AZUCAR, JARABES Y MIEL

Introducción: El azúcar se deriva principalmente de la caña de azucar y remolacha azucarera, otras fuentes para obtener azúcar es por el jugo de varias especies de palmeras comunes, como el cocotero, la Palmira, el sago de la india.

Los jarabes son soluciones acuosas concentradas de azúcares edulcorantes en forma líquida. Una gran variedad de azucares esta a disposición de las industrias de elaboración de alimentos y bebidas.

La miel es un jarabe concentrado elaborado por las abejas obreras predominante a partir de néctar recogido en los nectarios de las plantas en flor. Su composición de azúcares varía considerablemente según la procedencia del néctar.

Azúcar de CañaA. Microflora Inicial: Los organismos existentes en la caña de azúcar proceden de la tierra y de la materia vegetal en descomposición.

Las bacterias encontradas más frecuentes en las hojas y en las cañas sanas son especies de los géneros Flavobacterium, Lactobacillues, Xanthomonas, Enterobacter, Pseudomonas, Erwinia, Leuconostoc, Bacillus y Corynebacterium, algunas de estas son potencialmente patógenas para las plantas. También existen levaduras y mohos.

B. Efecto del tratamiento sobre los microorganismos:

Características de las diferentes fases en la fabricación del azúcar de caña

FASE DE CRECIMIENTO

TEMPERATURA(°C)

pH % de materia

seca

MicrofloraPredominante

Microorganismos Resultado/ problemas

Post- recolección 25-30 5.7-7.7

19 Mesófila Leuconostoc Agriado

Aplastamientoy extracción

25-30 5.0-5.6

10-18 Mesófila LeuconostocEnterobacterLevaduras

Destrucción de azúcares

ClarificaciónEvap/ crista.

Centrif.

80-10060-100

8.0 10-18 NingunaNinguna

NingunoEsporas termófilas

NANA

Recontaminación de azúcar bruto

25-30 5.0-6.0

70-90+ OsmófilosAw>0.65

Z. rouxiiMohos xerófilos

Destrucción de azúcares

Refinado 70-90 5.0-6.0

70-90+ Ninguna Esporas Termófilas

NA

Azúcares refinados

25-30 NA 99+ Ninguna Esporas Termófilas

Introducción de esporas

en los,productos

finales

Extracción y Tratamiento: La caña se trata para obtener azúcar bruto en una serie de operaciones, la mayoría de las cuales o afectan a la microflora o son afectadas por la microflora.Las operaciones son:

Corte Aplastamiento Extracción del jugo bruto Clarificación Evaporización Cristalización Centrifugación Producción de azúcar bruto

Aplastamiento y extracción: la caña se trocea y pasa por una serie de rodillos a la vez que el agua de inhibición (extracción) circula en el sentido opuesto. El jugo del primer rodillo contiene hasta un 19 % en azúcar, y el del último rodillo menos del 5 %. La mezcla de jugos se llama jugo de caña mezclado o jugo bruto, el residuo fibroso extraído de la caña se llama bagazo. El recuento bacteriano del jugo del primer trapiche (rodillo) está comprendido entre 105 y 107 / ml de caña normal y es aproximadamente 108/ ml en la caña agria (caña en la que Leuconostoc y otros microorganismos productores de acido se han multiplicado suficientemente para rebajar el pH). Si bien en algunos trapiches predominan predominan Enterobacter spp, en otros compiten bien levaduras productoras de alcohol.

Clarificación: empiezan a los 10 minutos de la extracción, supone la adición de cal para aumentar el pH aproximadamente 8.0 y el calentamiento rápido hasta 80°C por lo menos y con frecuencia de 100 °C. El calentamiento destruye las levaduras y las células vegetativas de las bacterias, mientras que la decantación y la filtración separan las espumas, los precipitados y los sólidos en suspensión. La clarificación reduce el recuento microbiano en el 99.999 % pero quedan muchas esporas bacterianas.

Contenido de bacterias en la caña de azúcar durante el tratamiento

PRODUCTO MESÓFILAS TERMÓFILASJugo bruto(al principio) 8x 10-6 1x101 Jugo bruto (después) 6x108 -Efluente clarificado 0-11 0-8Jugo de presión 0-5 x 104 3x103

Evaporador 2x102 2x102

Tanque de almacenaje 1x103-7 2x104

Cristalizador 1x103-4 3x102

Amasijo cocido 1x103-1 2x103

Azúcar bruto 3x102 2x102

Melaza 3x103 1x103

El azúcar de caña bruto es el producto final del trapiche y la materia prima para la refinería. Está compuesto de un 98-99.3 %, aproximadamente, de sacarosa en la forma cristalina y un 0.52 %, aproximadamente , de melaza que rodea los cristales.El contenido microbiológico del azúcar: consta de esporas bacterianas, levaduras y mohos. Se hallan presentes algunas esporas bacterianas porque sobreviven al tratamiento térmico y no son eliminados durante la clarificación.

Alteración: El azúcar de caña aparece cuando Leuconostoc spp. Y otras bacterias formadoras de ácido crecen en la caña cosechada. Estas bacterias producen azúcar invertido, ácido láctico y acético y frecuentemente dextrano.

Almacenamiento: el azúcar bruto se puede almacenar durante varios meses antes de enviarlo a largas distancias. A no ser que se tomen precauciones, la alteración puede causar grandes perdidas economicas.

Azúcar de Palma

Microflora inicial: proviene principalmente de las inflorescencias y espatas de la palma y consta predominantemente de Lactobacillus spp. Y levaduras. El pH de la savia está cerca de la neutralidad y si se retrasa la operación de concentración, el crecimiento rápido de lactobacilos rebajará rápidamente el PH a 4 y sobrevendrá una fermentación alcohólica por levaduras.

Efectos del tratamiento sobre los microorganismos :La palma que proporciona la savia y los métodos de tratamiento usado varáian mucho de una parte a otra del mundo. Generalmente, la inflorescencia se ablanda mediante machacamiento y se extrae la savia en un envase que puede contener agua de cal para evitar la fermentación . Se filtra el producto y se concentra por ebullición. Se produce la cristalización y el jarabe se vierte en moldes donde se solidifica rápidamente.

Alteraciones y controlLa contaminación se puede producir en el tratamiento se usa agua de cal para evitarla durante la extracción, a no ser cuando se estimula la fermentación de las levaduras.Se controla los organismos de la alteración al haciendo hervir inactivando la invertasa, que invierte la sacarosa. El envasado que impida la absorción de humedad impide el crecimiento de los mohos en la superficie.

Microorganismos del azúcar refinado capaces de alterar otros alimentosMicroorganismos resisten a la extracción y refinación, o sobreviven después del tratamiento. Menos del 102/g provocan alteración en alimentos con azúcar, pero este número se puede reducir con luz ultravioleta.Bacterias como Bacillus spp, no crecen en el azúcar bruto pero si en las soluciones diluidas de azúcar durante el tratamiento de refinación.

Desulfotomaculum nidrificans, Cl. Butyrycum y especies de Bacillus termófilas, resisten desde el principio hasta el final de refinación presentes en el azúcar refinado usado en alimentos enlatados.

Micoorganismos de interés:1. Bacillus stearothermophilus y B. coagulans, pueden crecer en alimentos

enlatados capaces de producir ácidos sin gas. Organismos de Agriado plano, lata hinchada no por gas, Bacillus stearothermophilus forma esporas termorresistentes y crece a temperaturas de 75oC y pH no menor de 5.2. B. coagulans no vive a mas de 65oC y es menos termorresistente que Bacillus stearothermophilus pero puede crecer en pH de 4.2.

2. Clostridium thermosaccharolyticum crece a 72oC, no bien a 75oC, en enlatado produce ácido e hinchazones por Hidrógeno.

3. Desulfotomascuñum (clostridium) nigrificans, crece a 55oC alteración con sulfuro en alimento enlatado.

4. Bacterias mesófilas, mohos,levaduras, capaces de crecer en el pH de bebidas refrescantes. Mohos frecuentes Aspergillus spp, Penicillum spp y Monilia spp.

Jarabes3 Clases:

El azúcar líquido.- Disolviendo en agua azúcar refinado.Contenido de azúcar de 66 a 76oBrix.

Alteración Las bacterias no crecen, pueden crecer levaduras osmófilas ( Z. rouxii, Sacc. Cerevisiae y Sacc. Mellis) mohos ya que los tiempos lag y tiempos medios de generación son inversamente proporcionales a los de la aw. Factores que determinan el crecimiento: Volumen de inoculo Disponibilidad de nutrientes no sacarosa Gradientes con aw creciente.

En soluciones concentradas de azúcar se crean poblaciones de levaduras osmófilas, se crea gradiente de aw porque el agua no se mezcla fácilmente con las soluciones muy concentradas de azúcar, equipos lavados incorrectamente, peredes de tanques tuberías y las válvulas contienen soluciones diluidas de azúcar proporcionan estos sitios para crecimiento de levaduras.

ControlSe emplea 3 métodos1.- eliminación y destrucción de microorganismos2.- Uso de agentes higienizantes3.- prevención de condensados.

Se pueden destruir con cloro si se encuentran en tuberías válvulas o tanques, se impidan que crezcan con yodóforos de larga duración. El azúcar líquido se pude filtrar y calentar o pasar por lámparas ultravioletas con muy poca recuperación sobre las características físico- químicas de la calidad.

Jarabes A base de almidones.- soluciones concentradas que contienen mezclas de glucosa y diversos maltooligosacáridos. Se obtiene hidrolizando almidones química o enzimáticamente, mediante 3 tratamientos:1.- Tratamiento ácido: el ácido sulfúrico efectúa la hidrólisis a pH torno a 2, la hidrolisis posterior se evita mediante neutralización del ácido con carbonato cálcico.2.-Ácido-enzimático en el que la hidrólisis ácida se acopla a la enzimática.ej. usando amiloglucosidasas fúngica.3.- Traamiento multienzimático se emplean amilasas y amiloglucosidasa. La activida enzimática termina al calentar, después de la hidrólisis neutralizamos y se concentra por vaporización.

Alteración y control:Parecidos a los jarabes de azúcar lóquido.

Jarabe de malpe Savias de árboles que contiene 2-3% de sacarosa, supone > 99.5% del azúcar total. Contiene cantidades de Nitrógeno, mas compuestos fenólicos y ácidos orgánicos. El bajo contenido de azúcar hace que la savia se concentre para conseguir un jarabe estable. Se realiza por evaporización. La ósmosis invera ahorra energía elimina una parte de agua inicial.

Microflora inicial En el xilema del maple la savia es estéril, los microbios son introducidos por los angrados. Pseudomonas fluorescens, Aerobacter, Leutconostoc y Bacillus.

Efectos del tratamiento y del almacenaje sobre microorganismos se recomienda tratamiento ultravioleta en línea. La evaporización de la savia. Con la densidad de 66.9oBrix a 15.5oC la elevada concentración de azúcar (aw Baja) inhibe el crecimiento bacteriano. Pero produce mohos en la superficie, cambiando el color y el sabor y con el tiempo la formación de micotoxina.Alteraciones la falta de calidad del jarabe de maple envasado es debido al crecimiento de mohos o a envases hinchados por envasado y almacenaje incorrecto. En una aw0.83-0.86 el crecimiento de patógenos bacterianos es improbable. Se envasa a 99-103oC dirceamente del evaporador.

Control1.- las brocas para taladros se limpiaran en solución de alcohol y calentando con una llama entes de horadar cada árbol.2.- Los grifos se deben esterilizar con agua hirviendo o en alcohol.3.- Se debe evitar soplar en el orificio del grifo.

4.- Los canalones, los tubos, los cubos para recoger la savia se deben desinfectar antes y después del uso.Tres exigencias aplicadas durante el tratamiento:

1. La savia se debe tratar sin demora y mantener fría (40oC).2. Se deben controlar las características de la irradiación para la reducción

de carga bacterianas.3. Se deben mantener limpias con cloro las unidades de ósmosis inversa.

Estabilidad de alamacenaje de los productos finales:Para evitar el crecimiento de mohos, el jarabe se debe envasar a 82oC o a 93oC y el envase se debe inclinar sobre su lado, para que el jarabe caliente descontamine la lata. Si no es posible el jarabe debe ser almacenado a temperatura no superior de 40oC.

Miel

Elaborada por las abejas. El contenido de azúcar de los néctares varía de 5% a 80%. La miel granulada consta de cristales finos, la granulaciónresulta de la formación de hidrato de glucosa que contiene 9,1% de agua de hidratación. La cristalización aumenta el contenido de agua de la fase líquida y por tanto la aw

alcanza fácilmente un nivel donde ocurre la fermentación por levaduras osmófilas.

Propiedades importantes. Depende de la composición del néctar, deñl contenido de glucosa ( aprox. Del 30-35% fructuosa del 35-45% contenido de humedad de un 15-21% el de sacarosa de un 1-3%, el de ceniza de un 0.09-0.33 y el pH disminuye por als concentraciones y tiposde azucares.

Tratamientos y conservaciónL extracción de los panales mediante centrifugación, pasa a un tanque donde se separa el material grosero de cera mediante lengüetas, por desespumado o sedimentación. El calentamiento es esencial, pero excesivo es perjudicial produciendo hidroximetilfurfuraldehído. Las temperaturas de 71-77oC durante períodos cortos sirven para destruir la mayor parte de levaduras osmófilas presentes, reducen a la tendencia cristalización.Microfilia inicialLas levaduras son aportadas tanto por el néctar como por el contenido intestinal de la abeja, las bacterias provienen de la abeja. Zygosaccharomyces spp. Bacterias como Gluconobacter y Lactobacillus que desaparece cuando el contenido de agua es al 18%.Bacterias esporógenas: B. Learvae y Cl botulinum B. larvae agente causal <<foul brood>> o peste americana.

HRE (%) CONTENIDO DE AGUA (%)50 15.955 16.860 18.365 20.970 24.2

75 28.380 33.1

TratamientoCuando se extrae del panal la miel suele tener un contenido de agua del 18% que corresponde con una aw de 0,60. Z. bailii aislada en la miel creció en aw

0.65 la aw mínima para el crecimiento de un grupo de lavaduras osmotolerantes inoculadas en la miel después de la extracción.

Control El calentamiento que recibe la miel durante el tratamiento debe inactivar las levaduras osmotolerantes, que son los agentes de la alteración de interés. La recontaminación por estos organismos a partir del equipo y a partir del aire al implantar practicas higienes adecuadas.El control de cualesquiera levaduras presentes Alteración La miel se altera como resulta como resultado Z. bailii, que producen una fermentación alcohólica. El contenido crítico de humedad en el que se la fermentación ha sido definido como torno al 21%. Este porcentaje se aproxima a una a w de valor 0.65 Patógenos.Los único patógenos han sido aislados en la miel comercial son esporas de tipos A y B de Cl. Botulinum. Los tratamientos eficaces de cocción bajo presión suponga la dilución de la miel antes del tratamiento y volverla a concentrar después del tratamiento.Bibliografía

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