Técnicas Clásicas De Conservación De Alimentos.docx

Deshidratación Es una de las formas más antiguas de conservación de alimentos menos costoso y en la actualidad se caracteriza como uno de los métodos más empleados en la industria procesadora de alimentos que proporcionan al consumidor la posibilidad del acceso cómodo a una dieta más variada; lo cual implica, el control de características del alimento antes, durante y después del proceso para obtener productos de una calidad requerida por el mismo (Irezabal-Colina, 2010); que en algunos casos la reconstitución de un alimento antes de un secado, implica la formación de un producto nuevo (Casp, 1998). Éste método asegura una buena estabilidad por descenso de la Aw, al remover la totalidad del agua libre dentro del producto hasta un nivel cercano al 0% de humedad, sin comprometer (en la mayoría de los casos) las propiedades organolépticas del producto, reducir los costes de transporte y de almacenamiento al reducir el tamaño y peso de los productos finales que conlleva un ahorro en estos dos aspectos mencionados, compatibilidad con otros alimentos en mezclas secas, menor producción de residuos y finalmente la disponibilidad a lo largo del año con precios estables. Es importante mencionar que el tipo de secado o deshidratación dependerá directamente del tipo de materia prima con el que se cuente por lo que en la Tabla 1 se ejemplifican los tipos y equipo de deshidratación empleados comúnmente. Tabla 1. Alimentos y productos agrícolas y tipos de secaderos adecuados (Sokhansanj, 1995) Alimento Tipo de secado Hortalizas, frutas y confitería Bandejas y Túnel Forrajes, granos, hortalizas, grutas, nueces, cereales de desayuno Cinta Forrajes, granos, manzana, lactosa, estiércol de aves, turba, Rotativo almidón Café, té, leche, puré de frutas Atomización Leche, almidón, alimentos infantiles pre-digeridos, sopas, Tambor productos de cervecería y destilería Almidón, pulpas de frutas, residuos de destilería Neumático Café, esencias, extractos de carne, frutas, hortalizas Congelación y Vacío Hortalizas Lecho fluidizado Zumos Foam mat Manzanas y algunas hortalizas Homo

Cabe mencionar que para la realización de éste proceso es necesario un acondicionamiento previo de la materia prima para poder ser procesado ya sea por operaciones previas (como la limpieza, eliminación de piel o cáscara, huesos o semillas, corte, despulpado, extracción de jugo, escaldado, cocción y la formulación o mezcla de ingredientes) o por pretratamientos que ayudan a mejorar la calidad del producto elaborado o bien para incrementar la vida útil de los mismos sometidos a este proceso. La deshidratación es realizada por múltiples métodos que se clasifican en la Fig 7. En los cuales se encuentran los más importantes y empleados dentro de la industria alimentaria.

Deshidratación

Secado Natural

 



Por gases Calientes

Por conducción

Liofilización

Salado

Adición de azúcar

Evaporación a temperatura de ebullición, presión atmosférica o vacío parcial: dada por la transmisión de un flujo térmico por un intercambiador de calor. Sublimación de hielo a presiones parciales de agua o inferiores a la del pinto triple o también llamado liofilización: Dada por la formación de cristales por precongelación del agua da lugar a la sublimación del hielo con debidos ajustes de la temperatura y presión parcial del vapor del agua, dividido en tres fases: a) Pre-congelación: El material se encuentra en estado totalmente sólido (T°= <0°C) b) Sublimación: Se elimina el 90% de agua c) Desorción: Se elimina el 10% de agua ligada restante. (Vaporización al vacío de 20-60°C) Por arrastre mediante la acción acoplada de una transferencia de agua del producto hacia el aire caliente y seco: donde se coloca la materia en una corriente de aire lo suficiente caliente y seco para establecer diferencia de temperatura donde la transferencia es dada por el aire al producto y con ello la transferencia de agua por la diferencias de presiones entre el agua del medio y la superficie del alimento.

a)

Secado por ebullición: Consiste en la transmisión de un producto a temperatura de ebullición en un flujo térmico a través de una superficie de intercambio de calor latente. b) Secado por evaporación al vacío: En el cuál los ciclones realizan el arrastre de gases y vapor de agua ligada evitando así la propagación y pérdida de las partículas de materia seca dada en los secadores cilíndricos.  Salado: La adición de cloruro de sodio tiene un efecto depresor de la Aw y se da de forma seca o en salmuera, en la forma seca su aplicación principal es dada para cárnicos como filetes de pescado o carne mientras que en la segunda forma se mantiene el producto en una solución saturada de sal. El fundamento deriva del equilibrio salino entre la materia y la solución salina. (Jeantet, 2006)  Adición de azúcares: Este tipo de deshidratación es osmótica y se basa en la reducción del contenido en agua y el aumento en el de azúcar. (Jeantet, 2006) Al mismo tiempo, la deshidratación puede ser realizada en múltiples equipos mostrados en la Figura 1 esto con relación a las propiedades y características que posee cada alimento. Figura 1. Clasificación de tipos de secaderos (Casp, 1998) Secaderos

Directos

Indirectos

Por cargas

De Hornos

De Bandejas

Continuos

De túnel

De cintas

Rotatorios

De bandejas al vacío

Por Fluidización

De tornillo sin fin

Por arrastre neumático

De rodillos

Por atomización

Dentro de los secadores directos podemos encontrar los que son por cargas como lo son los de horno y bandejas o de armario; en el primero se cuenta con un recinto donde se instala un quemador que calienta el aire, que pasa a través de la materia prima por convección y que se asienta el lecho del producto a secar mientras que en el segundo un bastidor lleva bandejas perforadas (dependiendo si la materia prima lo requiere) y un ventilador en la parte superior circula el aire por los calentadores con lo cual el calor del medio se transmite a través de convección.

En lo pertinente a los secaderos de túnel (Fig.3), se presentan como cámaras rectangulares semejantes a los de bandeja pero en éste caso la materia se transporta por carretillas que circulan de un extremo a otro con velocidad determinada y salen por un extremo con el producto seco por la acción del aire en movimiento horizontal siendo así que presenten dos tipos de flujo paralelo y en contracorriente. Dentro de los secadores directos continuos se encuentran los secadores de cinta transportadora (Fig.4) en el cual el aire se traslada a través del producto sobre una cinta perforada de malla metálica de acero inoxidable y se encuentra constituido por módulos independientes con propio sistema de calefacción para que la corriente de aire se dé en sentido descendente para evitar que se arrastren partículas pequeñas del producto ya seco; los rotatorios por otra parte tienen una carcasa cilíndrica que gira en soportes en los cuales la materia húmeda avanza por gravedad por un extremo y sale seco por el otro extremo y se encuentran equipados generalmente por paletas para dirigir la materia por gravedad hacia los gases de los cuales se encuentra equipado (calefacción de aire caliente o gases de combustión) ya sea que la corriente es fluida o en contracorriente que se da el caso de la supresión de las paletas antes mencionadas para evitar el exceso de polvo en los gases cuya temperatura normalmente oscila entre los 300°C, mostrados claramente en la Fig. 5 en el cual se presenta la instalación completa del equipo rotatorio completo. Finalmente dentro de la clasificación de los secadores se encuentran aquellos por lecho fluidizado y los de arrastre neumático, el primer secador se utiliza con frecuencia como el acabado de un proceso de secado iniciado de otro tipo, en él, aire caliente es usado como un agente secador que pasa a través del lecho del alimento con una velocidad suficiente para mantener sus partículas en estado suspendido, ésta velocidad varia con el producto y el tamaño de sus partículas, se presentan de diversas formas pero el más común es aquel en el que se cuenta con una cámara provista de base de una rejilla (para uniformidad de gases) y en la parte superior una punta para reducir el arrastre de polvo mostrados en la Figura 6; los cuales manejan temperaturas iguales o mayores a 150°C esto en el caso de los productos vegetales, materiales pastosos o granulares como: gránulos de papa, judías y vegetales en cubos, cebolla en copos y zumos de fruta. Finalmente los secaderos por arrastre neumático se elimina la humedad dispersando la materia en una corriente de gas caliente (150-700°C) a velocidad elevada (8-30 m/s) permitiendo así que el producto no llegue a superar los 40°C lo que es favorable para alimentos con sensibilidad al calor.

2.4 Basadas en la aplicación de bajas temperaturas: refrigeración, congelación. La conservación por frío puede ser por frío positivo (refrigeración) o por frío negativo (congelación) (Sanz, 2016): 



Refrigeración: Por encima de los 0°C en frigoríficos entre 1°C a 3°C, o entre 4°C a 6°C; donde las temperaturas más frías se destinan para carnes y pescados y las menos frías para frutas y hortalizas. Congelación: Por debajo de los 0°C en cámaras conservadoras con temperatura de 20°C.

REFRIGERACIÓN Es un método de conservación a corto plazo que permite mantener a los productos en niveles bajos de temperatura y de proliferación de bacterias. La conservación por refrigeración se realiza a temperaturas próximas a 0°C, “generalmente entre 2 y 5 °C en frigoríficos industriales, y entre 8 y 12°C en frigoríficos domésticos” (Aguilar, 2012). Métodos de enfriamiento (Inestrozaet al.,2016): Aire frío  Refrigeración en cámaras frigoríficas (CF): método de refrigeración más antiguo y convencional. Tiene un bajo costo. Requiere de instalaciones simples, fácil operación y permite el enfriamiento y almacenamiento de los productos en un mismo lugar, evitando la manipulación excesiva. El enfriamiento se produce cuando éstos son colocados dentro de una CF y son expuestos al aire frío producido. Para producir frío es utilizada la evaporación de líquidos basada en la compresión y descompresión de un fluido frigorífero, que pasa de líquido a gas y viceversa, absorbiendo el calor del medio en el que se vaporiza a baja presión. Sus principales elementos son el compresor, el evaorador, el condensador, la válvula de expansión y los equipos de control.

 Refrigeración por aire frío forzado (AF): consiste básicamente en el paso forzado del aire a través del producto lo que incrementa el proceso de transferencia de calor y consecuentemente reduce el tiempo de enfriamiento.

Agua fría  Hidroenfriamiento (HE), es un tipo de enfriamiento en el que los vegetales se rocían o sumergen en agua fría. Las principales consideraciones al momento de aplicarlo se pueden clasificar como: (1) condiciones del proceso, determinadas por la temperatura, calidad microbiológica del agua, método y tiempo de aplicación y (2), las propiedades del producto, determinadas por la matriz, superficie, tamaño y lesiones presentes. Enfriamiento por vacío  Se basa en el calor de evaporación del agua (calor latente) que es suministrado por el calor sensible del producto y que finalmente ocasionará la disminución de la temperatura.

Refrigerador Proceso de enfriamiento: 1. El refrigerante pasa a través del compresor para ser reducido, haciendo que la presión sobre él y la temperatura aumenten 2. El refrigerante pasa a través de los serpentines y libera calor a su alrededor. En esta parte el refrigerante se enfría por la pérdida de calor. 3. Cuando el refrigerante pasa por el condensador, su temperatura disminuye y el refrigerante cambia a su fase líquida. 4. La válvula de expansión causa una repentina reducción en la presión sobre el refrigerante. Una parte de este se evapora y la otra se expande; ésta última causa un descenso en la temperatura del refrigerante. 5. La evaporación del liquido refrigerante esta presente en el evaporador, el cual absorbe el calor de los alimentos refrigerados y por lo tanto los mantiene fríos. Pues el refrigerante esta a una temperatura menor. 6. El refrigerante eleva su temperatura (debido al equilibrio térmico) y pasa a su fase gaseosa. El refrigerante, ahora un gas, entra de nuevo al compresor y el ciclo se repite.

CONGELACIÓN Es un método de conservación a largo plazo, que se realiza mediante la conversión de agua en cristales de hielo y su almacenamiento a temperaturas de -18°C o menos (-20°C a 22°C), para limitar que los microorganismos se desarrollen y afecten a los alimentos (Aguilar, 2012). El proceso de congelación incluye una serie de fases: subenfriamiento, nucleación y crecimiento de cristales formados El proceso de congelación consta de dos cambios de calor sensible (con cambio de temperatura) y un cambio de calor latente (sin cambio de temperatura), es decir, llevar el producto hasta su punto de congelación (cambio de calor sensible), convertir el agua en hielo (cambio de calor latente) y disminuir la temperatura del alimento congelado hasta su temperatura de almacenamiento final (cambio de calor sensible) (CONPAPA, 2017). Clasificación de congeladores en función del medio de transmisión térmica (Casp& Abril, 2003): 1. Por contacto directo En estos sistemas, el alimento se pone en contacto con una placa o una banda metálica desde donde se realizará la transmisión térmica por conducción (contacto entre sólidos). Estos dispositivos aseguran un tiempo corto de congelación siempre que el producto sea un buen transmisor de calor y su espesor no sea excesivo (menor a 50-60 mm). Existen tres tipos:  Congeladores de placas  Congeladores de bandas  Congeladores de tambor 2. Por aire El aire es el sistema más común de congelación. Se utilizan evaporadores por los que circula un medio refrigerante (como amoniaco), el aire pasa a través de los evaporadores, enfría y de esta forma atraviesa el producto, llevándose a cabo el fenómeno de congelación.  Túneles de congelación  Congeladores de banda transportadora  Congeladores de lecho fluidizado

3. Criogénicos Estos sistemas no necesitan ser conectados a un sistema mecánico de producción de frío. El medio de transferencia de calor es generalmente nitrógeno líquido, mediante la inmersión o pulverización del líquido criogénico. El efecto principal que la congelación ocasiona sobre los alimentos es el daño que provoca en las células el crecimiento de los cristales de hielo. Cuando la velocidad de congelación es lenta, los cristales de hielo crecen en los espacios extracelulares, lo que deforma y rompe las paredes de las células que los contactan. La presión de vapor de los cristales de hielo es inferior a la del interior de las células, lo que provoca la deshidratación progresiva de las células por ósmosis y el engrosamiento de los cristales de hielo (Umaña, 2010). Conservantes químicos Adición de sal En cuanto a la sal y azúcar, actúan sobre el coeficiente de reparto al disminuir la solubilidad de la fase acuosa, que al ser aumentado el pH el coeficiente de reparto disminuirá, siendo expresado como solubilidad en grasas entre la solubilidad en agua. Además de disminuir la actividad de agua, a valores bajos de aw los microrganismos no se desarrollan rápidamente. Nitritos y nitratos El uso de nitritos en los productos cárnicos sigue siendo el método mas empleado para prevenir las intoxicaciones ocasionadas por la bacteria ClostridiumBotulinum (Fox y Cameron, 2004) El nitrito es un producto generado a partir de la reducción de nitratos, generalmente se usan en combinación, cuando un proceso es rápido se usa mayor cantidad de nitritos, si el proceso es lento se usan los nitratos en mayor cantidad.} Los nitratos se encuentran de forma natural en algunos de los vegetales como son las espinacas o acelgas. El uso de estos aditivos presenta riesgos ya que el nitrito es considerablmente toxico, ya que se une a la hemoglobina de la sangre, formando metahemoglobina que non es capaz de transportar oxígeno. Otro riesgo es la formación de nitrosaminas. La acción conservante que se lleva a cabo es que los nitritos tienen acción en bacterias anaerobias, aunque su acción depende de las condiciones fisicoquímicas del alimento como el pH, temperatura, potencial de óxido reducción. (Cubero et al., 2002)

Cuadro 1: Acción inhibitoria del nitrito sobre las bacterias

Dióxido de azufre Se añade a determinados alimentos en forma de anhidirdo sulfuroso o como sales de sulfito, bisulfito o metasulfito de sodio o potasio. (Casp y Requena, 2003) Dichos aditivos desempeñan distintas funciones en los alimentos como inhibición de reacciones cataliazadas por enzimas, antioxidante, inhibición del pardeamineto no enzimático e inhibición de microrganismos (Casp y Requena, 2003) Las formas del ion sulfito, bisulfito y metasulfito, presentan un equilibrio según el pH, a medida que este baja el ion sulfito disminuye y aumenta el porcentaje de sulfatos. La adicción conservadora se extiende en microrganismos, como levaduras , hongos y bacterias. Ácido acético El ácido acético es el constituyente fundamental del vinagre, del que representa alrededor del 4%. Como tal solución ácida se utiliza ampliamente, más como ingrediente general, modificando todas las propiedades del alimento, que como simple conservante. Las sales se utilizan en panadería y repostería, para controlar la proliferación de mohos sin interferir con las levaduras. Como en los demás ácidos orgánicos, su eficacia como conservante es tanto mayor cuanto menor sea el pH. En el caso de los otros ácidos orgánicos, su interés y utilización como conservantes alimentarios son extremadamente limitados

Ácidosorbico El ácido sórbico es un ácido graso diinsaturado, el ácido trans, trans-2,4- hexadienoico. Actualmente, en forma de ácido o como sorbatos, es el conservante más utilizado por la industria alimentaria. La razón principal es su falta de toxicidad, además de que su uso no aporta sabores ni aromas extraños al alimento. Los sorbatos son muy poco tóxicos, de los que menos de entre todos los conservantes, menos incluso que la sal común o el ácido acético (el componente activo del vinagre). Por esta razón su uso está autorizado en todo el mundo. Metabólicamente el ácido sórbico se comporta en el organismo como los demás ácidos grasos, es decir, se absorbe y se utiliza como una fuente de energía. El ácido sórbico se encuentra en forma natural en las bayas inmaduras del árbol conocido como “serbal de cazadores”, Sorbusaucuparia, de la familia de las Rosáceas, de donde fue obtenido inicialmente, y de donde procede su nombre. El ácido sórbico fue sintetizado hacia 1900, pero permaneció como un compuesto sin aplicaciones prácticas hasta que se descubrieron sus propiedades antimicrobianas, en la década de 1940. 4 Generalmente se utilizan en la industria alimentaria los sorbatos, que tienen la ventaja de que son más fácilmente solubles que el ácido sórbico. Su pKa es 4.76. Dado que la forma activa como antimicrobiano es la molécula no disociada, puede utilizarse en alimentos hasta pH 6 como máximo, aunque su eficacia es mayor cuanto menor sea el pH. Acido benzoico El ácido benzoico es un conservante activo en medio ácido, generalmente por debajo de pH 5, y en algunas especies solamente por debajo de pH 4. Es útil contra bacterias, mohos y levaduras, especialmente contra levaduras. Llega a inhibir el crecimiento de algunas especies con concentraciones de solamente 0,01%, pero generalmente son necesarias concentraciones superiores. Actúa inhibiendo el metabolismo del acetato y la fosforilación oxidativa. Es un conservante barato. 6 Su principal inconveniente es que presenta una cierta toxicidad, por lo que se utiliza cada vez menos, y solamente en productos de consumo ocasional. El ácido benzoico se elimina en la orina en forma de ácido hipúrico, conjugado con glicina.

Bibliografía Aguilar, J. (2012). Métodos de conservación de alimentos. México DF MX. Red Tercer Milenio. Casp, V. R. (1998). Procesos de Conservación de alimentos.(págs. 348-398) Madrid: Mundi-Prensa. Confederación Nacional de Productores de Papa de la República Mexicana (CONPAPA). (2017). Conservación de alimentos. Congelación. Recuperado de: https://www.conpapa.org.mx/index.php/blog/item/2-conservacion-de-alimentoscongelacion Inestroza, C., Voigt, V., Muñiz, A. C., & Gómez, H. (2016). Métodos de enfriamiento aplicables a frutas y hortalizas enteras y mínimamente procesadas. Revista Iberoamericana de Tecnología Postcosecha, 17(2). Irezabal-Colina, M. L. (2010). Deshidratación de Alimentos. México: Trillas. Jeantet, R. C. (2006). Ciencia de los alimentos. En R. Jeantet, Ciencia de los Alimentos (págs. 250-255). Zaragoza: Acribia. Sanz, J. L. A. (2016). Preelaboración y conservación de los alimentos 2. Ediciones Paraninfo, SA. Sokhansanj, S. y. (1995). Drying of foodstuffs. En A. Mujumdar, Handbook of industrial drying. Nueva York: Marcel Dekker Inc. Umaña Cerros, E. (2010). Conservación de Alimentos por Frío. Universidad de Belgrano. Recuperado de https://docplayer.es/17647965-Conservacion-de-alimentos-por-friorefrigeracion-congelamiento-eduardo-umana-cerros-ing.html