efecto del calentamiento Óhmico sobre el contenido de
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Efecto del Calentamiento Óhmico sobre el Contenido de Metales (Ca, Fe y Zn) y el Recuento
Bacteriano en Navajuelas (Tagelus dombeií)
Memoria presentada como parte de los requisitos para optar al título de
Ingeniero en Alimentos
Jonathan Alexis Olea Bravo Valdivia – Chile
2015
PROFESOR PATROCINANTE:
Bioquímico, Dr. en Ciencias Químicas Instituto de Ciencias y Tecnología de
los Alimentos
PROFESORES INFORMANTES:
__________________________________Profesor Bernardo Carrillo López
Ing. Agrónomo, Master en Ciencias e Ing. de Alimentos
Instituto de Ciencias y Tecnología de los Alimentos
__________________________________Prof. Dr. - Ing. Kong Shun Ah-Hen Ing. en Alimentos, Dipl. – Ing., Dr.-Ing. Instituto de Ciencias y Tecnología de
los Alimentos
i
ÍNDICE DE MATERIAS
Capitulo Página
RESUMEN 1
SUMMARY 2
1 INTRODUCCIÓN 3
2 REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA 5
2.1 Principios básicos del calentamiento óhmico 5
2.2 Ventajas del calentamiento óhmico 6
2.3 Factores que afectan el calentamiento óhmico 7
2.3.1 Conductividad eléctrica 7
2.3.2 Viscosidad 8
2.3.3 Densidad 8
2.3.4 Calor específico 9
2.3.5 Factores del proceso 9
2.3.5.1 Tiempo del tratamiento 9
2.3.5.2 Intensidad del campo eléctrico 9
2.3.5.3 Temperatura 9
2.3.5.4 Tiempo de residencia 10
2.3.6 Factores microbiológicos 10
2.3.6.1 Tipo de microorganismo 10
2.3.6.2 Recuentos 10
2.3.6.3 Etapa de crecimiento 10
2.4 Calentamiento óhmico – Aplicación industrial 11
2.5 Moluscos bivalvos – Características y propiedades 11
2.5.1 Importancia de los minerales 12
2.5.2 Minerales de interés Ca, Fe y Zn 12
3 MATERIAL Y MÉTODO 13
3.1 Lugar de ejecución 13
3.2 Materiales 13
ii
3.3 Metodología para medición de conductividad eléctrica 13
3.4 Metodología de tratamiento por calentamiento óhmico 14
3.4.1 Condiciones experimentales de calentamiento óhmico 15
3.4.2 Análisis microbiológico producto crudo 15
3.4.3 Análisis microbiológico producto cocido 15
3.5 Metodología de análisis de Ca, Fe y Zn en Navajuelas 15
3.5.1 Cuantificación de Ca, Fe y Zn 15
3.5.2 Mineralización de las muestras 15
3.5.3 Disolución 15
3.5.4 Filtración 15
3.5.5 Curva de calibración y lectura de muestras 15
3.5.6 Fotometría de llama 18
4 PRESENTACIÓN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS 19
4.1 Conductividad eléctrica en navajuela 19
4.2 Determinación de microorganismos aerobios mesófilos,
coliformes totales y coliformes fecales
19
4.2.1 Determinación de microorganismos aerobios mesófilos
en producto crudo en Agar Plate Count (APC). 19
4.2.2 Resultados coliformes totales en caldo Lauril Sulfato
Triptosa (LST) producto fresco
20
4.2.3 Resultados coliformes totales en caldo LST producto
cocido por calentamiento óhmico
22
4.3 Resultados de análisis de Ca, Fe y Zn 22
4.4 Análisis estadístico ANOVA Simple y Test de Tukey 24
5 CONCLUSIONES 27
6 BIBLIOGRAFÍA 28
7 ANEXOS 33
iii
ÍNDICE DE CUADROS
Cuadro Página
1 Rangos de conductividad eléctrica en alimentos 7
2 Composición fraccional de navajuela 12
3 Patrones para curva de calcio 15
4 Patrones para curva de hierro 15
5 Patrones para curva de zinc 18
6 Conductividad eléctrica de navajuelas 19
7 Resultado aerobios mesófilos en APC en fresco 19
8 Resultados APC en producto calentamiento óhmico 20
9 Resultados caldo LST coliformes totales en fresco 20
10 Resultado Caldo BVB para coliformes totales en fresco 21
11 Resultados Caldo EC para coliformes fecales en fresco 21
12 Resultado caldo LST producto calentamiento óhmico 22
13 Ensayo con distintos voltajes 22
14 Ensayo con producto y mantención de temperatura 23
15 Ensayo según parámetro de tesis 23
16 Ca, Fe y Zn encontrados 24
iv
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura Página
1 Esquema dilución producto crudo 16
2 Esquema dilución producto cocido 17
3 Medias y 95% confianza con Tukey para Calcio 25
4 Medias y 95% confianza con Tukey para Hierro 26
5 Medias y 95% confianza con Tukey para Zinc 26
v
ÍNDICE DE IMÁGENES
Figura Página
1 Equipo de calentamiento óhmico, muestras, voltimetro,
termómetro y sal de mar
14
2 Espectrómetro de absorción atómica PinAAcle 900H
PerkinElmer
18
vi
ÍNDICE DE ANEXOS
Anexo Página
1 Tabla 1 para el cálculo del número más probable (NMP) 34
2 Voltaje, temperatura y concentración de sal para ensayo,
Variación de voltaje, agua y concentración de sal y
ensayo de control de temperatura
35
3 Tratamiento a 70°C/70V por triplicado para análisis
microbiológico
36
4 Tratamiento a 70°C/70V para análisis de Ca, Fe y Zn y
escaldado a 50°C, 70°C y 90 °C. 36
5 Peso crisol más muestras frescas, tratadas a 70°C/70V y
escaldadas, peso crisoles más muestras por triplicado
secadas a 105°C, Ceniza y humedad promedio obtenida
de las muestras y Presencia de minerales en fresco,
70°C/70V y escaldado
37
8 Análisis estadístico ANOVA simple entre minerales
(Calcio, Hierro y Zinc) y Tratamientos, y test LSD entre
tratamientos
38
1
RESUMEN
El calentamiento óhmico está basado en el paso de corriente alterna a través de un
cuerpo, el cual actúa como una resistencia eléctrica, generando calor dentro del mismo.
Este tipo de procesamiento tiene diversos usos, entre los cuales está el reemplazar el
escaldado, esterilización y muchos otros procesos térmicos usados en la industria
alimenticia. La navajuela (Tagelus dombeii) es un molusco bivalvo filtrador,
perteneciente a la fauna marina que habita en sectores no muy profundos, aportando
diversos nutrientes y minerales de gran importancia al cuerpo. El objetivo de esta
memoria fue; (1) Evaluar el efecto del calentamiento óhmico en la reducción de metales,
así como también de los microorganismos aerobios mesófilos, coliformes totales y
coliformes fecales en navajuela. (2) Realizar una comparación entre escaldado a tres
temperaturas y calentamiento óhmico a 70°C/70V para determinar cual de los dos
procesamientos tiene un mayor impacto en la reducción de Ca, Fe y Zn en navajuela.
Los ensayos se realizaron en la Universidad del Bío-Bio, Chillán y otros análisis en
Valdivia, Universidad Austral de Chile. Se realizó un tratamiento de calentamiento
óhmico a 70°C/70V. El escaldado se realizó a 50°C, 70°C y 90°C. Las muestras se
sometieron a análisis microbiológico, obteniéndose que las muestras frescas contenían
valores ligeramente mayores que los aceptados en el Reglamento Sanitario de los
Alimentos. Los resultados obtenidos indican que las muestras tratadas por calentamiento
óhmico disminuyeron el recuento de coliformes totales y fecales considerablemente.
En cuanto a los contenidos de Ca, Fe y Zn los valores de muestras frescas presentan
mayores contenidos de Ca y Fe y para Zn los valores variaron, pero dentro de rangos
normales. Los resultados muestran que el tratamiento que más redujo el contenido de
minerales fue el escaldado a 70°C y 90°C. Los resultados presentados muestran que el
calentamiento óhmico logra reducir y/o eliminar bacterias aerobias mesófilas, coliformes
totales y fecales en navajuelas. En la reducción de minerales, el escaldado logra extraer
más que el calentamiento óhmico. Por lo tanto, si se quieren mantener minerales
importantes después del tratamiento térmico, el calentamiento óhmico es una opción
viable.
2
SUMMARY
Ohmic heating is based on the passage of alternating current through a body, which
serves as an electrical resistance, generating heat inside the same. This type of process
has different applications, among which is replacing blanching, sterilization, and many
other thermal processes used in the food industry. Navajuela (Tagelus dombeii) is a
bivalve filter mollusc belonging to the marine fauna that inhabits not very deep sectors,
providing different nutrients and minerals of great importance to our body. The objective
of this thesis was: (1) To evaluate the effect of ohmic heating on the reduction of metals
as well on aerobic mesophilic bacteria, total coliforms and fecal coliforms in navajuela,
(2) Make a comparison between blanching at three temperatures, and ohmic heating at
70°C/70V, to determine which of two treatments has a bigger impact on the reduction of
Ca, Fe and Zn in navajuela. Assays were performed at Universidad del Bío-Bio, Chillán
and other analysis in Valdivia, Universidad Austral de Chile. An ohmic heating treatment
was conducted at 70°C/70V.
Blanching was conducted at 50°C, 70°C and 90°C. Samples were subjected to
microbiological analysis, obtaining that fresh samples contained slightly higher values
than those accepted in Reglamento Sanitario de los Alimentos. The results obtained
indicate that samples treated by ohmic heating decreased considerably total and fecal
coliform counts.
Regarding to the contents of Ca, Fe and Zn the values of fresh samples present a high
content of Ca and Fe and to Zn the values vary in normal ranges. Results show that the
treatment that most reduced the mineral content was blanching at 70°C and 90°C.
Results presented show that ohmic heating achieved to reduce and/or eliminate aerobic
mesophilic bacteria, total coliform and fecal in navajuela. On the reduction of minerals,
blanching achieve to extract more than ohmic heating. Therefore, if it is wanted to keep
important minerals after heat process ohmic heating is a viable option
3
1. INTRODUCCIÓN
En la industria de alimentos existen diversas técnicas mediante las cuales se puede
aumentar la vida útil de los alimentos, tales como: secado spray, transformación de
leche en queso, yogurt, etc., cristalización y, los más utilizados, los tratamientos
térmicos. (YUSAF, 2013)
Estos tratamientos a pesar de ser los más utilizados tienen ciertas desventajas como
la pérdida de textura, sobrecalentamiento o quemaduras externas por descontrol del
proceso entre otras, pero a pesar de que el alimento se trata a altas temperaturas, de
igual manera se obtiene el resultado esperado, aunque se deban adicionar nutrientes
que se pierden en el tratamiento (proteínas, vitaminas, etc.).
Los tratamientos térmicos dan la confianza de que a una alta temperatura por unos
cuantos segundos se pueden eliminar ciertos microorganismos en el alimento, pero la
desventaja de calentar tan drásticamente el alimento es que algunos de sus
componentes son eliminados por ser termosensibles, es por esta razón que las
industrias han incursionado en la búsqueda de tecnologías para mejorar tanto la calidad
de los alimentos que se entregan, como el mantener las características nutricionales y
sensoriales, y mejorar sus rendimientos de procesamiento. (MENESES, 2008)
Las tecnologías llamadas “emergentes”, como la utilización de vacío combinado con
microondas, uso de pulsos eléctricos (PEF) o el calentamiento óhmico son algunas de
las tecnologías que pueden ayudar a entregar alimentos mínimamente procesados, de
mejor calidad nutricional y sensorial, además de tener una cierta mejora en su vida útil.
(YUSAF, 2013)
Según la literatura el calentamiento óhmico está basado en el paso de corriente alterna
(CA) a través de un cuerpo, por ejemplo: en un sistema alimenticio líquido/particulado,
el cual sirve como una resistencia eléctrica en el que el calor es generado. El voltaje
de la CA es aplicado a los electrodos que están posicionados en ambos extremos del
cuerpo del producto (RUAN et al., 2001). La disipación de la energía eléctrica se
manifiesta como calor, resultando un generación interna de calor (SASTRY, 2010).
4
El proceso permite al producto alimenticio, que contiene partículas de hasta 25 mm
aproximadamente, ser calentadas a temperatura de esterilización de hasta 140°C en
menos de 90 segundos, luego el cual es enfriado a temperatura ambiente en 15
minutos. Estos tiempos de procesamiento son significativamente más cortos que los
típicos del ciclo de 2 horas de esterilización realizado a los productos enlatados (RUAN
et al., 2001).
De lo anterior se desprende la siguiente Hipótesis: la tecnología de calentamiento
óhmico disminuirá el recuento bacteriano y el contenido de minerales tales como:
Calcio, Hierro y Zinc debido a la generación de poros en las membranas de navajuela
(Tagelus dombeií)
Objetivo general
Evaluar efectividad entre tratamientos térmicos entre tecnología emergente
(calentamiento óhmico) y tecnología tradicional (escaldado)
Objetivo específico
Evaluar el efecto del calentamiento óhmico y de escaldado sobre la reducción de
minerales (calcio, hierro y zinc) en navajuela
Evaluar la presencia de microorganismos aerobios mesófilos, coliformes totales
y coliformes fecales en el producto antes y después del tratamiento por
calentamiento óhmico.
5
2. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA
2.1 Principios básicos del calentamiento óhmico
El calentamiento óhmico es un procesamiento que usa energía eléctrica para calentar
alimentos como método de preservación, y como tal, puede ser utilizado para
inactivación microbiológica y para reemplazar otros procesos como escaldado,
pasteurización, esterilización, evaporación y deshidratación (MORENO, 2013)
Este procesamiento actúa mediante el paso de corriente eléctrica a través de un
cuerpo, como puede ser un alimento líquido/particulado, el cual sirve como una
resistencia eléctrica en la cual el calor es generado (TAUB, 2001). Esta forma de utilizar
la energía eléctrica en beneficio del procesamiento de alimentos es una de muchas que
están tomando participación en la industria alimentaria.
Son varios los factores que afectan el rango y efectividad del calentamiento óhmico,
los cuales tienen relación con la conductividad eléctrica del fluido y las partículas, calor
específico del alimento (y del líquido en caso de partículas suspendidas), tamaño de
las partículas, forma y concentración; así como también la orientación de las partículas
en el campo eléctrico (KIM et al., 1996).
Otra de las características del calentamiento óhmico es el uso de los electrodos. El uso
de múltiples electrodos da un mejor grado de control, esto diferencia esta tecnología
de otras, junto a un campo eléctrico uniforme en la sección de la tubería. El material de
los electrodos está especialmente desarrollado y es usado para eliminar la polarización
y contaminación (TAUB, 2001) En comparación al proceso de esterilización, este
proceso permite al producto alimenticio, que contiene partículas de hasta 25 mm, ser
calentadas a temperatura de esterilización de hasta 140°C en menos de 90 segundos,
luego es enfriado a temperatura ambiente en 15 minutos. Estos tiempos de
procesamiento son significativamente más cortos que los típicos del ciclo de 2 horas
de esterilización en lata (TAUB, 2001).
6
2.2 Ventajas del calentamiento óhmico
Existen diversas ventajas de tecnología comparada con otras convencionales, según
estudios realizados por diversos científicos, se resumen (TAUB, 2001):
Calentando material alimenticio por generación interna de calor sin la limitación
de la transferencia de calor y algo de la no uniformidad comúnmente asociada
con el calentamiento por microondas debido a penetración dieléctrica asociada.
Una mayor temperatura en las partículas que en el líquido puede ser lograda, lo
que es imposible para los sistemas de calentamiento convencionales.
Reduce los riesgos de contaminación de la superficie de transferencia de calor y
quemado del producto alimenticio, resultando en daños mecánicos mínimos y
mejores nutrientes y retención de vitaminas.
Alta eficiencia de energía, cerca del 90% de la energía eléctrica es convertida en
calor.
Almacenamiento por Ambiente/Temperatura favorable y distribución cuando es
combinado con sistema de empacado aséptico
Facilidad de controlar el proceso con switch para encender y apagar
Reducción en los costos de mantención (sin muchas partes móviles)
Sistema amigable con el medio ambiente.
Como no hay superficies calientes para transferencias de calor, hay poco riesgo
de daño al producto debido a quemadura.
Se pueden lograr altas temperaturas rápidamente, por ejemplo temperaturas
para procesamiento UHT.
2.3 Factores que afectan el calentamiento óhmico
Existen diversos factores propios del alimento, y de la tecnología, que producen
variación en el procesamiento, así como en este método de procesamiento como en el
procesamiento por Pulsos Eléctricos de Alto Voltaje (PEAV) y otras tecnologías
(MENESES, 2008):
7
La conductividad eléctrica de los alimentos, y de mezclas de alimentos, podría
depender de: componentes iónicos (sal), ácidos y la movilidad del contenido de agua
aumenta la conductividad eléctrica, mientras que las grasas y alcohol la disminuyen.
La viscosidad: fluidos de más alta viscosidad muestran un procesamiento por
calentamiento óhmico más rápido que los de viscosidad más baja.
Densidad y calor específico del producto.
Factores del proceso como Intensidad del campo eléctrico, tiempo de tratamiento,
temperatura y tiempo de residencia.
Factores microbiológicos como: tipo de microorganismo, concentraciones y etapa
de crecimiento
Factores del medio como: pH, compuestos iónicos, fuerza iónica del medio y
conductividad.
2.3.1 Conductividad eléctrica. La conductividad eléctrica es un parámetro que
influye en el calentamiento. Es medida por la cantidad de electricidad transferida a
través de una unidad de área, por unidad de gradiente de potencial, y por unidad de
tiempo.
Los materiales biológicos son parte de una gran clase de malos conductores de calor.
Típicamente, la conductividad eléctrica de una solución es la suma de iones
individuales, concentraciones molares equivalentes de iones individuales y
conductividad molar equivalente (ROBINSON y STOKES, 1959; FARID y ALKHAFAJI,
2007). Existen tres rangos para los valores de conductividad eléctrica para una
variedad de productos alimenticios y se definen a continuación:
Cuadro 1. Rangos de conductividad eléctrica en alimentos
Rangos de conductividad eléctrica Alimentos
σ > 0.05 (S/m): Buena Condimentos, huevos, yogurt, postres en base a leches, jugos de fruta, vino, gelatina, hidrocoloides, etc.
0.005 < σ < 0.05 (S/m): Baja margarina, mermelada, polvos, etc.
σ< 0.005 (S/m): Mala alimentos congelados, espumas, grasas, jarabes, licores, etc.
Fuente: SUN, D.W., (2005)
8
2.3.2 Viscosidad. La viscosidad es importante al momento de procesar alimentos
líquidos o de viscosidad variable. Al ser una propiedad que depende de la temperatura,
al momento de procesar el alimento se debe tener en consideración los cambios que
puede tener.
El fluido debe ser lo suficientemente viscoso para arrastrar y transportar las fracciones
de sólidos con él. Los fluidos viscosos que no tienen gran movimiento pueden dar
origen a uniformidades en el calentamiento de la misma fase del fluido rodeando el
sólido (FRYER et al., 1992)
2.3.3 Densidad. Es una propiedad de interés en la industria, es sabido que a mayor
densidad el fluido será más espeso y a menor será más líquido y fácil de manejar. El
hecho que exista un líquido con alta densidad complica el transporte y la transferencia
de calor. Cuando el producto está compuesto por fracciones de materia sólida inmersa
en el líquido, el calor se transmite por convección, al crearse corrientes que la
favorecen.
Este tipo de transmisión es más lenta cuanto mayor es la densidad del líquido y el punto
más frio puede no estar en el centro térmico del alimento (ESPAÑA, MINISTERIO DEL
MEDIOAMBIENTE RURAL Y MARINO, 2008).
2.3.4 Calor específico. Como muchos de los factores antes mencionados, esta forma
parte de las propiedades que deben tenerse en cuenta al momento de tratar un
alimento.
De acuerdo a la página hyperphysics (ROD NAVE, 2000), el calor específico se define
como: “la cantidad de calor que se necesita por unidad de masa (por kilogramo de
producto) para elevar la temperatura un grado Celsius”.
La relación entre calor y cambio de temperatura se expresa en la siguiente ecuación:
𝑄 = 𝑐 ∗ 𝑚 ∗ ∆𝑇 (1) Donde:
- Q: Calor añadido al cuerpo que se calienta
- c: Es el calor especifico del cuerpo a calentar
- m: masa del cuerpo a calentar
9
- ∆T: cambio en la temperatura del cuerpo antes y después de calentar
2.3.5 Factores del proceso.
2.3.5.1 Tiempo del tratamiento. En estudios de sobrevivencia microbiana a distintos
tratamientos, los acercamientos generales son determinar la influencia del tiempo en
el tratamiento a una intensidad en la inactivación microbiana. Por lo tanto, el tiempo y
la intensidad del tratamiento son los parámetros principales del proceso (ÁLVAREZ et
al., 2003).
2.3.5.2 Intensidad del campo eléctrico. Determinar la intensidad funciona de forma
similar a determinar el tiempo, para encontrar la intensidad ideal se deberán hacer
ensayos y encontrar la intensidad, que no será agresiva con el tejido del alimento.
Aunque se utilice electricidad a baja intensidad hay casos en los que la inactivación
microbiana llega a ser principalmente térmica a causa de una intensidad demasiado
baja del campo eléctrico (SUN, 2005).
2.3.5.3 Temperatura. Es un factor que puede alterar de forma significativa la
seguridad de alimentos almacenados y tratados, es por esto que la industria busca
controlar este parámetro durante la producción del producto, almacenado y/o
transporte.
Una mala medición o un ineficaz control pueden causar riesgo al consumidor afectando
la calidad del producto. Según el Sistema de Análisis de Peligros y Puntos de Control
Crítico (HACCP) se establecen reglas que garantizan la calidad del producto
observando y evitando riesgos higiénicos.
2.3.5.4 Tiempo de residencia. Se puede definir como el tiempo de reposo del
alimento cuando se trata térmicamente, se congela, se evapora, etc... Para que, por
ejemplo. absorba un poco más de calor, que concentre más los sabores, que el frio
llegue al centro térmico cuando se congela, etc.
2.3.6 Factores microbiológicos.
2.3.6.1 Tipo de microorganismo. La variedad de microorganismos que pueden
contaminar los alimentos tienen diversa resistencia a la temperatura, pH, presiones,
etc…también pueden haber esporas de microorganismos, las que tienen una mayor
resistencia a los factores anteriormente mencionados.
10
Hay cierto efecto térmico sobre los microorganismos, pero los campos eléctricos
causan también cambios iónicos que alteran la permeabilidad y funcionalidad de las
membranas y producen la lisis celular (ESPAÑA, MINISTERIO DEL MEDIOAMBIENTE
RURAL Y MARINO, 2008)
2.3.6.2 Recuento. La efectividad del tratamiento toma en cuenta el recuento de
microorganismos. Las Unidades Formadoras de Colonias (UFC) que pueda contener
un alimento, sea cual sea el origen de la contaminación, puede disminuir la efectividad
de los campos eléctricos que se utilizaran, así como una menor cantidad de
microorganismos contaminantes lo favorecerán.
2.3.6.3 Etapa de crecimiento. Todos los microorganismos crecen, se alimentan,
tienen pH y temperaturas óptimas de crecimiento. Gráficamente se pueden representar
las etapas del ciclo de crecimiento. En anexos se presenta el gráfico de las etapas de
crecimiento bacteriano.
- Fase de latencia (Lag phase). Periodo de tiempo durante el que el inóculo se adapta
a las condiciones del medio sobre el que se ha sembrado. Se trata de un periodo de
ajuste metabólico. Su duración depende de varios factores como: tamaño del inóculo,
estado metabólico previo y medio del que procede.
- Fase exponencial o fase logarítmica (Exponential (log) phase). Etapa en la que las
células están dividiéndose y crecen de manera exponencial. La velocidad varía de una
especie a otra y depende de parámetros ambientales.
- Fase estacionaria (Stationary phase). Etapa en la que los nutrientes se agotan y el
crecimiento exponencial cesa. Hay actividad metabólica de síntesis y energía.
- Fase de muerte (Death phase). Las células ya no crecen ni realizan actividades
metabólicas, hay lisis celular.
11
2.4 Calentamiento óhmico – Aplicación industrial
Son diversos los productos con los que se ha ensayado con esta tecnología y que han
mostrado una reducción en el recuento microbiano antes y después del tratamiento. Por otra parte, tomando el criterio organoléptico, se ha demostrado que las
características de un producto tratado por medios convencionales (Esterilización, por
ejemplo) en comparación a uno tratado por calentamiento óhmico, el esterilizado posee
características organolépticas deterioradas cuando se compara con el tratado por
calentamiento óhmico, ya que, es sabido por literatura y experimentos que el
calentamiento óhmico daña menos al alimento que los métodos tradicionales.
El mercado de los alimentos es amplio y las opciones de alimentos a procesar con esta
tecnología se limitan a la investigación. Los alimentos más apropiados para ser tratados
con calentamiento óhmico son trozos de frutas en jarabes y salsas y otros líquidos
sensibles al calor, también alimentos proteicos (por denaturacion y coagulación), por
ejemplo los huevos se pueden calentar en una fracción de segundos sin coagular la
proteína. También jugos, para inactivación enzimática sin afectar el sabor. Otras
posibles aplicaciones incluyen blanqueado, descongelación, fermentación, pelado,
deshidratación y extracción.
2.5 Moluscos bivalvos: características y propiedades
Los moluscos son animales marinos invertebrados, tienen en común un cuerpo blando
que generalmente está cubierto por una valva (Univalvos), o por valvas unidas
(Bivalvos) entre estos ultimos se encuentra Navajuela (Tagelus dombeií). Según
ASTORGA et al., (2007) y FUENTES et al., (2009), citado por ACEVEDO y URRUTIA
(2013), los mariscos bivalvos son comunes e importantes en los ecosistemas marinos
y comercialmente valiosos, ya que, son una fuente importante de proteinas, minerales
y vitaminas escenciales de alto valor biológico para la población humana.
La navajuela (Tagelus dombeii) es un molusco bivalvo filtrador, perteneciente a la
infauna marina; habita los fondos blandos desde Perú (Tumbes) hasta la parte norte
del Golfo del Corcovado y Chiloé en Chile. A continuación se presenta la composición
fraccional de la navajuela.
12
Cuadro 2. Composición fraccional de navajuela
Fuente: SCHMIDT-HEBBEL y PENNACCHIOTTI (1992)
Desde 1990 se detecta una disminución en la extracción, llegando a 2.600 toneladas.
En el país practicamente todo el desembarque se orienta a la industria conservera, la
que se destina principalmente a España (66%) y Republica Popular China (20%), y
secundariamente a otros 16 países. (GUISADO, 2002).
2.5.1 Importancia de los minerales. Los minerales tienen diversos origenes
(alimentación, ambiente, etc) y funciones. El Ca, Fe y Zn son tres de los minerales más
importantes que el cuerpo necesita, estos se encuentran en frutas, verduras y carnes
de diversos origen, ayudan a la formación de huesos por parte del Ca, transporte de
oxigeno como función más fundamental por parte del Fe y crecimiento, formación de
proteinas y enzimas en el caso del Zn, es por su unión a proteinas que su presencia en
el cuerpo es fundamental
2.5.2 Minerales de interés Ca, Fe y Zn.
- Calcio. Presente en varios alimentos y presenta diversos beneficios para la salud,
es fundamental para la construcción de huesos y dientes sanos. Principales fuentes de
calcio: leche y sus derivados, se puede encontrar en el brócoli y verduras de hoja verde
oscuro. Cantidad diaria recomendada es de 1300 mg/día
- Hierro. Ayuda a los glóbulos rojos a transportar oxígeno a todo el organismo.
Alimentos ricos en hierro: carnes rojas, carne de cerdo, pescados y mariscos (presente
en la linfa y hepatopáncreas de estos invertebrados), lentejas, etc. Cantidad
recomendada para adolescentes varones es 11 mg/día, adolescentes femeninas 15
mg/día.
- Zinc. Fortalece el sistema inmunológico y favorece la cicatrización de heridas,
juega un papel en la división y crecimiento de las células, al igual que en el metabolismo
de los carbohidratos. Durante el embarazo, la lactancia y la niñez, el cuerpo necesita
zinc para crecer y desarrollarse apropiadamente. Alimentos ricos en zinc: carnes rojas,
ostras y otros mariscos, etc. Cantidad recomendada para adolescentes varones es 11
mg/día y adolescentes femeninas 9mg/día (GAVIN, 2014).
Producto Humedad(%) Proteínas(%) Lípidos(%) E.N.N(%) Cenizas(%)
Navajuela 78,5 14,2 0,4 5,0 1,9
13
3. MATERIAL Y MÉTODO
3.1 Lugar de ejecución
El tratamiento de calentamiento óhmico se realizó en las dependencias de la Facultad
de Ciencias de la salud y Alimentos de la Universidad del Bío-Bio, Sede Chillán
El análisis microbiológico de producto crudo y cocido se realizó en la Facultad de
Ciencias Agrarias, en Laboratorio de Microbiología del ICYTAL en la Universidad
Austral de Chile, Valdivia.
Las determinaciones de Ca, Fe y Zn se realizaron en el laboratorio de servicios de
ICYTAL en la Universidad Austral de Chile, Valdivia
3.2 Materiales
Para procesamiento por calentamiento Óhmico se utilizó el equipo construido con
un proyecto Fondecyt en la Universidad del Bio-bío, Sede Chillán. Ver Imagen 1
Las muestras de navajuelas se obtuvieron en sitios de venta al público de tres
proveedores diferentes en la feria fluvial de Valdivia.
La medición de conductividad eléctrica en navajuela se realizó con conductimetro
del laboratorio de Fitoquímica de la Facultad de Ciencias Agrarias modelo WTW
Series Inolab cond 720.
La medición de Ca, Fe y Zn se realizó con el espectrómetro de absorción atómica
PinAAcle 900H PerkinElmer del laboratorio de servicios del ICYTAL. Ver Imagen
4
3.3 Metodología para medición de conductividad eléctrica
- Preparación de muestras y medición. Las muestras de navajuelas fueron
obtenidas del mercado fluvial de la ciudad, 500 g respectivamente. Para la medición de
la conductividad eléctrica se pesó 10 g de navajuela, por duplicado, en bolsa
Stomacher, luego se agregó a cada bolsa 90 mL de agua desionizada, se agitó y se
dejaron reposar por 15 minutos.
14
Imagen 1. Equipo de calentamiento óhmico, muestras, voltimetro, termómetro y sal de mar 3.4 Metodología de tratamiento por calentamiento óhmico
Las muestras (2 kg aprox.) de navajuelas, se almacenaron en cooler para ser llevadas
a la Universidad del Bio-bío, Sede Chillán, lugar donde se utilizó el equipo de
calentamiento Óhmico. Se realizaron tratamientos previos de las muestras para
determinar los parámetros experimentales de trabajo:
3.4.1 Condiciones experimentales de calentamiento óhmico. Se definió el tiempo
de tratamiento en 4 minutos, el voltaje definido fue de 70 V y las temperaturas de trabajo
eran 70 °C y 90°C. Para confirmar que el equipo trabajaba bien se realizaron ensayos
que se presentan en anexos, muestra tratada por calentamiento óhmico se muestra en
anexos.
3.4.2 Análisis microbiológico producto crudo. Se realizó pesaje de carne de
navajuela (11 gramos + 99 mL de buffer fosfato) en bolsa stomacher para
homogeneizar por 60 segundos, siendo esta la dilución -1. (Figura 1).
15
3.4.3 Análisis microbiológico producto cocido. Se realizó pesaje de carne de
navajuela (11 gramos + 99 mL de buffer fosfato) en bolsa stomacher para
homogeneización por 60 segundos, siendo esta la dilución -1. (Figura 3).
3.5 Metodología de análisis de Ca, Fe y Zn en Navajuelas
La metodología para la preparación de las muestras para el análisis de Ca, Fe y Zn, se
basó en lo señalado por AGÜERO, (2012).
3.5.1 Cuantificación de Ca, Fe y Zn. Se realizó por el método de fotometría en llama,
las muestras se prepararon como se muestra a continuación
3.5.2 Mineralización de las muestras. Las muestras fueron previamente secadas a
105 ± 2°C, luego se calcinaron en placa calefactora bajo campana, para finalmente ser
mineralizadas en horno mufla a 550 °C.
3.5.3 Disolución. A la muestra mineralizada se le adicionó 3 mL de ácido clorhídrico
(HCl) al 50 % v/v y se agitó suavemente para eliminar restos adheridos.
3.5.4 Filtración. La muestra disuelta se filtró sobre matraz aforado de 25 mL
utilizando papel Whatman N°1 y se adicionó repetidamente HCl al 1% v/v al crisol para
lavarlo. Las muestras se almacenan en tubos Falcon®.
3.5.5 Curva de calibración y lectura de muestras. Se preparó una solución de
calcio con cloruro de lantano. La curva se construyó a partir de lo indicado en el Cuadro
3, para leer las muestras se tomó 100 μL de cada muestra, se le adicionó 900 μL de
ácido nítrico 0,1 M y finalmente se le adicionó 10 mL de cloruro de lantano.
Cuadro 3. Patrones para curva de calcio
Mineral Soluciones preparadas para la curva estándar
Calcio (mg/L) 100 200 300 400 500
La curva de calibración de hierro se construyó como se muestra en el Cuadro 4:
Cuadro 4. Patrones para curva de hierro
Mineral Soluciones preparadas para la curva estándar
Hierro 0,5 ppm 1 ppm 2 ppm 4 ppm 6 ppm 8,0 mg/L
16
Figura 1. Esquema dilución producto crudo
17
Figura 2. Esquema dilución producto cocido
18
La curva de calibración de zinc se construyó como se muestra en el Cuadro 5.
Cuadro 5. Patrones para curva de zinc Mineral Soluciones preparadas para la curva estándar
Zinc (mg/L) 1,0 2,0 3,0 4,0
3.5.6 Fotometría de llama. Para detectar Ca, Fe y Zn se usó un espectrómetro de
absorción atómica (Ver Imagen 2) donde la solución a analizar se atomiza en la llama
(mezcla de Aire/Acetileno) y se detecta por fotometría de llama. Las longitudes de onda
de cada mineral son: Ca a 422,67, Fe a 248,33 y Zn a 213,86. Previo a la detección en
base húmeda de los minerales se realizó una digestión seca (se quemaron en mufla a
550°C), El flujo de aire/acetileno para detectar cada mineral fueron los siguientes: - Flujo de aire para detección de Ca (L/min): 10
- Flujo de aire para detección de Fe (L/min): 7
- Flujo de aire para detección de Zn (L/min):10
- Flujo de acetileno para detección de Ca (L/min): 2,7
- Flujo de acetileno para detección de Fe (L/min): 3
- Flujo de acetileno para detección de Zn (L/min): 2,5
Imagen 2. Espectrómetro de absorción atómica PinAAcle 900H PerkinElmer
19
4. PRESENTACIÓN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS
4.1 Conductividad eléctrica en navajuela.
En los Cuadros 6 se presentan resultados de medición de conductividad eléctrica de
navajuela
Cuadro 6. Conductividad eléctrica de navajuelas Muestras Temperatura Conductividad eléctrica (S/cm)
Agua desionizada 21,2 °C 0,0000017
Navajuelas + Agua desionizada 21,3 °C 0,00195
Navajuelas + Agua desionizada 21,4 °C 0,00158
Según KIM et al., (1996), citado por MARCOTTE et al., (2003) los factores que afectan
el calentamiento óhmico son: Conductividad eléctrica del fluido y las partículas, calor
específico, tamaño de las partículas, forma y concentración, así como también la
orientación de las partículas. Según el Cuadro 6 y análisis de minerales, se puede
concluir que los minerales de la materia prima y su conductividad eléctrica también
afectan el proceso del calentamiento óhmico.
4.2 Determinación de microorganismos aerobios mesófilos, coliformes totales y coliformes fecales 4.2.1 Determinación de microorganismos aerobios mesófilos en fresco en Agar Plate Count (APC). Se sembraron diluciones -5, -6 y -7, informándose solo
dilución -5. Obteniéndose:
Cuadro 7. Resultados aerobios mesófilos en APC en fresco
Según el RSA, en la sección de pescados y mariscos frescos el valor máximo aceptado
es de 106. De los resultados obtenidos en los ensayos, se puede deducir que el
producto fresco contiene valores más altos que el máximo establecido por el RSA.
Lotes y dilución Recuento N°1 (1) Dilución -5 2,4x106 N°1 (2) Dilución -5 2,4x106 N°2 (1) Dilución -5 3,1x106 N°2 (2) Dilución -5 2,5 x106
20
Resultados de microorganismos aerobios mesófilos en Agar Plate Count (APC) de
producto tratado con calentamiento óhmico, se sembraron diluciones -1, -2 y -3,
informándose sólo el resultado de Dilución -1.
Cuadro 8. Resultado APC en producto calentamiento óhmico
Según el RSA en la sección de pescados y mariscos precocidos o cocidos congelados,
los límites de presencia de mesófilos está entre 105 y 5 x 105. Según los valores
presentados en el Cuadro anterior se puede afirmar que el tratamiento redujo
significativamente los recuentos, lo que permitiría asegurar que el tratamiento de
calentamiento óhmico en estas condiciones y en este producto fue efectivo en la
reducción de microorganismos aerobios mesófilos.
4.2.2 Resultados coliformes totales en caldo Lauril Sulfato Triptosa (LST) producto fresco. Se realizaron diluciones -1, -2, -3 y -4, los resultados se muestran en
Cuadro 9.
Cuadro 9. Resultado caldo LST coliformes totales en fresco Lotes Tubos + Dil. -1 Tubos + Dil. -2 Tubos + Dil. -3 Tubos + Dil. -4
N°1 (1) 3 3 3 1
N°1 (2) 3 3 2 0
N°2 (1) 3 2 3 0
N°2 (2) 3 3 2 0 Resultados de confirmación de coliformes fecales en caldo Bilis Verde Brillante 2%
(BVB) y confirmación de coliformes fecales en caldo EC. A continuación se muestran
resultados en caldo BVB en diluciones -1, -2, -3 y dilución -4 sólo en Lote N°1 (1)
Lotes y dilución Recuento N°1 (Repetición 1) Dilución -1 <10 ufc/g N°1 (Repetición 2) Dilución -1 1,2x102 ufc/g N°1 (Repetición 3) Dilución -1 1,5x102 ufc/g N°2 (Repetición 1) Dilución -1 1,4x102 ufc/g N°2 (Repetición 2) Dilución -1 1,7x102 ufc/g N°2 (Repetición 3) Dilución -1 1,7x102 ufc/g N°3 (Repetición 1) Dilución -1 1,3x102 ufc/g N°3 (Repetición 2) Dilución -1 1,1x102 ufc/g N°3 (Repetición 3) Dilución -1 1,1x102 ufc/g
21
Cuadro 10. Resultado Caldo BVB para coliformes totales en fresco Lotes Tubos + Dil. -1 Tubos + Dil. -2 Tubos + Dil. -3 Tubos + Dil. -4
N°1 (1) 3 3 2 0
N°1 (2) 2 2 1 -
N°2 (1) 3 2 0 -
N°2 (2) 3 1 0 -
Según Tabla B.1 NMP en anexos para detección de coliformes totales y coliformes fecales, según resultados del Cuadro 10, se obtuvo:
- Lote N°1 (1) se tiene 110 NMP/g. Límite de confianza Bajo 180, alto 4100 - Lote N°1 (2) se tiene 28 NMP/g. Límite de confianza Bajo 8.7, alto 94 - Lote N°2 (1) se tiene 93 NMP/g. Límite de confianza bajo 18, alto 420 - Lote N°2 (2) se tiene 43 NMP/g. Límite de confianza bajo 9, alto 180
En Cuadro 11 se muestran resultados en Caldo EC para coliformes fecales en
diluciones -1, -2 y -3
Cuadro 11. Resultados Caldo EC para coliformes fecales en fresco Lotes Tubos + Dilución -1 Tubos + Dilución -2 Tubos + Dilución -3
N°1 (1) 2 2 1
N°1 (2) 2 1 0
N°2 (1) 2 0 0
N°2 (2) 2 1 0
Según la tabla B.1 NMP para detección de coliformes totales y fecales se obtuvo:
- Lote N°1 (1) se tiene 28 NMP/g. Límite de confianza bajo 8,7; alto 94 - Lote N°1 (2) se tiene 15 NMP/g. Límite de confianza bajo 3,7; alto 42 - Lote N°2 (1) se tiene 9,2 NMP/g. Límite de confianza bajo 1,4; alto 38 - Lote N°2 (2) se tiene 15 NMP/g. Límite de confianza bajo 3,7; alto 42
Según Reglamento Sanitario de los Alimentos (RSA), sección mariscos bivalvos
frescos, indica que para Coliformes fecales en 100 g de producto el límite máximo
aceptado es 4 x 102. Según los resultados obtenidos se puede concluir que el producto
fresco analizado tiene presencia de coliformes fecales que supera presencia máxima
especificada en el Reglamento Sanitario de los Alimentos
22
4.2.3 Resultados coliformes totales en caldo LST producto cocido por calentamiento óhmico. A continuación se presentan resultados de producto tratado
con calentamiento óhmico, en diluciones -1, -2 y -3.
Cuadro 12. Resultado caldo LST producto calentamiento óhmico
Lote Tubos + Dilución -1 Tubos + Dilución -2 Tubos + Dilución -3
N°1 (1) 0 0 0
N°1 (2) 0 0 0
N°1 (3) 0 0 0
Según tabla B -1 - NMP para detección de coliformes totales y fecales se obtuvo:
- Lote N°1 (1), (2) y (3) se tiene <3,0 NMP/g. Límite de confianza bajo --; alto 9,5
Según este resultado y los presentados en el RSA se puede concluir que el tratamiento
de calentamiento óhmico elimina completamente los coliformes totales y fecales en
navajuela
4.3 Resultados de análisis de Ca, Fe y Zn. A continuación se muestran los ensayos realizados con producto para obtención de
temperaturas óptimas de procesamiento y las concentraciones de calcio, hierro y zinc
encontradas en navajuela fresca, tratada con calentamiento óhmico y escaldado. En
Anexo 4 se muestran los cuadros de tratamiento a 70°C/70V y escaldados para análisis
de minerales.
Cuadro 13. Ensayo con distintos voltajes
Choritos (g) Voltaje (V) Temperatura (°C) Variación (°C) Tiempo (min)
51,66 70 75 70 ± 2 4
50,95 70 75 70 ± 1 4
51,10 70 75 70 ± 1 4
49,98 70 95 86 3
49,98 70 95 85 ± 1 3
50,30 90 75 70 ± 1 4
51,10 90 75 70 ± 1 4
50,48 90 95 85 4 En el Cuadro 13 se muestra la variación de temperatura; el agua fue precalentada para
70 °C a 75°C y para 90 °C se precalentó a 95 °C, se mantuvo la concentración de sal
23
en 0.03%. Al agregar el producto la temperatura disminuyó y en algunos casos se pudo
mantener el agua a la temperatura deseada, a excepción de los 90°C.
Cuadro 14. Ensayo con producto y mantención de temperatura
Choritos (g) Sal (%) Variación (°C) Tiempo (min) 100 g 0.05 70 ± 2°C 3 100 g 0.03 70 ± 5°C 4 50 g 0.03 70 ± 2°C 4:30 50 g 0.03 70 ± 2°C 4:01
En el Cuadro 15 se presentan ensayos realizados con parámetros de ensayos
anteriores y de ACEVEDO y URRUTIA (2013): 200 g aprox. de producto, 1800 mL de
agua destilada precalentada a 75°C, 0,03% Sal de Mar, 70V y 90V para 70 °C y 90 °C
Cuadro 15 Ensayo según parámetro de tesis
Chorito (g) Voltaje (V) Temperatura producto (°C) Variación Tiempo (min)
209,00 70 60.5 65.8°C 4
197,7 70 64 ± 2 68 ± 2°C 4
198,63 70 64 70 ± 2°C 4
198,29 90 - 85 ± 5°C -
101,22 90 74 85 ± 5°C -
102,01 90 77.5 85 ± 5°C -
96,40 90 76.5 85 ± 3°C -
Del Cuadro anterior se utilizaron dos voltajes para el ensayo, la mantención de
temperaturas 70°C y 90°C respectivamente. Se logró mantener la temperatura de 70°C
con 70V, pero no se logró lo mismo con 90°C y 90V, por lo que finalmente se utilizó
70°C con 70V
De los tres lotes de navajuelas adquiridas, se hicieron 3 repeticiones por lote los cuales
se trataron por calentamiento óhmico a 70°C/70V. Como condiciones de escaldado a
tres temperaturas se realizaron a 50°C, 70°C y 90°C en triplicado para cada
temperatura durante 4 minutos, siguiendo la metodología descrita por ACEVEDO y
URRUTIA (2013). En Anexo 2 se muestran ensayos experimentales. A las muestras
tratadas por calentamiento óhmico se le realizaron análisis microbiológicos de
microorganismos aerobios mesófilos, coliformes totales y coliformes fecales y a una
muestra aparte se le realizó análisis de Ca, Fe y Zn.
24
Cuadro 16. Ca, Fe y Zn encontrados
Muestras frescas [Ca mg/L] [Fe mg/L] [Zn mg/L]
Fresco 50°C 55,34 ± 14,74 1,8 ± 0,56 0,964 ± 0,33
Fresco 70°C 45,09 ± 13,48 3,45 ± 0,86 1,067 ± 0,10
Fresco 90 °C 63,43 ± 33,34 8,49 ± 1,42 0,954 ± 0,13 Muestra tratada [Ca mg/L] [Fe mg/L] [Zn mg/L]
Calentamiento óhmico 70°C/70V 32,63 ± 3,48 3,86 ± 0,80 1,704 ± 0,24
Muestras escaldada [Ca mg/L] [Fe mg/L] [Zn mg/L] Escaldado 50°C 53,2 ± 75,58 2,42 ± 2,17 1,115 ± 0,76
Escaldado 70°C 27,47 ± 12,70 2,81 ± 1,11 1,191 ± 0,08
Escaldado 90 °C 12,405 ± 12,59 1,00 ± 0,89 3,187 ± 3,95
(R) de curva de calibración 0,9993 0,9994 0,9999
Al comparar valores de Ca, Fe y Zn en muestras frescas se puede apreciar que el
tratamiento de calentamiento óhmico para Ca disminuye desde los niveles iniciales
mostrados en muestra fresca, paralelamente el escaldado a 70°C disminuye cerca de
la mitad del valor de Ca. En Fe se obtuvo que el escaldado disminuye mayoritariamente
sus valores comparado con el calentamiento óhmico a 70°C, para el Zn el caso es
distinto, ya que, parece haber una concentración comparando las muestras frescas con
el tratamiento de calentamiento óhmico a 70°C/70V y el escaldado en agua. Analizando
estos datos se podría afirmar que para mantener estos minerales en el alimento se
debería procesar el producto mediante calentamiento óhmico siguiendo estas
condiciones
4.4 Análisis estadístico ANOVA Simple. y Test de Tukey.
Se realizó un análisis estadístico simple y Test de Tukey que contempló los
tratamientos (Fresco para 50°C por triplicado, Fresco para 70°C por triplicado y Fresco
para 90°C por triplicado, Calentamiento óhmico a 70°C/70V por triplicado y Escaldado
a 50°C por triplicado, Escaldado a 70°C por triplicado y Escaldado a 90°C por triplicado)
en relación con cada valor de mineral detectado (Calcio, Hierro y Zinc) en [mg/L],
obteniéndose: Para todos los tratamientos anteriormente mencionados en relación al
calcio se obtuvo un valor P>0.05 lo que significa que no existe una diferencia
estadísticamente significativa entre la media de calcio entre un nivel de tratamiento y
otro. Para el hierro se obtuvo un P<0.05 existe una diferencia estadísticamente
25
significativa entre la media de hierro entre un nivel de tratamiento y otro y finalmente
para el zinc se obtuvo un P>0.05 lo que quiere decir que no existe diferencia
estadísticamente significativa entre la media de zinc entre un nivel de tratamiento y
otro. A continuación se presenta el test LSD realizado con Tukey para cada mineral.
Figura 3. Medias y 95% confianza con Tukey para Calcio
26
Figura 4. Medias y 95% confianza con Tukey para Hierro
Figura 5. Medias y 95% confianza con Tukey para Zinc
27
5. CONCLUSIONES
- Al evaluar la efectividad del tratamiento de calentamiento óhmico (70°C/70V) con el
escaldado a tres temperaturas (50°C, 70°C y 90°C) se puede concluir que el
tratamiento por calentamiento óhmico a 70°C/70V disminuye los niveles de Ca, no
obstante estadísticamente no existe diferencia significativa en la disminución de este
mineral entre los dos tratamientos térmicos
- Para el Fe del escaldado a 70°C se obtuvo 2,81 [mg/L] desde 3,45 [mg/L] en fresco,
muestra la misma tendencia experimentada por el Ca y a 90°C se elimina hasta 1,00
[mg/L] desde 3,45 [mg/L] en fresco
- Al evaluar efecto sobre el Zn se tuvo una concentración desde 1,067 [mg/L] en
fresco, en tratamiento por calentamiento óhmico a 70°C/70V se tuvo 1,704 [mg/L] y en
escaldado a 70°C se obtuvo 1,191 [mg/L], con esto se muestra que un calentamiento
óhmico en las condiciones específicas se mantiene una mayor cantidad de Zn,
estadísticamente no existe diferencia significativa para la concentración de este mineral
comparado todos los tratamientos
- En el tratamiento por calentamiento óhmico sobre los microorganismos, los
Microorganismos Aerobios Mesófilos, Coliformes totales y Coliformes fecales
disminuyeron de forma significativa. Microorganismos aerobios mesófilos disminuyeron
desde un valor inicial 2,8x106 UFC/g hasta 1,7x102 UFC/g, Coliformes totales desde
1100 NMP/g y Coliformes fecales desde 28 NMP/g hasta un valor < 3 NMP/g.
28
6. BIBLIOGRAFÍA
ACEVEDO, A. y URRUTIA, A., 2013. Estudio de la influencia del calentamiento óhmico
y escaldado sobre el contenido de minerales (Ca, Fe y Zn), proteínas y lípidos
durante el proceso de apertura de choritos (Mytilus chilensis). Tesis de pregrado,
Universidad del Bío-Bío, 111 p.
AGÜERO, S., 2012. Estudio de dieta total: Determinación de sodio y potasio en
alimentos consumidos por la población de Valdivia. Tesis de pregrado,
Universidad Austral de Chile, 106 p.
ALVAREZ, I. RASO, J., SALA, F. J. y CONDÓN, S., 2003. Inactivation of Yersinia
enterocolitica by pulsed electric fields. Food Microbiology, Vol. 20, 691 – 700
CHILE, INSTITUTO NACIONAL DE NORMALIZACIÓN, INN - CHILE. 2001. NCh
2635.Of2001, Productos hidrobiológicos – Determinación de Coliformes – Parte
1: Determinación de Coliformes y Coliformes fecales – Técnica del número más
probable (NMP)
CHILE, INSTITUTO NACIONAL DE NORMALIZACIÓN, INN – CHILE. 2002. NCh
2659.of2002, Productos hidrobiológicos – Determinación de microorganismo
aerobios mesófilos – Técnica de recuento en placa a 35 °C
CHILE, MINISTERIO DE SALUD. 2015. Reglamento Sanitario de los Alimentos.
Ediciones publiley. Santiago, Chile. 543 p.
ESPAÑA, MINISTERIO DEL MEDIOAMBIENTE RURAL Y MARINO. (s.f.). Guía para el
control de tratamiento térmico en el sector transformador de los productos de la
pesca, 2008
FARID, M. y ALKHAFAJI, S. R., 2007. An investigation on pulsed electric fields
technology using new treatments chamber design. Innovative Food Science and
Emerging Technologies, Vol 8, 205 - 212
29
FRYER, P., DE ALWIS, A. A. P., KOURY, E., STAPLEY, A. G. F. y ZHANG, L., 1992.
Ohmic processing of solid-liquid mixtures: heat generation and convection effects.
Journal of Food Engineering, Vol 18, 101-25
GAVIN, M.L., 2014. For teens: la nutrición y la salud. Neil Izenberg, MD.
<http://kidshealth.org/teen/en_espanol/nutricion/mineral-chart-esp.htmL> (30 de
abril de 2015).
GUISADO, C., 2002. Desarrollo de la tecnología de cultivo de la navajuela (Tagelus
dombeií) en la zona centro sur de Chile. <http://www.conicyt.cl/wp-
content/themes/fondef/encuentra_proyectos/PROYECTO/02/I/D02I1160.htmL> (19
de mayo de 2015)
IÁÑEZ, E. 2005. Ciclo celular y crecimiento. Enriqué iáñez
<http://www.ugr.es/~eianez/Microbiologia/12crecimiento.htm > (30 de marzo de
2015).
KIM, H.J., CHOI, Y.M., YANG, A.P.P., YANG, T.C.S., TAUB, I.A., GILES, J., DITUSA,
C., CHALL, S. y ZOLTAL, P. 1996. Microbiological and chemical investigation of
ohmic heating of particulate foods using a 5 kW ohmic system. Journal of Food
Processing and Preservation, 20, 41 –58
MARCOTTE, M., ZAREIFAD, M. R. y RAMASWAMY, H. S. 2003, Ohmic heating
behaviour and Electrical Conductivity of two-phase Food Systems. Innovative
Food Science and Emerging Technologies Vol. 4, 45 – 55
MENESES, N. 2008. Impacto de campos de pulsos eléctricos en enzimas y
microorganismos – Rol del campo Eléctrico y efectos térmicos acoplados,
considerando la geometria de la cámara de tratamientos, Universidad Austral de
Chile, 151 p.
MORENO, J., SIMPSON, R., PIZARRO, N., PAVÉZ, C. DORVIL, F. y BUGUEÑO, G.,
2013, Influence of Ohmic heating/osmotic dehydration treatments on
polyphenoloxidase Inactivation, physical properties and microbial stability of
apples. Innovative Food Science and Emerging Technologies, Vol 20, 198 – 207
30
NOCHES, L. 2013. Crecimiento microbiano. Jeff Weiner.
<http://es.slideshare.net/guested7523/crecimiento-microbiano> (30 de marzo de
2015).
ROBINSON, R. A. y STOKES, R. H., 1959. Electrolyte Solutions. Journal of Applied
Polymer Science, Vol 3, 255 p.
ROD NAVE, M. S. 2000. Calor especifico. M. Olmo R. Nave. < http://hyperphysics.phy-
astr.gsu.edu/hbasees/thermo/spht.htmL > (31 de marzo de 2015).
RUAN, R., CHEN, YE, X., CHEN, P., DOONA, C.J., TAUB, I. 2001. Ohmic heating.
University of Minnesota, US Army Natick Soldier Center.
SASTRY, S., 2010, Ohmic heating. Encyclopedia of Agricultural, Food and Biological
Engineering, Second edition, 1142 – 1146
SCHMIDT-HEBBEL H., PENNACCHIOTTI M.I., MASSON S.L., VINAGRE L.J., MELLA
R. M.A., 1992. Tabla de Composición Química de Alimentos Chilenos. Facultad
de Química y Farmacia, Universidad de Chile. Editorial Universitaria S.A.,
Santiago de Chile.
SUN, D.W., 2005. Emerging Technologies for Food Processing, Vol. 2, 635 p.
TAUB, I., 2001, Ohmic heating. Thermal Technologies in Food Processing, 241 – 265
TSONG, T. Y., 1991, Minireview Electroporation of cell membranes, Department of
Biochemistry, University of Minnesota, St. Paul, Minnesota 55108 USA.
VICENTE, A., 2010, Electrical Conductivity: Foods. Encyclopedia of Agricultural, Food
and Biological Engineering, Second edition, 396 – 399
WATSON, E. 2010. Food manufacturers warm to ohmic heatin technology. William Reed.
< http://www.foodmanufacture.co.uk/Food-Safety/Food-manufacturers-warm-to-
ohmic-heating-technology> (18 de marzo de 2015)
YUSAF, T.y AL-JUBOORI, R. A., 2013. Alternative methods of microorganism disruption
for agricultural applications. Applied Energy, Vol. 114, 909-923.
31
7. ANEXOS
32
ANEXO 1: Tabla 1 para el cálculo de número más probable (NMP)
Pos. tubos NMP/g Conf. Lim Pos. tubos NMP/g Conf. Lim 0,10 0,01 0,001 Bajo Alto 0,10 0,01 0,001 Bajo Alto
0 0 0 < 3,0 -- 9,5 2 2 0 21 4,5 42
0 0 1 3,0 0,15 9,6 2 2 1 28 8,7 94
0 1 0 3,0 0,15 11 2 2 2 35 8,7 94
0 1 1 6,1 1,2 18 2 3 0 29 8,7 94
0 2 0 6,2 1,2 18 2 3 1 36 8,7 94
0 3 0 9,4 3,6 38 3 0 0 23 4,6 94
1 0 0 3,6 0,17 18 3 0 1 38 8,7 110
1 0 1 7,2 1,3 18 3 0 2 64 17 180
1 0 2 11 3,6 38 3 1 0 43 9 180
1 1 0 7,4 1,3 20 3 1 1 75 17 200
1 1 1 11 3,6 38 3 1 2 120 37 420
1 2 0 11 3,6 42 3 1 3 160 40 420
1 2 1 15 4,5 42 3 2 0 93 18 420
1 3 0 16 4,5 42 3 2 1 150 37 420
2 0 0 9,2 1,4 38 3 2 2 210 40 430
2 0 1 14 3,6 42 3 2 3 290 90 1000
2 0 2 20 4,5 42 3 3 0 240 42 1000
2 1 0 15 3,7 42 3 3 1 460 90 2000
2 1 1 20 4,5 42 3 3 2 1100 180 4100
2 1 2 27 8,7 94 3 3 3 >1100 420 Fuente: FDA/BAM on line
33
ANEXO 2. Voltaje, temperatura y concentración de sal para ensayo, Variación de
voltaje, agua y concentración de sal, y ensayo de control de temperatura.
Cuadro 19. Variación de voltaje, agua y concentración de sal
Cuadro 20. Ensayo de control de temperatura
Voltaje (V) Temperaturas de trabajo (°C) Concentraciones de sal (%)
70 70, 90 0,03; 0,05; 0,07
90 70, 90 0,03; 0,05; 0,07
Temperatura agua (°C) Sal (%) Voltaje (V) Variación (°C) Tiempo (min)
45 (Agua de llave) 0,03 70 53 (+8) 7:25
50 (Agua destilada) 0,03 70 54 (+4) 6:25
50 (Agua destilada) 0,03 70 55 (+5) 8
60 (Agua destilada) 0,05 70 71 (+11) 6
63 (Agua destilada) 0,07 70 70 (+7) 4:40
63 (Agua destilada) 0,07 70 70 (+7) 4:40
60 (Agua de llave) 0,07 70 70 (+10) 6:45
65 (Agua destilada) 0,07 80 70 (+5) 3:00
62 (Agua destilada) 0,07 80 70 (+8) 6:00
58 (Agua destilada) 0,05 80 68 (+10) 7:15
65 (Agua destilada) 0,05 80 71 (+6) 3:15
Temperatura agua (°C) Sal (%) Voltaje (V) Variación (°C) Tiempo (min)
61 0,05 80 70 (+9) 5:50
61 0,05 80 70 (+9) 7:15
60 0,07 80 70 (+10) 2:35
61 0,07 80 70 (+9) 4:31
34
ANEXO 3. Tratamiento a 70°C/70V por triplicado para análisis microbiológico
Tratamiento N°1 Muestra (g) Temperatura producto (°C) Variación (°C) Tiempo (min)
209,01 68 ± 1 70 ± 1 4
198,50 69 70 ± 1 4
211,5 67,3 70 ± 1 4 Tratamiento N°2
Muestra (g) Temperatura producto (°C) Variación (°C) Tiempo (min) 204,68 70 70 ± 2 4
201,72 67,2 70 ± 1 4
202,38 69,9 70 ± 1 4 Tratamiento N°3
Muestra (g) Temperatura producto (°C) Variación (°C) Tiempo (min) 198,28 70,5 70 ± 1 4
209,43 67,3 70 ± 1 4
201,22 69,7 70 ± 1 4 ANEXO 4. Tratamiento a 70°C/70V para análisis de Ca, Fe y Zn y escaldado a 50°C,
70°C y 90 °C.
Muestra (g) Temperatura producto (°C) Temperatura Tiempo (min)
206,61 68,3°C 70 ± 1°C 4 Cuadro 23. Escaldado a 50°C, 70°C y 90°C
Muestra (g) Volumen (mL) Temperatura (°C) Tiempo (min) 203,99 1800 50 ± 1 4
200,81 1800 50 ± 1 4
205,65 1800 50 ± 1 4
195,85 1800 70 ± 1 4
203,71 1800 70 ± 1 4
205,84 1800 70 ± 2 4
200,13 1800 90 ± 1 4
204,30 1800 90 ± 1 4
197,79 1800 90 ± 2 4
35
ANEXO 5. Peso crisol más muestras frescas, tratadas a 70°C/70V y escaldadas, peso
crisoles más muestras por triplicado secadas a 105°C, Ceniza y humedad promedio
obtenida de las muestras y Presencia de minerales en fresco, 70°C/70V y escaldado
Fresco 50°C 20,66 17,59 44,30 Fresco 70°C 21,15 18,9 27,21 Fresco 90°C 18,87 20,23 25,34
70°C/70V 22,08 16,79 26,84 Escaldado a 50°C 17,09 18,33 20,39 Escaldado a 70°C 20,09 23,82 23,35 Escaldado a 90°C 18,52 18,88 19,68
Fresco 50°C 15,65 18,16 18,70
Fresco 70°C 25,41 17,00 19,39
Fresco 90°C 17,00 18,46 23,45
70°C/70V 20,17 14,87 24,94
Escaldado a 50°C 15,73 16,96 19,04
Escaldado a 70°C 18,70 22,33 21,76
Escaldado a 90°C 16,96 17,37 18,12
Muestra Humedad (%) Cenizas (%)
Fresco (50°C) 78,5 2,9
Fresco (70°C) 72,7 3,2
Fresco (90°C) 73,4 3
Tratamiento 70°C/70V 76,5 2,94
Escaldado a 50°C 54,3 2,6
Escaldado a 70°C 60,6 5,5
Escaldado a 90°C 61,5 4,4
36
Tratamiento Calcio [mg/100g] Hierro[mg/100g] Zinc[mg/100g]
Muestras frescas 20,03 ± 0,10 1,81 ± 0,055 3,43 ± 0,031
Calentamiento óhmico Calcio [mg/100g] Hierro [mg/100g] Zinc[mg/100g]
50°C 18,55 ± 0,085 1,37 ± 0,016 2,88 ± 0,058
70°C 19,00 ± 0,081 1,45 ± 0,025 2,95 ± 0,076
90°C 19,87 ± 0,068 1,69 ± 0,046 3,33 ± 0,064
Escaldado Calcio [mg/100g] Hierro[mg/100g] Zinc[mg/100g]
50°C 17,58 ± 0,11 1,44 ± 0,092 2,69 ± 0,070
70°C 18,26 ± 0,085 1,49 ± 0,059 2,94 ± 0,028
90°C 19,04 ± 0,073 1,52 ± 0,049 3,31 ± 0,066 Fuente: Acevedo y Urrutia (2013)
ANEXO 6. Análisis estadístico ANOVA simple entre minerales (Calcio, Hierro y Zinc)
y Tratamientos, y test LSD entre tratamientos
Figura 6. Tabla ANOVA para Calcio por tratamientos
Figura 7. Tabla ANOVA para Hierro por tratamientos
Figura 8. Tabla ANOVA para Zinc por tratamientos