iv jornadas de tecnologÍa e innovaciÓn...
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1
Tratamientos por altas presiones en la conservación de alimentos
Jordi Rovira
IV JORNADAS DE TECNOLOGÍA E INNOVACIÓN ALIMENTARIA CITA-CTIC
(Calahorra, 27 Abril de 2011)
Universidad de Burgos
¿De qué vamos a hablar?• Concepto de altas presiones• Como actúan sobre los alimentos• Aplicaciones
Realizadas por nuestro grupo de investigaciónIndustriales
• Conclusiones
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2
Evolución de las altas presiones
Nuevos diseños y materiales de construcción
Nueva actitud del consumidor
Contexto Actual
Procesamiento de Alimentos por Altas Presiones
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3
Principios del proceso
Rangos de altas presiones
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4
¿Cómo funciona el equipo?
Equipos
Cámara
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5
EQUIPOS
Retorno de contenedores
Intensificadores 1 y 2
Línea de entradade producto
Botonera
Línea de salida deproducto
Armario eléctrico
Yugo
Vasija
Válvulas de descarga
Tapones y cuñas
Depósito principal
Carenado
Intensificadores 3 y 4
Técnicas de producción
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6
Efecto de las altas presiones sobre los constituyentes de los alimentos
100 200 400300 600500 800700 9000
1
5
4
3
2
Pasteurizaciónatérmica
Apertura de bivalvos &
Extracción de carne de
crustáceos
Presión (MPa)
Tiempo (min)
Rangos de tiempo y presión de procesado
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7
Otros aspectos a considerar
Aplicaciones realizas por nuestro grupo de
investigación• Aumento de la vida útil:
Morcilla de BurgosCarne de lechazoCecina de León
• Eliminación de microorganismos patógenos Jamón curadoCarne de lechazoCecina de León
• Productos bajos en sal
Universidad de Burgos
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8
Aumento de la vida útil de la morcilla de Burgos
Alteración de la morcilla de Burgos
Producción de gas
Producción de limosidad
25-30 días a 5ºC Cambio de color
de la tripa
Olor ácido
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9
Tratamientos
•Control no tratado•300 MPa 10 min•500 MPa 10 min•600 MPa 10 min
Temperatura entorno 25-35ºC(calentamiento adiabático)
Temperatura agua ambiente entorno 15ºC
EQUIPO:
Planta Piloto de NC Hyperbaric WAVE 6000/135
Efecto HPP en Gram -
Enterobacterias
0123456789
0 1 7 14 21 28
Días
log
ufc/
g
Control
300 MPa
500 MPa
600 MPa
Pseudomonas
0123456789
0 1 7 14 21 28
Días
log
ufc/
g
Control
300 MPa
500 MPa
600 MPa
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10
Efecto HPP en Gram +
BAL
3
4
5
6
7
8
9
0 1 7 14 21 28
Días
log
ufc/
g
Control
300 MPa
500 MPa
600 MPa
Vida útil 5 días Vida útil 20 días
Sensorial
1 2 3 4 5
0
1
7
14
21
28
Días
Deterioro global
600 MPa
500 MPa
300 MPa
Control
En el producto recién tratado el panel de consumidores no aprecia diferencias entre ambos tipos de morcillas
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11
Morcilla de Burgos
0123456789
0 5 10 15 20 25 30dias
BA
L lo
g uf
c/g C
WL
HPPWHPPL
Experimentos inoculación
4
5
6
7
0 5 10 15 20 25 30 35 40dias
pH
C
W
L
HPPW
HPPL
7 días 23 días
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Aplicación de HHP en jamón curado
1. Listeria monocytogenes inoculada
2. Listeria monocytogenes nativa
3. Surrogados de virus HEV
Efectividad de las altas presiones para inactivar Listeria monocytogenes inoculada
L. monocytogenesCECT 932, CECT 934, CECT 4032, CECT 5366103-104 cfu/g
•Control no tratado•Control inoculado no tratado•500 MPa 10 min•600 MPa 10 min
EQUIPO:
Planta Piloto de NC Hyperbaric WAVE 6000/135
•Recuentos Agar Aloa
•Detección tras enriquecimiento
Muestras a 0, 10, 50 y 75 días
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Resultados• Datos expresados en Log ufc/gr
-<1-<1+ (1)<1+ (1)<1HPP (600MPa)-<1-<1+ (3)<1+ (4)2.44HPP (500MPa)+(4)2.60+ (4)3.00+ (4)3.06+ (4)3.70Non-HPP-<1-<1-<1-<1ControlDCDCDCDCSample
7550100Time(days)
-<1-<1+ (1)<1+ (1)<1HPP (600MPa)-<1-<1+ (3)<1+ (4)2.44HPP (500MPa)+(4)2.60+ (4)3.00+ (4)3.06+ (4)3.70Non-HPP-<1-<1-<1-<1ControlDCDCDCDCSample
7550100Time(days)
Reducción de hasta 4 Log
Sensorial: Color
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Efectividad de las altas presiones para inactivar Listeria monocytogenes nativa
´Lomo curado contaminado
Altas presiones600 MPa /10min (15 °C)
Análisismicrobiológico
Tratamientos
ResultadosEnumeration Detection
(in pressure-treated samples)
Conventional
(ISO method)
Log cfu/g
Conventional
(ISO method)
PCR
Samples Control
(untreated)
Pressure-treated
(600 MPa, 10 min)
Presence Presence
Loin A 3.11 <1 4/12 4/12
Loin B 1.85 N. D. 0/5 0/5
Loin C 3.36 <1 3/5 2/5
Total 7/22 6/22
%Total 31.8% 27.3%
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Efectividad de las altas presiones para inactivar virus surrogados de la HEV
Virus surrogados:ü Dos caliciviruses
§ ATCC VR-2057 §Wildtype strain
ü Tres bacteriofagos§ ATCC 15597-B1§ ATCC 13706-B1§ ATCC 13706TM
Presión200 MPa300 MPa400 MPa500 MPa
Tiempo1 min5 min10 min
Jamón curadoFCV 106 units/gBP 106 & 108 units/g
Altas presiones
AnálisismicrobiológicoHepatitis E es muy
infeccioso!!!
ResultadosEfectividad de las altas presiones para inactivar virus surrogados de la HevE
Calicivirus felino Bacteriofagos
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Efecto de las altas presiones sobre el color de la carne
1- Carne de Lechazo de Castilla y León
Presión150 MPa225 MPa300 MPa
Tiempo2 min6 min10 min
Procesamiento a AltasPresiones
Carne envasada al vacío
ColorLightness (L*)Redness (a*)Yellowness (b*)
AnálisisSensorial
Efecto de las altas presiones sobre el color de la carne
1- Carne de Lechazo de Castilla y León
Tiempo
Presión
150 MPa 225 MPa 300 MPa
2 min
6 min
10 min
Control sin tratar
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Lightness (L*) Redness (a*)
Condiciones seleccionadas:Presión: 250 MPaTiempo: 3 min
Efecto de las altas presiones sobre el color de la carne
1- Carne de Lechazo de Castilla y León
Efecto de las altas presiones para inactivar E. coli inoculada en carne de lechazo
Carne envasada al vacío
Escherichia coliNCTC 12079 (O157:H7)CECT 504CECT 434
105 cfu/ml
Altas Presiones250 MPa / 3 min
Análisis microbiológicoAt24 h; 3, 8, 12, 15 & 19 días
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ResultadosEfecto de las altas presiones (250 MPa / 3 min) para inactivar E. coli inoculada
Current shelf-life
Sensorialshelf-life
Inoculated meat
Inoculated pressure-treated
meat
Pressure-treated meat
Control samples
Escherichia coli O157 Daño subletal
a,Bb,B
a,Bb,Cb,B
a,A
b,A c,A
Inactivación aumenta…al disminuir VScon TP
Daño sub-letal:Aprox. 100% en todos los
tratamientos
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19
Aplicaciones Industriales
Evolución cultural
BURGOS
Bifaz lanceolada de cuarcita roja
350.000 años
BURGOS
Equipo Altas Presiones
1999-2010
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20
Número de equipos industrialesversus año de instalación y continente
0102030405060708090
100110120130140150160
Num
ber o
f HHP indu
strial machine
s in produ
ction
Oceania5% Asia
15%
Europa26%
America54%
Sectores usuarios de las Altas Presiones
Juices and beverages
9%
Vegetable products33%
Meat products27%
Seafood and fish17%
Other products14%
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Estimación de la producción total anual de alimentos procesados por altas presiones
Año 2009
Productos Volumen total de
equipos (L)
Eficiencia volumétrica
(%)
Numero de ciclos por
hora
Trabajo horas/ día
Trabajo días/ año
Producción en toneladas/
año Productos vegetales 7500 65 5 12 300 87.750 Zumos 2150 45 6 12 250 17.415 Productos cárnicos 11150 45 5 12 300 90.315 Productos de la pesca 2750 70 7 16 180 38.808 Otros productos 2150 50 5 12 250 16.125 Total 25700 250.413
Country Year Products Spain 1998 Sliced cooked ham and “tapas” USA 2001 Sliced cooked products and proscuitto ham USA 2001 Poultry products USA 2002 Pre-cooked chicken and beef strips Spain 2002 Sliced cooked chicken, ham and turkey
products, Serrano cured ham Italy 2003 Proscuitto ham, salami & pancetta Germany 2004 Cured and smoked sliced and diced ham Japan 2004 N itrites- free bacon, sausages and sliced meat USA 2005 Ready- to-eat meat based products Spain 2005 Cured meat products & Serrano ham Canada 2006 Cured meat products USA 2006 Whole roasted chicken USA 2006 Sliced cooked turkey and chicken
Productos cárnicos
• Destrucción de los microorganismos patógenos• Higienización y aumento de la vida útil• Estabilización de productos sin aditivos o sin sal
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• Primer producto cárnico HPP en el mundo.• Lanzó en 1998 el primer jamón cocido loncheado
tratado por HPP.• “Permanece fresco hasta su consumo”• Producto con etiquetado HPP • Información en la web:
http://www.espuna.es/eng/nos_pro_04.htm
ESPUÑA (Spain): El pionero
HORMEL (USA)
• Jamón curado HPP en el mercado US desde 2001• Gama de productos naturales loncheados de cerdo,
pollo y vacuno• Envasado con vacío o atmósfera• Label “True Taste Technology”• Info en el sitio web, video y flyer
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23
http://www.hormelnatural.com/
HORMEL (USA)
ABRAHAM - ALEMANIA
Wave 6000/150 para proscuitto alemán exportado USA
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SANTA MARIA FOODS CanadáWave 6000/300
Productos curados y cocidos loncheados
LOU FAMOUS - USA
All natural – Salchichas de polloSin gluten
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25
PERDUE FARMS (USA)• MAP • Sin conservantes artificuales
STELLA & CHEWY’S - USA
Organic pet food
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26
• Higienización y aumento de la vida útil• Conservación del color, sabor y vitaminas.• Reducción de la actividad de la PPO• Reducción de la retrogradación del arroz
Pais Año Producto Japan 1990 Mermeladas y salsas de frutas y verduras. Japan 1994 Arroz pre-cocido e hipoalergénico. USA 1997 Productos derivados del aguacate: guacamole
y salsas. Italy 2001 Mermeladas de frutas. USA 2002 Productos derivados del aguacate. Mexico 2003 Productos derivados del aguacate.. Mexico 2003 Productos derivados del aguacate. Mexico 2003 Productos derivados del aguacate. USA 2003 Aros de cebolla. Canada 2003 Productos a base de manzana: mermeladas y
salsas. USA 2004 Tofu. Spain 2005 Productos vegetales RTE. USA 2006 Salsa de tomate. USA 2007 Ensaladas Australia 2008 Puré de frutas
Productos vegetales
Japón: Primeros productos comerciales
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27
• 1966 : Apertura del primer restaurante “Tex-Mex” en Texas.• 1996 : comienzan con el primer equipo de altas presiones de 50 l para
aguacate.• 2007 : 14 equipos en total con una capacidad de 3200 L.
GAMA DE PRODUCTOS: • Productos a base de guacamole y aguacate fresco.• Salsas.• Fajitas kits. • Zumos de naranja y limonada naturales.
FRESHERIZED FOODS (AVOMEX): historia de un éxito
Wave 6000/300 para platos precocinados
IAN (España)
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28
Wave 6000/55 para salsas de tomate
SimplyFresco (USA)
Wave 6000/55 para aguamiel
Faroc (Mexico)
Agave o Maguey
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29
LEAHY ORCHARD: CANADA
• Puré de frutas• Estable a temperatura
ambiente
http://www.hc-sc.gc.ca/fn-an/gmf-agm/appro/nf-an108decdoc-eng.php
Italia: Purés de fruta de alta calidad
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30
Compañia País Año Producto Pokka Japan 1991 Zumo de uva. Wakayama Japan 1992 Zumo de mandarina Ulti France 1994 Zumos de cítricos. Jumex Mexico 2000 Zumos de cítricos y smoothies Ksun Lebanon 2001 Zumo s de frutas. Lovitt Farms USA 2001 Zumo de manzana. Frubaça Portugal 2001 Mezcla de zumos de manzana y cítricos.Ata Italy 2001 Zumos de frutas y vegetales. Avomex USA 2002 Zumos de naranja y limón y smoothies Beskyd Czech Republic 2004 Zumos de remolacha, broccoli,
manzana y zanahoria.
• Higienización y aumento de la vida útil• Conservación del color, sabor y vitaminas.• Reducción del amargor en el zumo de pomelo.
Zumos y bebidas
Fruta HPP para la industria de lácteos
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Wave 6000/55para zumos y desarrollo de productos
FruityLine / Top (Holanda)
Zumos de FrutyLine lanzadosdurante la feria Anuga de Colonia en 2009
BESKYD FRYCOVICE (Czech Republic)
From : Food & Beverage Industry - April 07 p 36
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INVO (España)
Zumos y smoothies
PURO JUICES: GRAN BRETAÑA
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Destrucción de los microorganismos patógenosIncremento de la productividad y reducción de costes.Higienización y aumento de la vida útilEstabilización de productos sin aditivosConservación de las emulsiones
País Año Producto España 2007 Rellenos de sandwich con queso EEUU 2007 Jerky cheese N Zelanda 2009 Calostro
Productos lácteos
La HPP permite la conservación de la bioactividad del calostro crudo:
o immunoglobulinas, factores de crecimiento, lactoferrina ...
Bebida a base de calostro
NEW IMAGE Natural Health (NZ)
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Extracción de la carne cruda de mariscos y crustáceos, procesada pero no cocida.Desarrollo de nuevos productos.Incremento de la productividad y reducción de costes.Higienización (inactivación de Vibrio)Incremento de la vida útil.
País Año Producto USA 1999 Ostras USA 2001 Ostras USA 2001 Ostras USA 2001 Ostras Canada 2004 Pescado Canada 2004 Langosta N. Zealand 2004 Mejillones en mitades. Italy 2004 Bacalao desalado. Spain 2004 Salmón, atún y merluza RTE USA 2005 Langosta Korea 2006 Mariscos Canada 2006 Pescado Japón 2007 Mariscos
Nota : letra azul = equipos de NC Hyperbaric
Productos de la pesca
¿Por qué poner mariscos bajo presión ?
Despegar la carne de la cáscara (y sin cocer!) :
Bogavantes
Cangrejos
Sin AP Con AP
Abrir los bivalvos (sin cuchillo!) :
Ostras
Mejillones
Vieiras
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OCEAN CHOICE INTERNATIONAL (Cánada)
Extracción de la carne de bogavante
Costes de procesadoEjemplos con una máquina de 300 L
0,000
0,050
0,100
0,150
0,200
0,250
Seafood Juice RTE RTE pouch
Pro
du
ctio
n c
ost
(€
/K
g)
LabourEnergyWear partsDepreciation charge
Product Seafood Juice RTE RTE pouchPressure (MPa) 300 450 590 590Holding time (min 1 1 3 3Filling ratio 0,7 0,5 0,5 0,8
* Incluyendo amortización en 5 años, 300 días / año, 16 h/día, repuestos y energía
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Gracias por su atención!
AgradecimientosThis research work was financed by the PathogenCombat-EU Food-CT-2005.007181Project.
NC hyperbaric for permitting to perform high pressure treatments
University of BurgosDepartment of Biotechnology and Food Science Burgos, Spain