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195

1. OBJETIVOS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195

2. ESTERILIZACIN DE PRODUCTOS ENVASADOS . . . . . . . . . . . . . . . 1962.1. Sistemas de esterilizacin por cargas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196

2.1.1. Calentamiento por vapor de agua saturado . . . . . . . . . . . . . . . . . 1972.1.2. Calentamiento por mezcla de vapor de agua-aire . . . . . . . . . . . . . 1992.1.3. Calentamiento por agua sobrecalentada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205

2.1.3.1. Calefaccin por inmersin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2062.1.3.2. Calefaccin por lluvia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208

2.1.4. Alimentacin automatizada de los autoclaves . . . . . . . . . . . . . . . 2112.2. Sistemas continuos de esterilizacin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211

2.2.1. Esterilizadores hidrostticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2122.2.2. Esterilizadores neumohidrostticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2182.2.3. Esterilizadores continuos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2202.2.4. Esterilizadores por llama directa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226

3. ESTERILIZACIN DE PRODUCTOS SIN ENVASAR . . . . . . . . . . . . . . 2283.1. Sistemas directos de esterilizacin UHT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229

3.1.1. Proceso por inyeccin de vapor en el producto . . . . . . . . . . . . . . 229

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3.1.2. Proceso por inyeccin del producto en vapor . . . . . . . . . . . . . . . . 2303.2. Sistemas indirectos de esterilizacin UHT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231

Captulo VIII. COCCIN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233

1. OBJETIVOS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233

2. SISTEMAS DE COCCIN POR CARGAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2342.1. Hornos de coccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2342.2. Marmitas de coccin abiertas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234

3. SISTEMAS CONTINUOS DE COCCIN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2353.1. Por inmersin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2353.2. Por extrusin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235

3.2.1. Fundamentos de la coccin-extrusin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2353.2.2. Los extrusores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236

BIBLIOGRAFA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239

PARTE IVCONSERVACIN A TEMPERATURAS BAJAS

Captulo IX. UTILIZACIN DE BAJAS TEMPERATURAS EN LACONSERVACIN DE ALIMENTOS . . . . . . . . . . . . . . . 245

1. APLICACIN DEL FRO A LA CONSERVACIN DE PRODUCTOSPERECEDEROS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245

2. PRODUCCIN DE FRO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2472.1. Sistemas mecnicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247

2.1.1. Principio de funcionamiento de la mquina frigorfica de compre-sin de un vapor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247

2.1.2. Produccin de temperaturas bajas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2512.2. Sistemas criognicos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256

Captulo X. REFRIGERACIN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259

1. OBJETIVOS DE LA REFRIGERACIN DE ALIMENTOS . . . . . . . . . 2591.1. Frutas y hortalizas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259

1.1.1. Respiracin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2591.1.2. Transpiracin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2601.1.3. Produccin de etileno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2611.1.4. Desarrollo de microorganismos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262

1.2. Carnes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2631.2.1. Modificaciones fsicas durante la refrigeracin . . . . . . . . . . . . . . 2641.2.2. Modificaciones durante la refrigeracin debidas a microorganismos 265

2. SISTEMAS DE ENFRIAMIENTO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2662.1. Enfriamiento por aire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269

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2.1.1. Enfriamiento en cmara frigorfica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2712.1.2. Enfriamiento por presin de aire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2722.1.3. Tneles de enfriamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2732.1.4. Enfriamiento del aire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273

2.2. Enfriamiento por agua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2732.2.1. Enfriamiento del agua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2742.2.2. Ventajas del enfriamiento por agua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275

2.3. Enfriamiento por vaco . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2752.3.1. Equipos para el enfriamiento por vaco . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2802.3.2. Ventajas del enfriamiento por vaco . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282

3. CONSERVACIN EN REFRIGERACIN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2823.1. Temperatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2823.2. Humedad relativa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2833.3. Circulacin del aire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283

3.4. Incompatibilidad entre los productos almacenados . . . . . . . . . . . . . . 2853.5. Sistema de estiba y densidad de almacenamiento . . . . . . . . . . . . . . . . 2863.6. Renovaciones de aire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288

Captulo XI. CONGELACIN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289

1. EL PROCESO DE CONGELACIN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2891.1. Subenfriamiento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2891.2. Nucleacin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2901.3. Crecimiento de los cristales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2911.4. Recristalizacin durante el almacenamiento del congelado. . . . . . . . 2921.5. El estado vtreo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293

2. EFECTOS DE LA CONGELACIN SOBRE LOS ALIMENTOS . . . . . 2952.1. Modificacin de la estructura por efecto de la congelacin . . . . . . . . 295

2.1.1. Daos mecnicos provocados por el incremento de volumen delagua al congelarse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295

2.1.2. Daos mecnicos provocados por la migracin del agua . . . . . . . 2962.2. Daos causados por los cambios en la disposicin de los solutos . . . 2962.3. Influencia de la congelacin sobre la flora de los alimentos . . . . . . . 296

3. PREDICCIN DEL TIEMPO DE CONGELACIN . . . . . . . . . . . . . . . . 298

4. MODIFICACIONES DE LA CALIDAD DEL PRODUCTO DURANTESU ALMACENAMIENTO EN CONGELACIN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3034.1. Alteraciones de la calidad debidas a fenmenos fsicos . . . . . . . . . . . 3034.2. Alteraciones de la calidad debidas a fenmenos qumicos . . . . . . . . . 3034.3. Efecto combinado del tiempo y de la temperatura durante el alma-

cenamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3054.4. Factores PPP. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306

4.4.1. Factor producto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3064.4.2. Factor proceso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3064.4.3. Factor embalaje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307

5. EQUIPOS PARA LA CONGELACIN DE ALIMENTOS . . . . . . . . . . . 308

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5.1. Congeladores por contacto directo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3085.1.1. Congeladores de placas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3085.1.2. Congeladores de bandas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3105.1.3. Congeladores de tambor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311

5.2. Congeladores por aire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3125.2.1. Tneles de congelacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3125.2.2. Congeladores de banda transportadora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3145.2.3. Congeladores de lecho fluidizado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316

5.3. Congeladores criognicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328

BIBLIOGRAFA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321

PARTE V

PROCESOS DE CONSERVACIN BASADOS EN LAREDUCCIN DEL CONTENIDO DE AGUA

Captulo XII. SECADO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325

1. INTRODUCCIN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325

2. FUNDAMENTOS DE LA ELIMINACIN DE AGUA . . . . . . . . . . . . . . 3262.1. Actividad de agua. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3272.2. Mecanismos de la eliminacin de agua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331

2.2.1. Eliminacin de agua por va mecnica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3312.2.2. Eliminacin de agua por va trmica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331

3. PROCESO BSICO DE SECADO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332

4. PERODOS DE SECADO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334

5. PREPARACIN DE LOS PRODUCTOS PARA EL SECADO . . . . . . . . 338

6. ENVASADO Y ALMACENAMIENTO DEL PRODUCTO DESHIDRA-TADO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 339

7. MODIFICACIONES PRODUCIDAS EN EL PRODUCTO CON LA DES-HIDRATACIN Y ALMACENAMIENTO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 340

7.1. Alteraciones de naturaleza qumica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3417.1.1. Reacciones de oxidacin de los lpidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3417.1.2. Pardeamiento enzimtico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3427.1.3. Reacciones de Maillard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3437.1.4. Otras alteraciones de los constituyentes de los productos . . . . . . 343

7.2. Alteraciones de naturaleza fsica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3447.2.1. Cambios de estructura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3447.2.2. Otras alteraciones de naturaleza fsica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347

8. SISTEMAS DE DESHIDRATACIN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3488.1. Secado al sol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3498.2. Secado solar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 350

8.2.1. Secaderos solares naturales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351

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8.2.1.1. Secaderos solares directos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3518.2.1.2. Secaderos solares indirectos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351

8.2.2. Secaderos solares semiartificiales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3518.2.3. Secaderos solares asistidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353

8.3. Secado por gases calientes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3548.3.1. Secaderos de horno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3548.3.2. Secaderos de bandejas o de armario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3558.3.3. Secaderos de tnel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3578.3.4. Secaderos de cinta transportadora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3608.3.5. Secaderos rotatorios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3618.3.6. Secaderos de lecho fluidizado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3628.3.7. Secaderos por arrastre neumtico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3688.3.8. Secaderos por atomizacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 370

8.4. Secaderos por conduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 378

8.4.1. Secaderos de bandejas a vaco . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3788.4.2. Secaderos de tornillo sinfn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3798.4.3. Secaderos de rodillos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 379

8.5. Otros mtodos de secado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3838.5.1. Secaderos Foam Mat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3838.5.2. Secado por explosin (Explosion puffing) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3838.5.3. Secado por microondas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3838.5.4. Deshidratacin osmtica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 384

8.6. Liofilizacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3858.6.1. Fundamentos de la liofilizacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3878.6.2. Ciclo de liofilizacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 390

8.6.2.1. Acondicionamiento de la materia prima . . . . . . . . . . . . 3918.6.2.2. Congelacin del producto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3918.6.2.3. Sublimacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3928.6.2.4. Desorcin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3948.6.2.5. Almacenamiento despus del secado . . . . . . . . . . . . . . 3968.6.2.6. Rehidratacin y uso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 396

8.6.3. Transferencia de calor y transferencia de masa . . . . . . . . . . . . . . 3968.6.4. Equipos de liofilizacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 398

Captulo XIII. CONCENTRACIN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 401

1. TCNICAS DE CONCENTRACIN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 401

2. EVAPORACIN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4012.1. Principios generales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 401

2.1.1. Vaporizacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4042.1.2. Caractersticas del lquido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4052.1.3. Coeficientes de transmisin de calor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 407

2.1.3.1. Coeficiente global de transmisin de calor . . . . . . . . . . 4072.1.3.2. Aumento del punto de ebullicin . . . . . . . . . . . . . . . . . 4082.1.3.3. Efecto de las incrustaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 409

2.2. Caractersticas de un evaporador. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4102.2.1. Componentes de un evaporador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 410

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2.2.1.1. Intercambiador de calor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4102.2.1.2. Mecanismo de distribucin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4102.2.1.3. Separador vapor-lquido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4102.2.1.4. Condensador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 411

2.2.1.5. Produccin de vapor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4112.2.1.6. Precalentadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 411

2.2.2. Configuraciones de un evaporador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4122.2.2.1. Evaporador de simple efecto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4122.2.2.2. Evaporador de mltiple efecto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 415

2.2.3. Conservacin de la energa y recompresin de vapor . . . . . . . . . 4172.2.3.1. Recompresin trmica del vapor . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4172.2.3.2. Recompresin mecnica del vapor . . . . . . . . . . . . . . . . 419

2.3. Tipos de evaporadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4212.3.1. Evaporadores de tubos verticales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 421

2.3.1.1. Evaporadores de tubos verticales cortos . . . . . . . . . . . . 4212.3.1.2. Evaporadores de tubos verticales largos . . . . . . . . . . . . 4252.3.1.2.1. Evaporadores de pelcula ascendente . . . . . 4252.3.1.2.2. Evaporadores de pelcula descendente . . . . 4272.3.1.2.3. Evaporadores de pelcula mixta . . . . . . . . . . 430

2.3.2. Evaporadores de superficies calefactoras mviles . . . . . . . . . . . . 4312.3.2.1. Evaporadores de serpentn rotativo . . . . . . . . . . . . . . . . 4312.3.2.2. Evaporadores centrfugos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 432

2.3.3. Evaporadores de superficies calefactoras fijas . . . . . . . . . . . . . . . 4332.3.3.1. Evaporadores de placas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4332.3.3.2. Evaporadores de conos invertidos . . . . . . . . . . . . . . . . . 4362.3.3.3. Evaporadores de camisa de vapor . . . . . . . . . . . . . . . . . 437

3. CONCENTRACIN POR CONGELACIN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4403.1. Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4403.2. Principios generales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 442

3.2.1. Depresin del punto de congelacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4423.2.2. Pretratamiento de los alimentos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4433.2.3. Viscosidad del producto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4433.2.4. Velocidad de cristalizacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 444

3.3. Tipos de concentradores por congelacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4443.3.1. Unidad de cristalizacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 444

3.3.1.1. Congeladores de contacto directo . . . . . . . . . . . . . . . . . 4453.3.1.2. Congeladores de contacto indirecto . . . . . . . . . . . . . . . . 445

3.3.2. Mecanismo de separacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 446

4. SEPARACIN POR MEMBRANAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4474.1. Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4474.2. Aplicaciones en la industria alimentaria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4474.3. Principios de la separacin por membranas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 449

4.3.1. Terminologa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4494.3.2. Tcnicas utilizadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 449

4.4. Proceso de separacin por membranas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4524.4.1. smosis inversa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 452

16 ndice


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4.4.1.1. Polarizacin de concentracin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4564.4.1.2. Flujo en smosis inversa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 458

4.4.2. Ultrafiltracin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4584.4.2.1. Flujo en ultrafiltracin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 459

4.5. Sistemas de membrana . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4614.5.1. Materiales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4614.5.2. Mdulos o cartuchos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 461

4.5.2.1. Diseo de placas y bastidor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4624.5.2.2. Diseo tubular: a base de polmeros . . . . . . . . . . . . . . . 4634.5.2.3. Diseo enrollado en espiral . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4634.5.2.4. Diseo de fibra hueca . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 464

4.6. Calidad de los alimentos en las separaciones por membrana . . . . . . 465

BIBLIOGRAFA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 466

PARTE VIPROCESOS NO TRMICOS DE CONSERVACIN

Captulo XIV. TECNOLOGAS EMERGENTES EN LA CONSER-VACIN DE ALIMENTOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 471

1. INTRODUCCIN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 471

2. ALTAS PRESIONES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4722.1. Descripcin del proceso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4722.2. Efectos biolgicos de las altas presiones. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4732.3. Presurizacin de los alimentos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 474

2.3.1. Zumos de frutas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4742.3.2. Confituras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4752.3.3. Leche y productos lcteos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4762.3.4. Huevos y ovoproductos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4762.3.5. Otras posibles aplicaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 477

3. CAMPOS ELCTRICOS PULSANTES DE ALTA INTENSIDAD . . . . 4773.1. Sistema de procesado por campos elctricos pulsantes de alta inten-

sidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4783.2. Efectos biolgicos de los campos elctricos pulsantes. . . . . . . . . . . . . 478

4. CAMPOS MAGNTICOS OSCILANTES. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 480

5. PULSOS LUMINOSOS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4825.1. Descripcin del proceso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4825.2. Aplicacin de los pulsos luminosos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 482

6. IRRADIACIN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 484

7.PRODUCTOS QUMICOS Y BIOQUMICOS UTILIZADOS EN CON-SERVACIN DE ALIMENTOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 486

ndice 17


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7.1. Sustancias antimicrobianas presentes naturalmente o formadas en elalimento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 486

7.2. Productos qumicos con propiedades antimicrobianas . . . . . . . . . . . 4887.2.1. cidos orgnicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 488

7.2.2. Anhdrido sulfuroso y sulfitos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4897.2.3. Nitritos y nitratos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 489

7.3. Productos qumicos con propiedades multifuncionales . . . . . . . . . . . 4907.3.1. Especias y aceites esenciales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4907.3.2. Antioxidantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 490

7.4. Bacteriocinas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 491

8. MTODOS COMBINADOS DE CONSERVACIN DE ALIMENTOS. 491

BIBLIOGRAFA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 494

18 ndice


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Panorama histrico de la conservacinde alimentos

1. ORGENES DE LOS PROCESOS DE CONSERVACINDE ALIMENTOS

Todos nuestros alimentos derivan de las plantas o de los animales, son porlo tanto de origen biolgico y es, precisamente, esta naturaleza biolgica lacausa del desarrollo de una serie de transformaciones que no solo modifican suscaractersticas originales, sino que llegan a producir su deterioro. En estas trans-formaciones se incluyen reacciones qumicas y bioqumicas, pero adems, los

alimentos que el hombre utiliza, son tambin adecuados para muchos de losmicroorganismos que abundan en el suelo, en el agua y en el aire, por lo tantoen el deterioro de los alimentos intervienen tambin procesos microbianos.

La conservacin comercial de alimentos no se estableci hasta principiosdel siglo XIX, despus de una serie de descubrimientos que permitieron sentarlas bases cientficas y tcnicas para dicha conservacin, sin embargo, a pesardel completo desconocimiento que se tena en la antigedad de las causas dedegradacin de los alimentos, nuestros antepasados desarrollaron muchosmtodos de conservacin ms o menos efectivos, que se emplearon durantecientos de aos.

Las tcnicas primitivas de conservacin se desarrollaron a partir de la expe-riencia y de la necesidad, el hombre utiliz, segn el hbitat en que viva, dife-rentes formas de conservacin de sus alimentos. En climas fros, el invierno eratiempo de escasez, despus de la cosecha del verano y otoo anteriores se dis-pona de pocos alimentos frescos hasta la primavera siguiente. Adems, conesta falta de alimentos frescos durante el invierno, no slo era difcil para elhombre alimentarse a s mismo, sino que tambin era imposible mantener elganado, en consecuencia, una parte importante del mismo era sacrificada antesde la llegada del invierno, para comer frescos los cortes ms apetecibles y elresto se conservaba en las mejores condiciones posibles para los meses decaresta siguientes. Los mtodos ms comunes de conservacin fueron secado,


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ahumado, salado, encurtido y, cuando las temperaturas eran suficientementebajas, congelacin. Con frecuencia, varios de estos mtodos se utilizaban com-binados, muchas veces inconscientemente, para obtener un producto que se

mantuviera mejor que el conservado por un nico mtodo. Por ejemplo, la carney el pescado se conservaban por una combinacin de deshidratacin y ahu-mado, y en el caso del pescado por encurtido tambin, la variacin de las pro-porciones de ahumado, encurtido y secado producan una gran variedad de pro-ductos diferentes. Algunos descendientes de estos productos sobreviventodava. Los alimentos tradicionalmente conservados en las reas del Norte erancarnes y pescados secados, salazonados y ahumados, frutas y hortalizas seca-das, encurtidas o fermentadas y conservadas como confituras y mermeladas.

En los climas tropicales no surgan las necesidades de conservacin de ali-mentos durante el invierno, pero aqu el problema era precisamente el contra-

rio: se dispona de alimentos frescos todo el ao que se deterioraban rpida-mente con el calor, con frecuencia antes de que pudieran ser consumidos. Enlos climas clidos, la forma ms conveniente de conservar los alimentos erafavorecer el desarrollo de bacterias u otros microorganismos inofensivos queexcluyeran a aquellos que pudieran ser la causa de que el alimento se convir-tiera en perjudicial o incomestible. Este proceso se conoce hoy como fermenta-cin y el ejemplo ms conocido era indudablemente la produccin de alcohol apartir de azcar por las levaduras. Existan, sin embargo, muchos otros proce-sos de fermentacin utilizados para la conservacin de alimentos. En los cli-mas templados, la leche se haca incomestible muy rpidamente, por esta raznse utilizaron distintas fermentaciones para su conservacin, el queso y el yogurson los resultados de este proceso. La col cida (col fermentada) y las aceitu-nas verdes son tambin ejemplos de un proceso de fermentacin, en el cual lasbacterias producen una concentracin tan alta de cido en el alimento (fermen-tacin lctica) que impide el desarrollo de otros microorganismos. El encurtidode alimentos en vinagre tiene un efecto similar a la fermentacin, en lugar deesperar la formacin de cido por accin microbiana, se aade dicho cido alalimento fresco. Normalmente se aplic a hortalizas, pero tambin fue tradi-cional en algunas zonas la conservacin por este sistema de carnes y pescados.

Los productos tpicos conservados en las zonas clidas eran leches fermenta-das, quesos, carnes, pescados y frutas secados al aire.

La leche, un elemento importante en la dieta, se deteriora rpidamente en cli-mas clidos, como se ha dicho, por lo tanto el hombre en su inters de conser-varla propici la aparicin de diferentes productos lcteos, adems del yogur olos quesos, ya citados, tambin la mantequilla que alcanz gran importancia haceya cientos de aos, o utiliz, a menudo de forma inconsciente, como mtodo deconservacin la produccin de antibiticos en los alimentos por mohos, porejemplo el moho Penicillium en la produccin de quesos azules, como el Roque-fort, que produce un antibitico que inhibe el desarrollo de algunas bacterias.Este tipo de moho aparece tambin en el jamn y en algunos embutidos.

20 Procesos de conservacin de alimentos


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La conservacin de alimentos a gran escala ms antigua que se conoce sepractic en el antiguo Egipto, dnde se utiliz para la provisin de cantidadessuficientes de grano seco como seguro para el fallo de las avenidas del Nilo. Se

almacenaban grandes cantidades de grano en silos cerrados, donde permanecanvarios aos sin excesivo deterioro, aunque la prctica normal era utilizar cada aoel grano que ms tiempo llevaba almacenado que era reemplazado por el fresco.

Los Romanos tambin fueron capaces de conservar numerosos alimentos.Entre los hechos ms interesantes de la poca de Pompeyo se pueden citar lasconfituras de frutas conservadas en miel, la miel proporcionaba una concentra-cin de azcar suficientemente alta para inhibir el crecimiento de los microor-ganismos que normalmente atacan a las frutas. El vino tambin fue un hechonormal en el comercio y en la dieta de Roma, as como varios tipos de salsasfermentadas y embotelladas.

Los mtodos tradicionales de conservacin de alimentos se desarrollaronpor prueba y error y conducan a productos de caractersticas variables y deinconsistente vida til. Aunque estos mtodos fueron refinndose con el pasodel tiempo, muchos de ellos no producan un alimento adecuadamente conser-vado que fuese adems nutritivo y apetitoso. Ninguno fue capaz de conservartodos los alimentos y en general estaban muy limitados a productos especfi-cos. Fue hacia finales del siglo XVIII cuando la industrializacin y los largosviajes por mar produjeron la necesidad de conseguir que los mtodos de con-servacin de alimentos fueran aplicables a productos muy diferentes.

En la historia de la conservacin de alimentos hay un punto de inflexinalrededor del ao 1860. Antes de esa fecha, los alimentos conservados erancaros, usados por los ricos y por las expediciones navales, producidos en reasurbanas y en consecuencia no contribuan en la alimentacin de los pobres. Esa partir de 1860, cuando los alimentos conservados comienzan a producirsedonde la materia prima era barata y abundante, por ejemplo en Australia yAmrica del Sur, desde donde se exportaban a Europa. La introduccin de lastcnicas de produccin en masa a partir de 1860 tiene como consecuencia unareduccin rpida de los costes de los alimentos conservados. Casi al mismotiempo, comienzan a conocerse las causas del deterioro microbiano de los ali-

mentos y los procesos empricos de la tecnologa de alimentos empiezan a apo-yarse en bases cientficas.Aunque el incremento de las poblaciones urbanas cre la necesidad real de

mejorar los alimentos conservados, fue la demanda de los marineros la queprodujo las actuales mejoras. En los largos viajes del descubrimiento delrtico y de las antpodas a Europa, dnde haban pocas oportunidades deencontrar alimentos frescos, muchas expediciones fracasaron por los proble-mas siempre presentes de malnutricin en el mar y como consecuencia de losefectos sobre la salud de una dieta de carne salada y galletas, sin frutas y horta-lizas frescas. Puesto que las exploraciones fueron importantes para el prestigiode las principales naciones europeas a principios del siglo XIX, tanto los

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gobiernos como los patrocinadores comerciales de dichas expediciones, tuvie-ron ms inters en mejorar la dieta naval que la dieta de los pobres en tierra.De todas las manifestaciones de malnutricin en los viajes martimos, el escor-

buto fue la ms temida, por lo tanto es natural que fuese la primera enfermedadnutricional cientficamente investigada. A lo largo del siglo XIX encontramosque muchos de los alimentos conservados que fueron mejorados, lo fueron porsus propiedades antiescorbticas.

2. NICOLS APPERT Y LOS ORGENES DE UNAINDUSTRIA

Aunque el embotellado de frutas fue practicado a escala domstica desdeprincipios del siglo XVII, el proceso comercial de la conservacin de alimentospor esterilizacin, aplicado a otros productos adems de las frutas, fue desarro-llado por Nicols Appert, un pastelero de Massy cerca de Pars, a principios delsiglo XIX. Despus de trabajar como aprendiz, Appert se estableci en la Ruedes Lombards en Pars alrededor del ao 1780 y prosper all hasta 1795,durante este tiempo comenz las experiencias que cambiaron completamente elprocesado de alimentos. Posiblemente, sus ideas tuvieron origen en las recetaspublicadas para el embotellado casero de frutas, adaptndolas a la conservacinde otros alimentos (carnes, hortalizas, sopas, leche, etc.). Esta adaptacin real-

mente no fue fcil, puesto que los microorganismos de importancia en las frutasenvasadas se destruyen mucho ms rpidamente que en los otros productos.Desde luego, Appert no tena conocimientos de bacteriologa, pero con

cuidadosos y extensos experimentos sent l slo las bases para el comienzode una industria. A partir de observaciones completamente empricas, lleg aconclusiones correctas sobre el tiempo de calentamiento necesario para conse-guir el efecto de conservacin y, sorprendentemente, fue muy insistente en lanecesidad de extremar las condiciones higinicas, que entonces estaban lejosde ser consideradas como criterio universal en la manipulacin de alimentos.

Nicols Appert public en 1810 un libro titulado LArt de Conserver pen-

dant plusieurs annes, toutes les substances animales et vgtales (figura 1),que rpidamente tuvo un xito internacional, la edicin alemana se public elmismo ao que la francesa, el ao siguiente las ediciones inglesa y sueca y en1812 la americana y la segunda edicin inglesa. Se ha dicho que Appert reci-bi un premio de 12.000 francos por su descubrimiento, pero en realidad fue elpago por la publicacin de su mtodo, como era la prctica comn delGobierno Francs en esa poca.

Muchas mejoras de este proceso de conservacin, incluyendo la introduc-cin de los botes metlicos, fueron trabajo de otros, pero fue Appert quiendemostr que se pueden producir alimentos conservados, seguros y de calidadaceptable, calentndolos en recipientes cerrados.



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Figura 1.Primera pgina de la primera edicin del libro de Appert.


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Desde el principio, los alimentos envasados estuvieron a disposicin delpblico en general, pero el muy alto coste de produccin hizo que durantemuchos aos se destinaran slo a los ricos. No fue hasta la ltima mitad del siglo

XIX cuando se utilizaron domsticamente en cantidades significativas. Losprincipales consumidores de los alimentos envasados fueron las expedicionesnavales y, junto con otras mejoras en la dieta especialmente el uso de antiescor-bticos, desempearon un importante papel en el xito de dichas expediciones.

En 1810, Gay-Lussac examin los gases contenidos en los botes produci-dos por el mtodo de Appert y encontr pequeas cantidades de oxgeno.Louis Gay-Lussac, era uno de los miembros ms influyentes de la SocitdEncouragement pour lIndustrie Nationale, llegando a ser el miembrodominante del Comit de la Sociedad de Conservacin de Alimentos. En1809, a la edad de 31 aos era ya profesor en la Alta Escuela Politcnica de

Pars, donde realiz experiencias sobre la combustin de hidrgeno en ox-geno, cuya resultante fue la promulgacin de la Ley que lleva su nombre. Erapues un estudioso preeminente de los gases, implicado en la conservacin dealimentos. Las observaciones citadas antes le llevaron a proponer una teoraalgo nebulosa y errnea para explicar la efectividad del mtodo de Appert.Aunque el oxgeno desempea un pequeo papel en el deterioro de algunosalimentos, su accin es normalmente de poca importancia comparada con la delos microorganismos, que son destruidos por calentamiento de botes o botellas.Gay-Lussac no conoca nada de bacterias, pero ciertamente hoy se eliminacualquier traza de aire de los botes antes de procesarlos, esta eliminacin delaire previene entre otras cosas las presiones excesivas durante el procesado,que pueden distorsionar o incluso romper los envases, pero slo representa unapequea parte en la actual conservacin.

El ao 1850 marc el final de la primera fase de desarrollo de la industriade conservacin y el principio de un periodo de expansin, de produccin enmasa y de conocimiento de los principios cientficos de los mtodos utilizados.En la segunda mitad del siglo XIX se introdujeron muchas mejoras en elcampo de los productos envasados y muchos de los alimentos envasados enbotes metlicos o en botellas que conocemos hoy se producan ya entonces y,

generalmente, con buena calidad.La primera mejora importante en el proceso de embotado fue patentada en

1840, cuando John Wertheimer comprob que incrementando la temperaturade calentamiento de los alimentos envasados, se reduca considerablemente eltiempo de tratamiento y se consegua una mejora notable de la calidad. En1841 Stephan Goldner y John Wertheimer presentaron dos patentes para elcalentamiento de los botes con alimentos en baos con soluciones salinas,cuyo punto de ebullicin se situaba a temperaturas superiores a 100C, su prin-cipio era simple, cuando se aade sal al agua, el punto de ebullicin de la solu-cin es ms alto que el del agua sola y depende de la concentracin de la sal.Los baos de cloruro clcico se consideraron rpidamente como el mtodo



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estndar de calentamiento de los botes, debido a que permitan una considera-ble reduccin de los tiempos de calentamiento, pasando de 4-5 horas a 1 hora.

Es sorprendente que Goldner y Wertheimer decidieran utilizar temperatu-

ras del orden de 132 a 150C, puesto que los riesgos de explosin de los botesa estas temperaturas eran considerables. El calentamiento de los botes a tempe-raturas tan altas en baos de cloruro clcico, produce en su interior altas pre-siones que pueden llegar a deformar los envases y hasta hacer saltar los cierres.

La solucin que se dio a este problema, fue calentar los botes en un recintocerrado que contuviera vapor a presin, un autoclave, de esta forma la presindesarrollada en el interior del bote se contrarresta con la del vapor del interiordel recinto y el riesgo de explosin se reduce. La primera patente de un auto-clave especfico para calentar botes de alimentos se debe a un sucesor deAppert, Raymond Chevallier-Appert.

En la segunda mitad del siglo XIX se introdujeron mltiples mejoras, noslo en el desarrollo de los autoclaves sino tambin en los envases, mejorasque han continuado en el siglo XX, hasta llegar a los diferentes equipos y tiposde envases que se conocen hoy da.

3. DETERIORO MICROBIANO DE LOS ALIMENTOS

La investigacin ms antigua en el mundo microbiolgico fue realizada

por Antonie Van Leeuwenhoek (1632-1723), a quien se debe la construccindel microscopio que utiliz para describir muchas de las principales clases demicroorganismos que hoy se conocen. Descubri la presencia universal de losmicroorganismos, pero la gran importancia de su descubrimiento en las enfer-medades y deterioro de los alimentos, no fue apreciada hasta ciento cincuentaaos despus de su muerte.

La mayor contribucin al conocimiento de la resistencia al calor de lasesporas de las bacterias la hizo, de forma parcialmente accidental, el fsicoingls John Tyndall en 1876, al realizar experiencias con una cmara a travsde la cual pasa un rayo de luz. Despus de un nmero considerable de experi-

mentos, Tyndall encontr que cinco minutos de calentamiento, que hastaentonces se haban considerado suficientes para prevenir el desarrollo demicroorganismos, no era suficiente, dando como explicacin la presencia deorganismos mucho ms resistentes al calor que los conocidos antes. Los tubosque contenan los nuevos organismos requeran para su esterilizacin cincohoras y media. Tyndall dedujo correctamente que algunas bacterias puedenproducir cuerpos (endosporas) increblemente resistentes al calor y distin-guibles al microscopio. Son estas esporas las responsables de las dificultadesde esterilizacin de los botes de alimentos, mientras que las clulas vegetativasnormales de los organismos son destruidas rpidamente a la temperatura deebullicin del agua.



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En 1864 el Dr. Calvert de Londres encontr una explicacin para la putrefac-cin que mejoraba las anteriores, que implicaban nicamente al oxgeno, indi-cando que la putrefaccin slo se da en presencia de grmenes pero que estos no

se desarrollan ms que en presencia de oxgeno. Luego la exclusin de ambos,grmenes y oxgeno, contribuye al xito de la conservacin de alimentos.En esta misma poca, Louis Pasteur estaba interesado en la conservacin

del vino por el calor. A diferencia de otros inventores de procesos de conserva-cin de alimentos, primero investig la microbiologa del vino y despus desa-rroll un mtodo basado en estos resultados. Su proceso fue de xito tan espec-tacular que el trmino Pasteurizacin se ha aplicado al proceso en el cual sedestruyen las bacterias indeseables pero el alimento no est completamenteesterilizado. Pasteur despus de haber desarrollado este proceso en agradeci-miento a Nicols Appert, indic en la segunda edicin de su libro tudes sur

le Vin (figura 2): Cuando publiqu por primera vez los resultados de mi tra-bajo sobre la posibilidad de conservar el vino por calor, es evidente que hiceuna nueva aplicacin del mtodo de Appert y que Appert pens el mismo pro-ceso mucho antes que yo. Pasteur fue generoso y modesto, aunque su mtodoestuvo basado en la observacin de la destruccin trmica de los microorganis-mos, lo aplic a un producto muchsimo ms complejo que cualquiera de losque Appert pudo producir. El vino es muy difcil de conservar por calor ypierde fcilmente su aroma y bouquet, pero Pasteur fue capaz de eliminar losmicroorganismos indeseables sin afectar demasiado al aroma del vino.

En el ltimo cuarto del siglo XIX la bacteriologa alcanz un gran desarro-llo, realizndose mltiples investigaciones en el campo de la medicina, que lle-varon a la conclusin de que muchas enfermedades eran causadas por bacte-rias, pero tambin se comprob que algunos de dichos descubrimientos eranaplicables a la conservacin de alimentos. Fueron identificados, descritos yclasificados y se hicieron crecer en laboratorio, muchos de los microorganis-mos responsables de las enfermedades, de la putrefaccin y fermentacin. En1890 comienzan a ser aplicados en la industria alimentaria los grandes progre-sos de la microbiologa mdica y comienzan numerosas investigaciones espe-cficas sobre el crecimiento de los microorganismos en los alimentos.

A principios del siglo XX se progres en la comprensin de la bacteriolo-ga de los alimentos, y as en 1920 se estableci el mtodo para calcular conprecisin el calor necesario en el procesado de un bote de alimento. Se estable-cieron dos aspectos esenciales de la destruccin trmica de las esporas de lasbacterias, primero, el porcentaje de destruccin aumenta logartmicamente conel incremento de la temperatura por encima de 90C y segundo, el nmero deorganismos supervivientes disminuye logartmicamente con el tiempo.

El porcentaje de destruccin de las esporas de las bacterias depende noslo de la temperatura sino tambin de la composicin del medio en que soncalentadas, principalmente la acidez entre otros factores. Una vez compren-dido el efecto del tiempo y la temperatura sobre la destruccin trmica de las



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Figura 2.Primera pgina de la segunda edicin del libro de Pasteur.


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bacterias, fue posible extrapolar esta informacin a la prediccin del porcen-taje de destruccin de las esporas en los botes de alimentos, en los que la tem-peratura vara con el tiempo. Tales mtodos fueron propuestos por W. D. Bige-

low y J. R. Esty y por C. C. Williams a principios del ao 1920.Pocos aos despus C.O. Ball hizo ligeras modificaciones del mtodo parasimplificar su aplicacin prctica, redefini la Dosis letal de forma quetuviera el valor de la unidad a una temperatura arbitraria de referencia, usual-mente 121,11C para alimentos de acidez baja que fuesen calentados a altatemperatura y 100C para los alimentos cidos, como las frutas, que eran este-rilizados en agua hirviendo.

A temperaturas inferiores a la de referencia, la dosis letal tiene valoresinferiores a la unidad y a temperaturas ms altas dicho valor es mayor de launidad. Utilizando la modificacin de Ball, el rea bajo la dosis letal/curva de

tiempo era la letalidad del proceso en minutos equivalentes a la temperatura dereferencia. Dado que el grado de destruccin de las esporas de las bacterias a latemperatura de referencia era conocida (por observaciones experimentales),poda estimarse la efectividad de un determinado proceso de esterilizacin.Para aplicar este mtodo de clculo, es necesario elegir como base de clculoun microorganismo que forme esporas muy resistentes al calor.

En los ltimos aos, se han desarrollado mtodos para calcular los tiemposde calentamiento del proceso de tratamiento de alimentos envasados, en trmi-nos de cintica de las reacciones qumicas. Estos mtodos, aunque indudable-mente son ms precisos, no han sustituido generalmente al mtodo de Ball.Otros trabajos recientes se refieren a la prediccin del proceso de calenta-miento no a partir de temperaturas observadas, sino basndose en el conoci-miento de las propiedades trmicas y fsicas del bote, de su contenido y delmedio de calentamiento.

4. ORGENES Y DESARROLLO DEL FRO INDUSTRIAL

El hombre comprendi pronto que sus alimentos se conservaban mejor al

aire fro. El habitante del norte utilizaba el fro natural en estado puro al dejarcongelar al aire libre el pescado que acababa de pescar o la caza que habamatado, en cambio en Egipto se ayudaba a la naturaleza agitando un abanicopara acelerar la vaporizacin del agua a travs de vasos porosos o recogiendo aprimera hora de la maana la pelcula de hielo formada por la noche. Por lotanto, es sobre todo en la utilizacin del hielo natural en donde la intervencinde la mano del hombre progresa a lo largo del tiempo.

Primero fue la utilizacin del hielo o de la nieve prxima al lugar de lacosecha, despus vino el almacenamiento del hielo recolectado en invierno convistas a su utilizacin en la estacin clida. El hielo y la nieve eran transporta-dos a grandes distancias, en la Roma Antigua, por ejemplo, desde los Apeni-



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nos y en la Alta Edad Media, caravanas de camellos traan nieve del Lbano alos palacios de los califas de Damasco o de Bagdad y a los sultanes del Cairo.

Columela, nacido en Cdiz, (4/+54) en su libro De re rustica, da indi-

caciones sobre la orientacin y las disposiciones a adoptar en las construccio-nes para conseguir un ambiente fresco adecuado para la conservacin de que-sos, frutas, legumbres, etc. El poeta latino Marcial (+4/+104?), que vivi enEspaa, hace observaciones sobre la conservacin de frutas con el fro delinvierno. En la Edad Media (hacia 1200), en Espaa, existan reglamentos queprescriban ventilar las canales despus del sacrificio y el Libro de Alejan-dro (hacia 1250), de un annimo espaol, recomienda el sacrificio de los cer-dos en invierno. El mdico sevillano Nicols Monardes en su Tratado de lanieve y del beber fresco (1574), revisa los modos de enfriar los alimentos uti-lizables en esa poca: aire, nitrato sdico, nieve y subraya que la nieve impide

la descomposicin de las frutas, del pescado, de la carne, cosa que no puedeexplicar ni comprender la inteligencia humana. En el siglo siguiente, el espa-ol Baltasar Gracian, en 1651, describe el buen estado de las frutas conserva-das en una gruta recorrida por una corriente de aire muy fro. Tambin elmdico madrileo Toms de Murillo, en 1667, observa la influencia combi-nada de la temperatura y de la humedad sobre la conservacin de alimentos,especialmente la humedad asociada al fro es la que da buenos resultados,mientras que asociada al calor provoca la descomposicin.

Otro tipo de productos conocidos desde la antigedad son los helados,bebidas y postres a base de leche, agua, frutas, miel, etc., mezcladas con nieve,los antepasados de nuestros sorbetes existan ya en la China antigua (3000aos antes de Cristo), en Macedonia (Alejandro el Grande), Grecia (Hipcratescita un helado de leche) o en Roma (Nern apreciaba los sorbetes de frutasaplastadas, miel y nieve). En realidad fueron los pases mediterrneos quienesextendieron el uso de postres helados a Europa, se dice que el califa de Bagdadtransmita sus frmulas de sorbetes al califa de Crdoba, durante la domina-cin musulmana de Espaa (siglos VIII y IX). A comienzos del siglo XI el sul-tn del Cairo utilizaba mucho la nieve del Lbano en sus cocinas para confec-cionar sorbetes. Puede que fuera el gran viajante veneciano Marco Polo quien

en sus viajes durante el siglo XIII trajese a Europa las recetas chinas.Con el uso de mezclas refrigerantes se pasa a una etapa que se puede consi-derar como intermedia entre el fro natural y el fro artificial. Se comprob queaadiendo al agua ciertas sales, especialmente nitrato sdico, se haca descen-der la temperatura de la mezcla. Se ignora la fecha de este descubrimiento,pero existen razones para pensar que el mtodo se utilizaba en la India en elsiglo IV y parece que fue el escritor rabe Ibn Abi Usaibia el primero en hablarde mezclas refrigerantes.

Antes del Siglo de las Luces es todava demasiado pronto para hablar deciencia del fro, pero se aprecian ciertos tmidos signos de avances en lossiglos XVI y XVII. As Blas de Villafranca utiliza por primera vez la palabra



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refrigerar en su obra de 1550 Methodus refrigerandi ex vocato salenitrovinum aquamque. En 1576, otro espaol, Francisco Snchez habla de la simi-litud del calor y el fro y evoca el movimiento como causa del calor.

Se puede considerar que el ao 1755 como el punto cero de la historiadel fro artificial. En la poca anterior que podramos llamar la prehistoria delfro, se pueden distinguir, como hemos visto, dos periodos, en el primero elhombre se contenta con utilizar el fro natural tal como se lo ofrece la natura-leza y en el segundo, el hombre cultiva ese fro natural, perfeccionando eluso que haca de l. A partir de esta fecha el hombre sabe fabricar sus bajastemperaturas, y a lo largo de los 120 aos que transcurren desde 1755 hasta1875 se ponen a punto las primeras maquinas frigorficas. Es entonces cuandoWilliam Cullen construye el primer aparato frigorfico, que es un dispositivode laboratorio, que permite fabricar un poco de hielo por evaporacin de agua

bajo una campana a vaco; el primer fluido frigorfico utilizado fue por tanto elagua. El aparato citado ser perfeccionado por los discpulos de Cullen, hastallegar a las mquinas utilizadas en la prctica un siglo ms tarde. La construc-cin de equipos frigorficos se industrializa a partir de 1875 y se desarrollamuy rpidamente, en esa fecha existan slo una decena de fabricantes en todoel mundo y hacia 1900 eran ya 120-150.

En el periodo 1875-1914 se asiste al desarrollo del fro artificial, se sabe yaproducir fro por todos los sistemas que hoy se aplican, y el empleo del fro seextiende, particularmente, debido a la importancia de tres sectores que contri-buyeron de forma esencial a su desarrollo: la fabricacin de hielo, la industriacervecera y el transporte de carne a travs de los ocanos.

El hielo natural abre el camino al hielo artificial y todas las primerasmquinas frigorficas que se utilizaron en la prctica entre 1845 y 1860, fueronpara fabricar hielo que sustituyera al hielo natural, ya que el hielo natural tuvouna gran importancia, no slo a nivel domstico para tomar bebidas frescas oconservar algunos alimentos particularmente perecederos, sino tambin a nivelcomercial e industrial.

Al hablar de la evolucin del fro artificial entre 1875 y 1914, hay quededicar una mencin especial a la industria cervecera. La razn es que en algu-

nos pases, antes del siglo XIX las industrias de cerveza eran grandes consumi-doras de hielo natural, con todas las servidumbres que esto implicaba. Eviden-temente cuando aparecieron las posibilidades del fro artificial estas industriasfueron las primeras interesadas, el fro mecnico se introduce en ellas bajo laforma de fabricacin de hielo. Ciertamente, aunque se trataba de una actividadindustrial restringida a la economa de determinados pases, la industria cerve-cera absorbe en los aos 1900-1910, en algunas regiones del mundo, una pro-porcin considerable de la potencia frigorfica instalada: 70% en Suecia, 60%en Alemania y Austria, 50% en los Pases Bajos, 40% en Francia y Dinamarcay 30% en Estados Unidos. Un gran nmero de las primeras mquinas frigorfi-cas concebidas por los grandes precursores, hacia 1860-1870, se instalaron en



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la industria cervecera, y, curiosamente, el fro en cervecera desempea unpapel determinante en el desarrollo racional y cientfico del sistema frigorficode compresin.

A principios del siglo XIX, en un cierto nmero de pases, la industria cer-vecera utiliza la fermentacin baja que exige una temperatura baja para lafermentacin del mosto (6 a 8C) y para almacenar la cerveza (0 a 4C). Eranecesario por tanto controlar la temperatura de esa fermentacin, para fabricarcerveza de calidad, pues de lo contrario la fabricacin slo poda tener lugar enprimavera y en otoo. En 1903, en Alemania hay 1500 industrias cervecerasdotadas de equipo frigorfico, en Francia al menos 100 y en 1915 el 93% de las1350 industrias cerveceras de Estados Unidos disponen de fro mecnico.

Aunque el sector crnico desempe tambin, como se ha dicho, un papelimportante en el desarrollo del fro artificial, el fro se introduce en este sector

un poco ms tarde que en la industria cervecera, de forma significativa hacia1883. En esta segunda mitad del siglo XIX exista la necesidad de aprovisionarde carne a las regiones del mundo en curso de industrializacin y con un creci-miento demogrfico rpido, a partir de pases nuevos que necesitaban exportarsu muy abundante ganado y a partir del ltimo cuarto del citado siglo XIX seponen en marcha los mataderos frigorficos de forma muy activa en EstadosUnidos y en algunos pases europeos.

A principios del siglo XX, las tres actividades utilizadoras de fro citadas,fabricacin de hielo, industria cervecera, comercio e industria de la carne, que

fueron los motores esenciales del desarrollo del fro artificial en el ltimocuarto del siglo XIX, absorben en conjunto las tres cuartas partes de la poten-cia frigorfica instalada en el mundo. No obstante, en esta poca, las aplicacio-nes del fro a la industria alimentaria se han ampliado, afectando a numerososproductos perecederos y a varias industrias de la alimentacin. As, alrededorde 1900, se han iniciado ya la mayor parte de las tcnicas frigorficas queactualmente se utilizan, despus se han perfeccionado y extendido, aunque ensu mayor parte, estas aplicaciones eran todava muy dispersas, poco organiza-das y algunas veces puntuales.

La utilizacin del fro en la industria alimentaria se fue extendiendo al sec-

tor de frutas y hortalizas, y tambin se aplic para la conservacin de leche.Esta ltima utilizacin se inici en 1893 en Dinamarca, que a partir de 1905enviaba regularmente a Alemania leche refrigerada en vagones frigorficos, deaqu se extendi a otros pases: Suecia, Suiza, Gran Bretaa y tambin Brasil.Canad fue el primer pas que introdujo el uso del fro en mantequera, ya queen 1897 el parlamento canadiense acord otorgar una prima de 100 dlares atodas las industrias de mantequilla equipadas con cmara frigorfica y en 1905la mayor parte disponan de este tipo de cmaras, concebidas casi siempre paracongelacin, puesto que una parte importante de la mantequilla se exportaba aGran Bretaa. Tambin a partir de 1885 se desarroll el inters por el afinadode los quesos conseguido por maduracin lenta por medio de una disminucin



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de la temperatura. De la misma forma se fue extendiendo la aplicacin del froa otras industrias alimentarias: pescados, chocolate, margarina, helados, hue-vos y aves, panadera, zumos, vino y otras bebidas etc.

En 1908 el ingeniero Albert Barrier utiliza por primera vez la expresincadena de fro, para indicar el conjunto de elementos, fijos o mviles, queaseguran la permanencia continua de los productos alimentarios perecederosbajo temperatura controlada desde su produccin hasta el consumo.

La utilizacin del fro es hoy un hecho tan ampliamente extendido que nospuede hacer olvidar hasta qu punto su introduccin en el ltimo cuarto delsiglo XIX permiti variar el rgimen alimentario de la poblacin de un ciertonmero de pases. Por sus aplicaciones a la conservacin y al transporte a grandistancia de productos perecederos, el fro ha constituido una verdadera revo-lucin, como la que supuso la apertizacin a comienzos del siglo XIX.

BIBLIOGRAFA

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Thorne, S. (1986). The History of Food Preservation. Parthenon Publishing. Caster-ton Hall, Kirkby Lonsdale. Cumbria.



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PARTE I

BASESDE LA CONSERVACIN

DE ALIMENTOS


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CAPTULO PRIMERO

Alteracin de los alimentos

1. INTRODUCCIN

Todo cuerpo vivo nace, se desarrolla, se degrada y muere, los alimentospor su naturaleza biolgica no escapan a esta regla general, su descomposicines pues un fenmeno natural. Los tejidos vivos son resistentes a la accindegradativa de los microorganismos, pero una vez muertos son consumidospor fuerzas biolgicas de uno u otro tipo. En este contexto se establece una

competencia entre el hombre, los animales y los microorganismos para consu-mir primero estos nutrientes. Por esta razn para prevenir el deterioro de lostejidos animales y vegetales se presenta un difcil y doble cometido, se debe noslo conservar el alimento para su uso, sino tambin excluir de l las otrasfuerzas naturales.

En los tejidos de los organismos vivos, sus componentes estn en un equili-brio dinmico, determinado por el tipo de organismo o por el tipo de su metabo-lismo y por el medio ambiente. Los cambios bioqumicos que se producen endicho organismo vivo son extremadamente importantes, puesto que afectan a laconservacin final, relacionada con la calidad del alimento. Ahora bien, desde

el punto de vista de la conservacin, interesan nicamente aquellos cambios quese producen en los alimentos cuando sus procesos bioqumicos han perdido sunaturaleza original, por lo que en consecuencia se ha destruido su balance meta-blico y se alteran las secuencias normales de las reacciones enzimticas.

Desde el momento en que el alimento se cosecha, se recoge o se sacrifica,comienza a pasar por una serie de etapas de descomposicin progresiva. Segnel alimento, esta descomposicin puede ser muy lenta, como en el caso de lassemillas o las nueces, por ejemplo, o puede ser tan rpida que vuelve prctica-mente inutilizable a un alimento en pocas horas.

En la tabla 1 se indica la vida til de algunos alimentos, en ella se puede apre-ciar la rapidez con que se descomponen si no se toman las medidas oportunas.


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La carne, el pescado y las aves, pueden volverse intiles en uno o dos das,a temperatura ambiente. Lo mismo ocurre en el caso de varias frutas y hortali-zas de hojas verdes comestibles, as como la leche cruda y muchos otros pro-ductos naturales. La temperatura del ambiente, interior o exterior, puede serms alta de 21C (temperatura a la que se refiere la tabla anterior) durante unagran parte del ao, y en ciertas regiones del mundo durante todo el ao. Contemperaturas superiores a 21C los alimentos pueden tornarse intiles en unas

horas.El deterioro de los alimentos presenta un carcter diferente dependiendodel tipo de cambios que intervengan: cambios no microbianos internos o exter-nos o cambios producidos por microorganismos.

Cambios bioqumicos no microbianos, pueden ser perceptibles o no porlos sentidos del consumidor.En los alimentos se producen cambios de naturaleza bioqumica que elconsumidor no puede percibir visualmente, olfativamente, etc. y queslo pueden detectarse por medidas de laboratorio. As, el valor nutricio-nal de algunos componentes puede ser seriamente afectado, tales cam-

bios incluyen la prdida de azcares, variaciones en el contenido y com-posicin de sustancias nitrogenadas y gradual oxidacin y prdida devitaminas. Estos cambios se producen por la respiracin en la post-cose-cha de frutas y hortalizas, por ejemplo.Los cambios que pueden ser percibidos sensorialmente por el consumi-dor incluyen la decoloracin y cambios en el sabor, aroma y consisten-cia. La decoloracin se pone de manifiesto por oscurecimientos no de-seables, con modificaciones del color rojo hacia el marrn o el violeta,del verde hacia el amarillo, etc. El sabor y aroma, o palatabilidad, pue-den llegar a desaparecer completamente, ya que las temperaturas eleva-das favorecen la desaparicin de sustancias voltiles y componentes aro-


Tabla 1. Vida til de almacenamiento de tejidos vegetales y animales

Producto Das de almacenamiento a 21C

Carne 1 - 2

Pescado 1 - 2

Aves 1 - 2

Carne y pescado desecado, salado o ahumado 360 y ms

Frutas 1 - 7

Frutas secas 360 y ms

Hortalizas de hojas verdes 1 - 2

Races 7 - 20

Semillas secas 360 y ms


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mticos del producto. La descomposicin de las protenas y el enrancia-miento de las grasas son a su vez la causa de la aparicin de olores ysabores extraos.

Varios de los cambios no microbianos perceptibles, especialmente losque ocurren cuando el tejido vivo deja de serlo, facilitan la propagacinde los microorganismos, por lo tanto, cuando se procesan los alimentosno slo deben ser protegidos de la contaminacin microbiana sino quetambin se deben eliminar los cambios no microbianos indeseables.

Los microorganismos de varios tipos, producen los cambios indeseablesms graves en los alimentos perecederos.Se producen prdidas substanciales de nutrientes y considerables cam-bios en las caractersticas externas. Los microorganismos representan elagente ms temible de alteracin de los alimentos, el ms activo, debido

a su elevadsima velocidad de reproduccin en condiciones adecuadas.Estn dotados de una carga enzimtica notablemente desarrollada, deforma que se puede decir, que no existe en los alimentos compuesto queno sea atacado y degradado por al menos una especie microbiana.

Las causas responsables de la aparicin de estos cambios, que se traducenen fenmenos de alteracin en los alimentos, se pueden clasificar en:

Fsicas: pueden aparecer durante la manipulacin, preparacin o conser-vacin de los productos y, en general, no perjudican, por s solas, a lacomestibilidad del alimento, pero s a su valor comercial. Un ejemplo deeste tipo son los daos que pueden producirse durante la recoleccinmecnica, golpes durante la manipulacin, heridas, etc.

Qumicas: se manifiestan durante el almacenamiento de los alimentos,pero su aparicin no es debida a la accin de enzimas. Son alteracionesms graves que las anteriores y con frecuencia pueden perjudicar lacomestibilidad del producto. Entre estas se pueden citar el enrancia-miento, pardeamiento, etc.

Biolgicas: son sin duda las ms importantes, a su vez se pueden subdi-vidir en: Enzimticas: por accin de enzimas propias del alimento, por ejem-

plo, la senescencia de las frutas. Parasitarias: debidas a la infestacin por insectos, roedores, pjaros,etc. Importantes no slo por las prdidas econmicas que suponen losproductos consumidos o daados por ellos, sino por el hecho de quedaan el alimento y lo ponen a disposicin de infecciones provocadaspor microorganismos.

Microbiolgicas: debidas a la accin de microorganismos, que sonresponsables de las alteraciones ms frecuentes y ms graves.

Generalmente, en el deterioro de los alimentos intervienen simultnea-mente varias de las causas citadas, por ejemplo, las causas fsicas (daos, heri-das, etc.) y las parasitarias abren el camino a la intervencin de causas micro-

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biolgicas, as mismo, tambin suelen actuar conjuntamente las causas qumi-cas y las biolgicas.

2. FACTORES QUE INTERVIENEN EN LA ALTERACINDE LOS ALIMENTOS

Sobre estas diferentes causas de deterioro de los alimentos influyen unaserie de factores ambientales: la temperatura, tanto alta como baja, la hume-dad y sequedad, el aire y ms particularmente el oxgeno, y la luz, y junto atodas ellas, evidentemente, el tiempo, puesto que todas las causas de la degra-dacin de los alimentos progresan con el tiempo y, una vez sobrepasado elperiodo transitorio en el cual la calidad del alimento est al mximo, cuanto

mayor sea el tiempo transcurrido mayores sern las influencias destructoras.

2.1. TEMPERATURA

Independientemente de su efecto sobre los microorganismos, que se verms adelante, el fro y el calor no controlados pueden causar deterioro de losalimentos.

Dentro de la escala moderada de temperatura en la que se manejan los ali-mentos, de 10 a 38C, para cada aumento de 10C se duplica aproximadamente

120 procesos de conservaciÃ³n de alimentos (2a. ed.pdf

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