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Altas presiones, UV y Ultrasonido
Ing. Joseoziel Llaguno Guilberto
Universidad Tecnológica de la Mixteca
Maestría en Ciencias: Productos Naturales y Alimentos
Procesado de Alimentos
Técnicas de preservación emergentes
Altas presionesHPP
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Contenido • Introducción
• Equipos
• Aplicaciones
• Efecto en alimentos, microorganismos y enzimas
• Bibliografía
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Introducción
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Altas presiones en productos alimenticios
Año Eventos
1895 Royer (Francia) emplea altas presiones para matar bacterias de
manera experimental
1899 Hite (E.U.) emplea altas presiones en la preservación de
alimentos
1980 Comienza la producción de mermeladas y jugos procesados bajo
altas presiones
1990 Avomex (E.U.) comienza la producción de guacamole procesado
bajo latas presiones con un sabor fresco y larga vida de anaquel
2000 Se comienzan a producir jugos frescos de fruta por HPP
2001 Se aprueba la venta de piezas de fruta fresca y jugo procesado
por HPP en Inlgterra
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Proceso
La aplicación de altas presiones (MPa) a un alimento de manera isostática. Lo cual implica que todos los átomos y moléculas en el alimento son sometidos a la misma presión al mismo tiempo.
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Altas presiones matan los microrganismos patógenos y deteriorativos, manteniendo un alimento de alta calidad, con una larga vida de anaquel bajo refrigeración.
Los productos bajo esta técnica pueden llegar a costar cuatro veces mas su precio ordinario , sin embargo presentan una mayor calidad, principalmente en la textura y flavor.
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Equipos
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El equipo necesario para el proceso es especializado y costoso
Principales componentes:
• Recipiente presurizado
• Sistema generador de presión
• Control de temperatura
• Sistema de manipulación de materiales
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Tipos 10
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Directo Indirecto
Empaque A Granel
Presión
Alimento
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Indirecto 10
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Ventajas
Empaque A granel
Aplicable para alimentos
solidos y líquidos
Fácil manejo de los
materiales
Menor riesgo de
contaminación
Amplia flexibilidad en la ele
Fácil limpieza Menos tiempos muertos
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Desventajas
Empaque A granel
Manejo complejo de los
materiales
Limitado solo para
alimentos que se puedan
bombear
Baja flexibilidad en la
elección del recipiente
presurizado
Potencial contaminación,
requiere condiciones
asépticas
Incremento en tiempo
muertos
Limpieza y esterilización de
equipos
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Aplicaciones
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Efecto en alimentos
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• Las altas presiones solo afectan los enlaces químicos no covalentes (iónicos, puentes de hidrogeno e hidrofóbicos, dejando los enlaces covalentes intactos.
• Lo cual permite la destrucción microbiana sin afectar de manera importante las moléculas del alimento que contribuyen a la textura y al flavor, un daño ligero en nutrientes.
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Efecto en microorganismos
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• Altas presiones causan destrucción en los microrganismos
• Bacterias en fase exponencial son barosensiblesque en fase estacionaria, lag o muerte.
• Un proceso típico con una presión de 350 MPaaplicados durante 30 min. o 400 MPa durante 5 min causaran una reducción decimal en bacterias, hongos y levaduras.
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Mecanismo
• Altas presiones causan el colapso de las vacuolas intracelulares y generan daño a la pared celular y el citoplasma. Disrupción de los procesos metabólicos por el efecto en las enzimas del microrganismo.
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Esporas
• Las esporas pueden germinar a temperaturas moderadas con una presión de 100 MPa.
• Las esporas pueden ser destruidas a presiones de 600 MPa y temperaturas de 50-70 °C
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Efecto en enzimas
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La enzimas involucradas en la calidad de los alimentos tienen amplia variación en la barosensibilidad, las condiciones de inactivación van desde 100 hasta 1000 MPa, por ejemplo: Peroxidasa en chicharos.
La desactivación de enzimas es dependiente del pH, sustrato y temperatura
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Virus
• El virus del Polio resiste presiones de 450 Mpadurante 5 min a 21 °C, no se encontró reducción.
• Hepatitis A, rotavirus humano, son mas barosensibles.
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UV y Ultrasonido
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Contenido • Introducción
• Equipos
• Aplicaciones
• Efecto en alimentos, microorganismos y enzimas
• Bibliografía
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UV
• El uso de luz ultravioleta es ampliamente conocido para la purificación de agua, las lámparas UV se usan para evitar el crecimiento de hongos en productos de panadería y en la purificación de aire
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Equipo
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• Lámpara de gas inerte, funcionan con capacitores de voltaje estándar
• Se emiten pulsos rápidos de 10 por segundo, son direccionados a la superficie del producto o empaque según sea el caso, solo se necesitan unos pocos pulsos para llevar a cabo la destrucción de los microorganismos
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Efecto en microorganismos
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• Se combinan dos mecanismos
• Fototérmico realizada por la parte visible, la energía se transfiere rápidamente a la superficie del alimento, suficiente para matar los microrganismos
• Fotoquímico realizado por la parte UV, el efecto es debido a la absorción de luz causada por los dobles enlaces conjugados de proteínas y acido nucleicos, lo cual genera una disrupción en el metabolismo
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• Escherichia coli O157:H7, Listeria monocytogenes, Bacillus pumilus, Aspergillus niger pueden tener una reducción decimal de 7–9 ciclos (7-9D) con pulso de 0.5-1 J.
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Efecto en alimentos
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• La vida de anaquel de alimentos de panadería, se amplia en once días mas.
• Esta técnica no afecta las características sensoriales y calidad nutricional
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Ultrasonido
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Menor a 20 Hz
Mayor a 16 KHz
Infrasónicas
Ultrasónicas
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Si las ondas de ultrasonido golpean la superficie del
alimento de manera perpendicular, resulta en una onda
de compresión que se mueve a través del alimento, por
el contrario si es paralela genera una onda de corte,
ambas sufren atenuación conforme avanzan en el
alimento
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Equipo
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• Baños ultrasónicos, recipiente de metal, con uno o mas transductores colocados en las paredes del recipiente, algunos sistemas emplean bocinas unidas a los transductores para amplificar la señal
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Efecto en microrganismos
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• Se utiliza ultrasonido de alta intensidad (10-1000 W/cm-2), para causar disrupción en los tejidos celulares y promover reacciones químicas como la oxidación.
• Ultrasonidos genera cambios súbitos de presión y temperatura, lo cual provoca la cavitación, adelgazamiento de las membranas, calentamiento puntual y producción de radicales libres quienes tiene un efecto letal en los microrganismos.
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Efecto en alimentos
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En largas exposiciones genera el ablandamiento de carnes
La resistencia de los microrganismos al ultrasonido es mucho mayor que el efecto adverso sobre la textura y propiedades físicas
Se recomienda emplear ultrasonido con procesos térmicos, modificación de pH o cloración
Ultrasonido reduce la resistencia de los microrganismos al tratamiento térmico
Termosonicacion
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Efecto en enzimas
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Los efectos de compresión y corte generan las desnaturalización de enzimas, sin embargo también puede generar incremento en la actividad si es en demasía
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