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8/16/2019 Tema 2- Deterioro de Alimentos [Modo de Compatibilidad]
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Universidad Nacional Mayor de San MarcosFacultad de Química e Ingeniería Química
E.A.P. de Ingeniería Agroindustrial
Asignatura: Envases y Embalajes
Tema 2: Deterioro de alimentos y métodos depreservación
Profesor: Dr. Ing. Waldir D. Estela Escalante, MSc, PhD
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Agentes de deterioración
Enzimas
deterioración
Deterioración de frutas y vegetales: peroxidasa,lipoxigenasa, clorofilasa y catalasa.
Madurez de frutas – incrementa actividad depectinesterasa y poligalacturanasa – ablandamiento detejidos
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Polifenoloxidasa
Oxida compuestos fenólicos > indol quinonas – inactivación: uso de ác. cítrico, málico o fosfórico
Evitar contacto con oxígeno: inmersión en salmuera.
Empacado de fruta en atmosfera exento de aire – puedeconducir a problemas de calidad.
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Hongos excretan enzimas: Aspergillus, Botrytis, Mucor,Penicillium.
Bacterias: Bacillus subtilis , Bacillus amyloliquefaciens y Bacillus licheniformis roducen mil s s est blestérmicamente.
Reacciones complejas: Rhizopus causa ablandamientode frutas enlatadas – enzimas pectolíticastermoestables.
Byssochlamys - afecta textura de alimentos enlatadoshongo termoestable (destrucción a 90°C).
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Microorganismos
Psicrotróficos (tolerantes al frío), incluso a 4°C – fácil dedestruir por calor.
, . .
Mesofílicos (rango medio), temp. óptima entre 20–44°C – gran importancia en alimentos envasados.
Termofílicos (amantes del calor), temp. óptima entre 45– 60°C – alimentos envasados almacenados en climas
.
Termodúricos (resistentes al calor), sobreviven pero no sereproducen por encima de 70°C
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Bacterias
Requieren agua, proteínas, CHOs, lípidos, vitaminas yelementos traza.
División por fisión – en 11 horas mas de 1×10 cels /ml – producción de aroma y olores desagradables,mucílagos, liberación de toxina.
Bacillus subtilis , amyloliquefaciens y licheniformis – liberación de amilasas
Prevención de crecimiento – MAP/refrigeración – vidaútil prolongada.
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Luz UV tiene efecto destructivo sobre bacterias –
alteración química en proteínas celulares.
Luz UV se utiliza en esterilización de botellas de agua,
superficies.
Formación de esporas – ambiente adverso: temp.,
químicos (desinfectantes), baja concentración denutrientes y valores de aw.
Clostridium botulinum – esporulador – de importancia enalimentos procesados térmicamente.
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Esporas de Clostridium germinan a pH superior a 4.5 yen ausencia de oxígeno.
Bacterias importantes: C. botulinum , Listeriamonocytogenes , Salmonella , Escherichia coli ,
Staphylococcus aureus , Bacillus cereus y Campylobacter .
Listeria sobrevive y crece a temperatura baja – tratamiento 70°C x 2 min reduce 6 unid. logarítmicas.
roceso gua para a mone a y . co .
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Fungi
Reproducción asexual y sexual – producción de esporas.
adversas.
Contaminación de envases y empaques – esporas dehongos.
Envases contaminados con esporas son fuente decontaminación post proceso.
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Hongos menos tolerantes que bacterias – excepciónendosporas de hongos como Byssochlamys fulva
Fresas son fuente común de Byssochlamys fulva .
Levaduras y hongos son destruidos a 60°C (5–10min).
Levaduras son anaerobias facultativas y hongos son
aerobios.
Levaduras
Anaerobiosis: fermentaciónAerobiosis: respiración (agua, CO2)
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Deterioración no-enzimática
Maillard: grupo aldehído de azúcares reductoresreaccionan con grupos amino libres de AAaas paraform r furfur ldehido iruv ldehido cetol di cetil
hidroxiacetil, etc., los cuales reaccionan con aminas – producción de melanoides (pigmentos marrones).
Alimentos deshidratados: papa seca y vegetales, jugo defrutas.
Evitar pardeamiento: sulfitado – productos secos(sulfitado durante o después del blanqueado).
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Métodos de preservación de alimentos
Objetivos
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Reducir o prevenir proliferación de m.o.
Inhibir la actividad de enzimas.
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Temperaturas altas
Destruir enzimas o microorganismos.
1. Tratamiento térmico para reducción de carga
microbiana a límites establecidos.
2. Tratamiento térmico a alimentos envasados.
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Blanqueado
Inactivación de enzimas.
Reducción del número de levaduras, mohos y ciertas
bacterias (Listeria , Salmonella , E. coli ) en la superficiede alimentos.
Aplicado generalmente antes de congelar alimentos.
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Esterilización comercial
Autoclavado – alimentos enlatados.
térmicamente resistentes.
Cocción botulínica – reducción de la probabilidad desobrevivencia de una espora en producto envasado debaja acidez de 1 en 10 (121.1°Cx3min).12
Muchos alimentos enlatados reciben tratamientos masseveros para asegurar su conservación.
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Pasteurización: envase cerrado u operación de llenadoaséptico.
Alimentos pasteurizados no son estériles – prolongaciónde vid útil – de ende del ti o de limento.
Almacenamiento en refrigeración.
Alimentos con alta conc. sal, azúcar o ácido son establesa temperatura ambiente (jamón enlatado pasteurizado).
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Temperaturas bajas
Congelación
. .
Congelación comercial (−18 a −24°C) actividad
microbiana suspendida.
Descon elamiento: m.o viables crecen.
Deterioración de alimentos congelados depende de otrosfactores (oxidación).
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A temp, congelamiento: actividad enzimática lenta – altera propiedades organolépticas.
Blanqueado de vegetales (90-95°Cxminutos ) antes decongelamiento rápido.
Congelamiento rápido – calidad del alimento: prevenirformación de grandes cristales – destrucción de tejidosen frutas y verduras o tejido muscular de carne, pescadoy pollo.
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Limitación de vida útil de alimentos congelados – cambios químico-físicos (en meses):
Oxidación de grasas
Envases para alimentos congelados: papel, plástico ymetal.
Migración de gases (O2) a través del envase es menos
crítico.
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Refrigeración
Disminución temperatura hasta 0°C.
Crecimiento microbiano limita la vida útil m.o
psicrofílicos).
Crecimiento microbiano: deterioración del alimento
(putrefacción o fermentación), proliferación depatógenos.
Pasteurización prior – eliminar patógenos - Salmonella ,Listeria y Escherichia coli OH:157.
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Pasteurización/refrigeración – vida útil varios días – depende del tipo de alimento.
Si pasteurización es 90°C x 10 min – extensión de vida
– .
El tiempo de vida útil depende de la característica del
alimento.
Refri eración – rolon ación de vida útil de frutas
verduras frescas.
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Refrigeración: retarda el crecimiento de m.odeterioradores – lentifican procesos bioquímicos de
maduración.
Frut s verdur s tienen tem ide l de lm cen miento
– susceptibilidad al daño por frío: bananas debajo de12°C ennegrecimiento de cáscara.
Muchas frutas y verduras frescas son refrigeradas atemp, mayores a 5°C.
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Variedad de envases y empaques para alimentosrefrigerados
Crecimiento microbiano en el alimento limita la vida útil yno l inter cción env se- limento
Envases: propiedades de barrera para vida útil corta – pronto consumo del alimento
Envases limpios pero no estériles – limpieza conso uc ones – re ucc n carga m cro ana.
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Secado y control de actividad de agua
Microorganismos necesitan agua para crecer: reducciónde agua – disminuye y previene crecimiento.
Alimentos secos: no son adecuados para el crecimientode m.o – vida útil meses, años.
Ejemplo: cereales, arroz, leguminosas.
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Cambio en el contenido de agua – afecta característicasorganolépticas (hojuelas).
Selección del material de empaque critico – prolongar lavid útil del limento seco.
Envase común: cartón laminado con barrera contrahumedad (plástico: polietileno) – fideos, hojuelas - vida
útil varios años.
c v a e agua para a men os secos: ~ . .
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Métodos comerciales de secado
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Métodos comerciales de secado(max. aw ~0.3)
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Adi ió d l ( ú ) d ió d
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Adición de solutos (azúcar) – reducción de aw – incremento de presión osmótica.
Algunos alimentos (mermelada) contienen alta cantidadde u – m or rte est li d b w or el
azúcar y pectina – no disponible para m.o. – prolongadavida útil.
Microorganismos presentes en la mermelada y en elempaque destruidos durante procesamiento.
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P ió í i
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Preservación química
Mayor método de preservación: regulaciones.
nitrato y nitrito en carnes).
Mas usados: ácido sórbico y benzoico y sus sales ydióxido de azufre y sus derivados.
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Antioxidantes: prevenir deterioro químico – rancidez(oxidación de lípidos), pardeamiento enzimático en
vegetales.
1. Mezcla con el alimento antes de ser envasado – néctares, bebidas, enlatados de carne, etc.
2. Introducir el preservante en el envase o empaque – envases activos.
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Preservantes incluidos en materiales de envases – bacteriocinas.
Preservantes liberados lentamente al alimento o a la
–microbiano.
Empaque activo – prolongación de vida útil varios días.
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Curado
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Curado
Preservación de alimento (carne, queso, pescado) porcombinación de sales (NaCl, nitrato y nitrito).
Se basa en disminución de aw ligando el agua consales de cura – no disponible para m.o.
Se crean uniones iónicas entre hidrógeno polarizado yiones hidróxido en el agua y iones cloruro de la sal.
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En carnes curadas, sal tiene efecto preservativo ysaborizante, sales de nitrito tiene efecto preservante y
contribuye a dar características de color.
y almacenados en refrigeración.
Empacado al vacío incrementa la vida útil reduciendo latasa de daño oxidativo.
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Encurtido
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Encurtido
Preservación de alimentos en ácido acético, láctico,cítrico.
C. botulinum no crece a pH menores a 4.5 (nivel mínimode encurtido).
Levaduras y hongos requieren mayor grado de acidez ydisminución de pH (1.5–2.3) para prevenir sucrec m en o.
Envases apropiados: botellas de vidrio.
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Ahumado
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Ahumado
Efectos: secado parcial (aw), compuestos fenólicos delhumo (antimicrobiano, antioxidante), imparte aromac r cterístico.
Salmón curado-ahumado combinado con refrigeración.
Producción moderna: uso de solución de humo sintético.
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Fermentación
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Fermentación
Resulta en alimento con alto contenido de calorías.
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Tres tipos de fermentación:
1. Fermentación láctica (yogurt)
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3. Fermentación alcohólica (cerveza, vinos)
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Atmosfera modificada
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Atmosfera modificada
Incrementa la vida útil de alimentos frescos: carne,pescado, frutas, productos de panadería, etc.
El aire del empaque se remplaza por mezcla de gases – retardar crecimiento microbiano (deterioración).
Ejemplo: queso chedar rallado empacado en atmosfera(30% CO2, 70% N2).
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CO2 disuelve en superficie de alimentos húmedos >
ácido carbónico – inhibición de m.o.
Alimentos secos: retardo de oxidación de lípidos.
Composición de gas: depende del tipo de alimento a serempacado y el proceso biológico a controlar.
Frutas y vegetales no procesados respiran luego de ser.
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Mezcla de gases típicos usados en atmosfera modificada
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Mezcla de gases típicos usados en atmosfera modificada
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Empaques con permeabilidad específica niveles de O2
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Empaques con permeabilidad específica – niveles de O2y CO2 pueden ser controlado – vida útil.
Empaques activos: adsorbentes químicos remueven.
Envasado al vacío: remoción del O2 del interior del
empaque – evitar rancidez.
cuidado: crecimiento de C. botulinum
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Procesamiento a alta presión
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p
Se usa presiones de 500–600Mpa: destruir m.o.
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Proceso de preservación en investigación.
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Calentamiento Ohmico
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Proceso térmico: aplicación de corriente eléctrica alalimento.
Resistencia del alimento a la corriente eléctrica causacalentamiento.
Ventaja: periodos cortos de calentamiento – mantenervalor nutricional y aroma.
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Irradiación
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Destrucción de m.o presentes en frutas frescas (fresas),Salmonella en carne de pollo.
Prevención de germinación: papas
Efecto nulo en la composición del alimento.
No recomendado ara alimentos altamente rasos –
generación de malos olores.
Etiquetado obligatorio
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