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NUEVAS TECNOLOGÍAS NO TÉRMICAS PARA LA
ESTERILIZACIÓN DE BEBIDAS
TRATAMIENTOS TÉRMICOS ◦ PASTEURIZACIÓN
◦ ESTERILIZACIÓN
TRATAMIENTOS NO TÉRMICOS
◦ ALTA PRESIÓN HIDROSTÁTICA
◦ ULTRASONIDOS
◦ IRRADIACIÓN
◦ CAMPOS ELÉCTRICOS PULSANTES DE ALTA INTENSIDAD (CEPAI)
◦ CAMPOS MAGNÉTICOS OSCILANTES (CMO)
◦ PULSOS DE LUZ (PL)
◦ HOMOGENEIZACIÓN MEDIANTE ULTRA ALTA PRESIÓN (UHPH)
PASTEURIZACIÓN
ESTERILIZACIÓN
PASTEURIZACIÓN Tratamiento térmico relativamente suave (menos de 100 ºC)
Aplicable sobre todo a líquidos
Implica inactivación enzimática, destrucción de microorganismos (patógenos pero no alterantes)
Pérdidas nutricionales y sensoriales
Es necesario combinarla con otros tratamientos (refrigeración, envasado hermético o aséptico, etc.) para garantizar la conservación del producto
ESTERILIZACIÓN Aplicación de calor a temperaturas superiores a 115-120 ºC Destrucción total de todos los microorganismos viables
(patógenos y alterantes) y sus esporas, e inactivación enzimática Proporciona una vida útil superior a 6 meses sin refrigeración Implica pérdidas nutricionales y sensoriales
Elevado coste de los equipos y complejidad de la planta de
esterilizado. Da problemas con alimentos sólidos y piezas grandes
Ejemplos: UHT (Ultra High Temperature), Uperización, intercambiadores de calor…
ALTA PRESIÓN HIDROSTÁTICA
ULTRASONIDOS
IRRADIACIÓN
CAMPOS ELÉCTRICOS PULSANTES DE ALTA INTENSIDAD (CEPAI)
CAMPOS MAGNÉTICOS OSCILANTES (CMO)
PULSOS DE LUZ (PL)
HOMOGENEIZACIÓN MEDIANTE ULTRA ALTA PRESIÓN (UHPH)
ALTA PRESIÓN HIDROSTÁTICA Se basa en someter un producto a elevados niveles de presión
hidrostática (100-1000 Mpa) durante varios minutos.
Se denominan hidrostáticas debido a que el medio que suele usarse para transmitir la presión es el agua
Puede aplicarse a un alimento líquido o a cualquier producto envasado sumergido en un fluido de presurización
Inconvenientes: trabaja en discontinuo y aunque reduce la carga microbiana, no consigue la esterilidad comercial (el producto ha de mantenerse refrigerado)
ULTRASONIDOS
Ondas acústicas inaudibles (frecuencia superior a 20kHz).
Las ondas ultrasónicas más eficaces para la conservación de alimentos son las de baja frecuencia y alta intensidad.
Eficaz en la descontaminación de vegetales crudos y de huevos enteros sumergidos en medios líquidos.
Efecto limitado sobre los agentes alterantes de los alimentos
Debe combinarse con otras técnicas de conservación como la Termosonicación: ultrasonido +Tª <100 ºC; o Manosonicación: ultrasonidos +P <600MPa).
IRRADIACIÓN
Tratamiento en el que los alimentos se exponen a la acción de radiaciones ionizantes durante un cierto tiempo. Tipos de fuentes de radiación ionizante aceptado en alimentos: ◦ Radiación gamma ◦ Rayos X ◦ Electrones acelerados.
Tipos tratamientos: ◦ dosis baja (< 1 kGy), retarda procesos biológicos (maduración y
senescencia) en frutas frescas y hortalizas. ◦ dosis media (< 10 kGy), reduce microorganismos patógenos y
alterantes de diferentes alimentos. ◦ dosis alta (>10 kGy), para la esterilización comercial debe combinarse
con tratamientos térmicos suaves.
Inconveniente: Alta afectación sensorial del alimento.
CAMPOS ELÉCTRICOS PULSANTES DE ALTA INTENSIDAD (CEPAI) El tratamiento se aplica en forma de pulsos cortos, de 1 a 10 mseg,
que dan lugar a una diferencia de potencial en la membrana de los microorganismos, originando la formación de poros irreversibles.
Al alterar la membrana celular de los microorganismos provocan la destrucción de la célula afectada.
Los alimentos más idóneos para este tratamiento son: leche, huevo líquido, zumos de frutas y concentrados, sopas y extractos de carne.
Uso limitado a productos bombeables, conductores de electricidad y exentos de microorganismos esporulados.
No tienen efecto sobre las enzimas
CAMPOS MAGNÉTICOS OSCILANTES (CMO) El alimento, envasado en un material plástico, se somete a un campo
magnético oscilante, alcanzando temperaturas entre 0 y 50ºC.
Inhibe el crecimiento y reproducción de microorganismos, de un mínimo de 2 ciclos logarítmicos.
El efecto conservador se debe a la ruptura de las moléculas de ADN y de ciertas proteínas y a la rotura de enlaces covalentes en moléculas con dipolos magnéticos.
Aplicable a zumos, mermeladas, frutos en soluciones azucaradas, derivados cárnicos, etc.
Inconveniente: los alimentos tratados deben tener una resistividad eléctrica elevada y el envase utilizado no puede ser metálico
PULSOS DE LUZ (PL) Se aplican pulsos de luz blanca de alta intensidad sobre la superficie
de un producto. La distribución del espectro es un 25% ultravioleta, 45% luz visible y 30% infrarrojo.
Inducen reacciones fotoquímicas (modificaciones del ADN) y
fototérmicas (incremento de la temperatura momentáneo en la superficie tratada).
Causa la muerte de gran cantidad de microorganismos (particularmente en productos enlatados).
Productos tratados, con resultados satisfactorios, son filetes y
porciones de carne y pescado, gambas, carne de pollo y salchichas.
Inconveniente: el tratamiento está limitado a la superficie de los productos
HOMOGENEIZACIÓN
MEDIANTE ULTRA ALTA PRESIÓN (UHPH)
UHPH
Un fluido es obligado a pasar a través de una válvula de de un
de un estrecho espacio (válvula)
durante aproximadamente
0,2 segundos.
Es un proceso continuo.
Sigue el principio convencional de homogeneización pero a presiones mucho más elevadas (100-350 Mpa)
La alta presión aplicada al fluido genera fuerzas de impacto, cavitación, turbulencia y cizalla, que combinadas producen inactivación microbiana.
LINEA COMPLETA UHPH
UHPH: Ventajas
Esteriliza bebidas y alimentos líquidos
Homogeneiza y estabiliza los alimentos tratados
Emulsiona
Evita el daño térmico, por lo que preserva las propiedades organolépticas y nutricionales del producto
Permite prescindir de conservantes y aditivos.
FLUIDOS
UHPH: Aplicaciones
Leche Licuados Vegetales • Leche de soja • Leche de almendra
Zumos de frutas • Zumo de naranja • Zumo de manzana • Mosto
Reducción de tamaño de partícula
Destrucción microbiana e inactivación de enzimas
Mayor estabilidad del producto Preservación del alimento Extensión de su vida útil
UHPH: Efectos sobre fluidos
Microscopía electrónica de
transmisión
Listeria monocytogenes inoculada
en PBS (0.01 M, pH 7.2)
(a) Células no tratadas
(b, c, d) Celulas tratadas a 100,
200 and 300 MPa at 25ºC
(Vachon et al., 2002)
(a) (b)
(c) (d)
UHPH: Destrucción microorganismos
Ph D Thesis: Suárez, 2011
4º C
20…0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
CtrlPast
100 MPa200 MPa
300 MPa
HM
F (m
g/L
)
Hidroximetilfurfural en zumo de manzana (HMF)
UHPH: Indicador de daño térmico
Ph D Thesis: Suárez, 2011
ANÁLISIS MICROBIOLÓGICO
UHPH: Efectos sobre zumo manzana
Ph D Thesis: Suárez, 2011
ANÁLISIS MICROBIOLÓGICO
UHPH: Efectos sobre zumo manzana
Ph D Thesis: Velázquez, 2011
4º C20º C
0%
20%
40%
60%
80%
100%
Control Past100MPa
200MPa
300MPa
ACTIVIDAD DE LA POLIFENOLOXIDASA (PPO)
UHPH: Efectos sobre zumo manzana
UHT VS UHPH
UHT UHPH
Tratamiento térmico del producto Menor daño térmico
Necesita al menos 1-2 s. de exposición térmica Sólo 0.2 segundos de exposición térmica
Estabilización con aditivos Reducción o supresión total aditivos
Proceso basado en calor Proceso mucho más efectivo basado en tratamientos combinados
Mayor consumo energético Menor consumo energético
Sin posibilidad de micro encapsulación Es posible micro encapsular
Alimentos delicados se desestabilizan Estabiliza alimentos delicados
Afecta el color Mantiene el color
Esteriliza Esteriliza
Vida útil 6-9 meses a Tº ambiente
Vida útil 6-9 meses a Tº ambiente
PERFIL DE LA EMPRESA Ypsicon es una empresa de base tecnológica dedicada al
Diseño Desarrollo Fabricación
De equipos para la industria alimentaria
La actividad de Ypsicon se centra en: • Diseño y fabricación de equipos para el
procesado y llenado de bebidas • Adaptación de los equipos a las
necesidades específicas del cliente • Servicio técnico
NUEVAS TECNOLOGIAS PATENTADAS POR YPSICON
Homogeneización mediante ultra-
alta presión (UHPH)
Llenado aséptico mediante luz ultravioleta
PROTOTIPO UHPH: SISTEMA 15 L/H 400 MPa
PROTOTIPO UHPH: SISTEMA 100 L/H 400 MPa
MÁQUINA COMERCIAL UHPH: 100 L/H 400 MPa
MÁQUINA COMERCIAL UHPH: 100 L/H 400 MPa
TECNOLOGÍA DE LLENADO ASÉPTICO MEDIANTE UVC
• Llenado aséptico no químico (aplicación de luz UVC)
• Reducción de coste (elimina la necesidad de usar productos químicos)
• Bajo consumo energético
• Incremento de la higiene y seguridad alimentaria
• Fácil uso y mantenimiento
• Llenado aséptico
• Compatible con botellas de PET de distintos formatos
• Esterilidad mediante UVC y aire micro filtrado
• Diámetro mínimo del cuello de la botella: 32 mm
• Diámetro máximo del cuello de la botella: 115 mm
• Llenado intermitente
TECNOLOGÍA DE LLENADO ASÉPTICO MEDIANTE UVC