TECNICAS DE CONSERVACION POR CALOR

 

Los tratamientos térmicos son procesos que si favorecen especialmente la destrucción o inactivación de enzimas y microorganismos de forma muy efectiva, pero presentan el inconveniente de destruir también nutrientes termolábiles y de acelerar las reacciones no enzimáticas.

Para una conservación segura y adecuada, es preciso conocer la relación temperatura/tiempo para así lograr la destrucción del mayor número posible de microorganismos con el mínimo cambio en las cualidades nutricionales y organolépticas.

En la mayoría de los casos es preferible trabajar con temperaturas elevadas durante periodos de tiempo cortos que a temperaturas menores durante tiempos más largos.

Sin embargo, tanto la temperatura utilizada como el tiempo que debe ser aplicado está en función del alimento que se somete al proceso de conservación, y también depende del tipo y cantidad de microorganismos que se desea eliminar.

También se debe tener en cuenta el pH del alimento: así alimentos ácidos requieren generalmente tratamientos térmicos más suaves, ya que los microorganismos son menos resistentes al medio ácido. Si el pH es neutro o básico (ej. leche), el tratamiento debe ser más enérgico.

Parámetros que se utilizan para determinar temperatura/tiempo del tratamiento:

• Tiempo de reducción decimal (D):

Es el tiempo necesario para reducir la población microbiana en un 90% a una temperatura determinada. El valor D es diferente para cada microorganismo.

Cuando se calcula el valor D, se debe expresar la temperatura a la que se ha calculado como subíndice, ej. D₅₀ = 30 s, esto nos indica que para una población de un determinado microorganismo se necesitan 30 segundos a 50ºC para eliminar el 90% de dicha población.

Desde el punto de vista de la higiene alimentaria, se suele requerir un tratamiento de 12D en los alimentos procesados que puedan dar lugar a intoxicaciones alimentarias.

 

• Incremento térmico (Z):

Es el aumento de temperatura necesario para reducir D una décima parte. Para calcularlo se determina D a dos temperaturas, de forma que el tiempo obtenido en ambas mediciones sea 10 veces superior; Z será la diferencia de temperaturas. Ej. D₇₀ = 3s;

D₅₀ = 30s. Por lo que Z = 70-50 = 20ºC.

A partir de los valores D y Z podemos saber si un microorganismo es más o menos resistente. Valores elevados de Z y D indican elevada resistencia, lo cual obliga a hacer tratamientos más intensos pero que pueden afectar a los componentes del alimento, sobre todo a ciertos componentes que son más lábiles, como los que proporcionan el flavor, el color o las vitaminas.

Una vez aplicado un tratamiento térmico, no debería haber proliferación de microorganismos. La no proliferación de microorganismos debe confirmarse después de dicho tratamiento térmico.

Si se detecta que hay proliferación, ésta se puede deber tanto a un tratamiento térmico insuficiente como a una contaminación posterior en el envasado.

Generalmente, si se detecta proliferación de un tipo de microorganismos la causa más frecuente es un tratamiento térmico insuficiente, pero si se detecta proliferación de varios tipos de microorganismos suele ser debido a contaminación en el envasado.

 

Tipos de tratamientos de conservación por calor:

• PASTEURIZACIÓN:

Tratamiento con calor en el que se aplican temperaturas relativamente suaves, inferiores a 100ºC. Generalmente se trabaja entre 75-85ºC, pero depende del tipo de alimento.

En este tratamiento la temperatura en la parte central del alimento se sitúa dentro del intervalo de 65ºC a 75ºC. En general, a estas temperaturas se eliminan los microorganismos patógenos y se reduce el número de microorganismos no patógenos.

Al pasteurizar también se inactivan los enzimas. Los alimentos pasteurizados deben conservarse refrigerados, y su vida útil no suele ser muy alta (2-4 días), depende del ritmo de crecimiento de los microorganismos implicados. Durante el procesado y almacenado, se pueden producir:

• ESTERILIZACIÓN:

Tratamiento con calor en el que se trabaja a una temperatura superior a 100ºC, generalmente entre 115 y 125ºC. Se consigue eliminar todos los microorganismos y se alarga considerablemente la vida útil del alimento.

Tiene como inconveniente las alteraciones que pueden sufrir ciertos componentes del alimento, principalmente la pérdida de vitaminas, aminoácidos esenciales y ácidos grasos esenciales. La esterilización es más contundente que la pasteurización, tanto para los microorganismos como para el alimento.

 

• APPERTIZACIÓN

Tratamiento con calor aplicado a alimentos ya envasados. Es una técnica utilizada desde hace mucho tiempo (Nicolas Appert, 1795), y que consiste en hacer cocción o escaldado previo, envasar, cerrar herméticamente y luego esterilizar (en olla abierta, al baño maría, verduras (30min), pescados (1h), si la esterilización se hace en olla a presión, se reducen a la mitad los tiempos. Se sigue utilizando en la elaboración de conservas caseras.  Consumir preferentemente antes de 1 año.

• TINDALIZACIÓN:

Es un tipo de esterilización especialmente recomendado en alimentos susceptibles de contener esporas bacterianas, se trata de una esterilización discontinua.

Se aplican ciclos de calor (por encima de 100ºC) para a continuación dejar enfriar durante un tiempo, con el calor se induce la germinación de las esporas y al enfriarse el alimento se desarrollan para que durante el siguiente ciclo de calor se puedan destruir las formas vegetativas resultantes.

Ej. conservas, se esterilizan durante 45 min. Después se dejan enfriar a temperatura ambiente durante 24h, para volver a iniciar el proceso de esterilización.

• HTST (High Temperature Short Time)

Tratamiento térmico a altas temperaturas (140ºC) durante un periodo de tiempo muy corto (2-4 segundos). Se aplica sobre alimentos líquidos sobretodo la leche. El resultado es muy satisfactorio, ya que se eliminan los microorganismos y el alimento prácticamente no sufre alteraciones nutritivas. Hay dos tipos:

         *UHT: se eleva la temperatura a 140ºC durante 2 segundos.

         *Uperización: tratamiento con vapor de agua a 140ºC durante  2-4 segundos.

Pérdida de nutrientes

La pérdida nutricional durante el proceso de elaboración del alimento es especialmente importante en el caso de las vitaminas, en la industria láctica, se procede a fortificar la leche después de los diferentes tipos de tratamientos, la suplementación de la vitamina se corresponde a la pérdida que conlleva cada tratamiento:

 

**Sobredosis recomendadas (%)

Nutriente   Vitamina A Vitamina D Vitamina E Vitamina B1 Vitamina B2 Niacina Vitamina B6 Vitamina B12 Folato Vitamina C Hierro Calcio

Leche Pasteurizada   20 20 10 25 15 15 30 15 20 30 5 5

Leche UHT   30 30 30 50 40 20 30 30 40 100 5 5

Leche en polvo   40 40 20 20 20 20 20-30 40 40 50 5 5

Postres lácteos   20 20 10 25 15 15 30 20 20 30 5 5

 

EFECTO DE LAS TECNICAS POR CONSERVACION EN LOS MICROORGANISMOS

La pasteurización consigue eliminar la mayoría de microorganismos patógenos, no formadores de esporas. Los siguientes tratamientos de pasteurización de la leche, son equivalentes entre sí:

• 30 min. a 63ºC.
• 15 seg. a 72ºC.
• 1 seg. a 89ºC.
• 0,5 seg. a 90ºC.
• 0,1 seg. a 94ºC.
• 0,01 seg. a 100ºC.

Otro alimento que se pasteuriza, para eliminar la flora que se encarga de la fermentación es la cerveza, en la industria cervecera generalmente se pasteuriza durante 8-15 min. a 60ºC.

Además de eliminar los patógenos asporógenos (que no forman esporas), también destruyen todas las levaduras, mohos, bacterias gram-, y muchas de las gram+.

Los organismos asporógenos que sí sobreviven a la pasteurización de la leche generalmente pertenecen a los géneros Streptococcus y Lactobacillus (resisten las altas temperaturas, aunque no crecen mientras éstas se mantengan).

Entre las bacterias más resistentes encontramos tres de las más importantes para la seguridad de los alimentos: Bacillus cereus, Clostridium perfringens y Clostridium botulinum, las tres esporógenas.

La esterilización conlleva la destrucción de todos los microorganismos viables que puedan determinarse por cultivo en placa u otro método habitual de recuento.

También se aceptan niveles mínimos de microorganismos según el alimento, en conservas puede aceptarse la presencia de bacterias que no pueden crecer en la conserva debido al pH del medio, su atmósfera, etc.

Para los microorganismos causantes de las enfermedades alimentarias más frecuentes tenemos los siguientes datos sobre temperaturas:

	Tª máx. de crecimiento/poroducción	Tª eliminación
Bacillus cereus Tox. diarreica Tox. Emética   Esporas	4-5ºC a 50ºC 6-21ºC 15-50ºC	Pasteurización (min. 60-80ºC) Pasteurización (min. 60-80ºC) Extraordinariamente estable (conserva actividad después de 30min a 121ºC) similar a las de Cl. botulinum
Clostridium perfringens Enterotoxina Esporas	20 a 50ºC _ —	Pasteurización (min. 60-80ºC) Pasteurización (10min a 60ºC) Las más resistentes, similar a las de Cl. botulinum
Clostridium botulinum neurotoxinas botulínicas esporas	3-4 a 50ºC – 12-26ºC a 50ºC	Pasteurización (min. 60-80ºC) Pasteurización (10min a 80ºC) Esterilización (unos 5min a 110ºC)
Salmonella sp. toxinas	6 a 45ºC ?	Pasteurización (min. 60-80ºC)
Shigella sp. Toxinas	10 a 48ºC similar a E. coli O157:H7	Pasteurización (min. 60-80ºC) similar a E. coli O157:H7
Staphyllcoccus aureus enterotoxinas	7 a 48ºC	Pasteurización (min. 60-80ºC) Pasteurización (tiempos muy variables 60-80ºC)
Campylobacter jejuni	30 a 45ºC	Pasteurización (10min. 80ºC)
Listeria monocytogenes Listeriolisina	0,6 – 45ºC óptimo a 37ºC	Pasteurización (30min. 63ºC – 70ºC 2min) Pasteurización (min. 60-80ºC)
Yersinia enterocolítica Toxina	-2 a 45ºC	Pasteurización (min. 60-80ºC) Termoestable (conserva actividad tras 20min a 100ºC)
E. coli O157:H7 verotoxina	5 a 44ºC dep. de producto (8 a 37ºC)	Pasteurización (<1min a 60ºC) Pasteurización (min. 60-80ºC)
Aeromonas hydrophila	0 a 45ºC	Pasteurización (min. 60-80ºC)
E. coli enterotoxigénica Toxina LT Toxina ST	5 a 50ºC 20 a 37ºC 20 a 45ºC	Pasteurización (min. 60-80ºC) Pasteurización (30min. 60ºC) Termoestable (conserva actividad después de 30 min a 100ºC)
Trichinella spiralis		Temperatura interna de 60-77ºC
Virus Hepatitis A		Pasteurización (min. 70-80ºC)

 

En general, las temperaturas de pasteurización o de un tratamiento culinario con calor habitual (horno, cocción, fritura, brasa) son suficientes para eliminar en buena medida todos estos microorganismos.

El cocinado con microondas ha presentado más problemas, debido a que el alimento no se calienta uniformemente, el alimento puede no alcanzar en su interior temperaturas de 70-80ºC.

En el caso de bacterias que forman esporas y/o toxinas, la eficacia del tratamiento dependerá de la termorresistencia concreta que éstas presenten, en todo caso el efecto conservante debido a la eliminación de microorganismos debe preservarse, ya sea consumiendo el alimento en el menor tiempo posible, manteniendo el calor (mín. 70ºC) o refrigerando/congelando lo antes posible.

 

Factores que afectan la termorresistencia de los microorganismos    

Factores del medio

aw

La termorresistencia de las células microbianas aumenta cuando disminuye el agua disponible (o actividad del agua (aw)). Las bacterias desecadas colocadas en tubos de ensayo y después calentadas al baño maría son considerablemente más resistentes que las células hidratadas.

La presencia de agua facilita la rotura térmica de los enlaces de las proteínas.

 

pH

Los microorganismos son muy resistentes al calor en su pH óptimo de crecimiento, que generalmente está alrededor de 7,0. Cuando el pH aumenta o disminuye aumenta la termosensibilidad.

Esto se aprovecha en el tratamiento térmico de los alimentos de acidez elevada, donde se aplica considerablemente menos calor para conseguir la esterilización en comparación con alimentos neutros o básicos.

Tabla. Influencia de la temperatura, actividad del agua y el pH en los valores D de las esporas de Bacillus cereus.

 

D95 (min)
aw	pH 6,5	pH 4,5
1,00 0,95 0,86	2,34 5,01 13,84	0,51 1,41 7,78

 

Grasa

En presencia de grasas, hay un aumento general de la termorresistencia de algunos microorganismos, algunos científicos lo denominan efecto de protección por la grasa.

En la tabla se puede ver el efecto de la grasa sobre el punto de muerte térmica de Escherichia coli.

 

Medio	Punto de muerte térmica (ºC)
Nata Leche entera Leche desnatada Suero de leche	73 69 65 63

 

Carbohidratos

La presencia de azúcares en el medio produce un aumento de la termorresistencia, este efecto se debe por lo menos en parte a la disminución de la actividad del agua causada por concentraciones elevadas de azúcares.

En un estudio se encontró el siguiente orden decreciente en cuanto a aumento de la termorresistencia:

sacarosa > glucosa > sorbitol > fructosa > glicerol.

Proteínas y otros

Las proteínas del medio también tienen un efecto protector frente a la temperatura. Por lo tanto, alimentos ricos en proteínas deben ser sometidos a mayores temperaturas para conseguir la destrucción de los microorganismos.

Inhibidores

Una disminución de la termorresistencia de la mayoría de los microorganismos ocurre cuando el calentamiento tiene lugar en la presencia de antibióticos termorresistentes, SO₂ y otros inhibidores.

Se ha comprobado que el uso de calor junto con antibióticos y de calor junto con nitrito es más eficaz para controlar la alteración de ciertos alimentos que cualquiera de los factores por separado.

Factores relativos a los microorganismos

Número de microorganismos

Cuanto mayor es el número de organismos, tanto mayor es el grado de termorresistencia. Según parece las células microbianas son capaces de secretar sustancias protectoras (probablemente de tipo proteico), por tanto, cuanto mayor sea la población microbiana, mayor será la termo protección.

Edad de los microorganismos

Las células microbianas tienden a ser más resistentes al calor si se encuentran en la fase estacionaria de crecimiento (células viejas) y menos resistentes durante la fase logarítmica.

Las esporas bacterianas viejas son más termorresistentes que las esporas jóvenes. Se desconoce el mecanismo.

También se ha demostrado que las células formadas a mayor temperatura son más termorresistentes.

Resistencia de las esporas

La extremada termorresistencia de las esporas bacterianas es de gran interés en la conservación térmica de los alimentos. A día de hoy se desconoce la causa por la que las esporas bacterianas son tan resistentes al calor.

El importante grado de deshidratación de las esporas, es un factor fundamental en su termorresistencia. También se sabe que las esporas formadas a la temperatura máxima son más termorresistentes que las formadas a temperaturas más bajas.

 

Deshidratación

La conservación de los alimentos por desecación se basa en el hecho de que tanto los microorganismos como las enzimas necesitan agua para poder mantener sus funciones.

Para conservar los alimentos por este procedimiento, se intenta rebajar su contenido de humedad hasta un punto en el que quedan inhibidas las actividades de los microorganismos. Son alimentos secos, desecados o de humedad baja (LM) aquellos que tienen una aw de entre 0-0,6.

Otros alimentos no tan desecados, pero que tienen estabilidad son los que tienen una aw de entre 0,6 a 0,85 éstos son los denominados alimentos de humedad intermedia (IM).

 

PROCEDIMIENTOS DE DESECACIÓN:

 

DESECACIÓN AL SOL

El método más antiguo para desecar alimentos consistía en la exposición de los alimentos frescos a la luz solar, es un método aún hoy efectivo si la temperatura y la humedad ambiental lo permiten.

Desventajas: Se necesita mucho espacio y grandes cantidades de producto. Alimentos: uvas, ciruelas, higos, albaricoques.

 

DESECACIÓN POR ATOMIZACIÓN

El producto es pulverizado por medio de atomizadores y entra en contacto con una corriente de aire caliente; el agua que contiene el alimento pulverizado se desplaza hacia el exterior de las gotas y se evaporan; las partículas de alimento deshidratadas caen en el fondo de la cámara donde se recolecta en forma de polvo.

Alimentos: bebidas, edulcorantes, pulpa de fruta, harina, lácteos

 

DESECACIÓN POR TAMBORES

El alimento al pasar por los tambores, se somete a gran temperatura, ya sea por corrientes de aire caliente o por vapor de agua que contacta con las paredes de los tambores provocando la evaporación de gran parte del agua que contiene.

Alimentos: hortalizas, café, té, chocolate, leche (junto con atomizador).

 

LIOFILIZACIÓN

Es un método de conservación en el cual se aprovecha el punto de sublimación del agua. Si se utilizan presiones por debajo de la presión atmosférica se puede pasar directamente de agua sólida a vapor de agua.

Por lo que alimentos congelados a Tª de 0,0099ºC y P 0,006 atm, pierden el agua que contienen por evaporación.

Alimentos desecados y su aw: aw Leche en polvo, vegetales deshidratados 0,20 Copos de patata desecadas, tostadas 0,30 Huevo en polvo, cacao 0,40 Pasta (noodles) 0,50-0,60 Queso parmesano, fruta desecada, sirope de trigo 0,60-0,70 Miel 0,75 Leche condensada azucarada, compotas 0,80- 0,90

aw mínima de crecimiento de microorganismos: aw Aspergillus flavus (aflatoxinas) 0,78 (0,83) Staphylococcus aureus 0,86 Listeria monocytogenes 0,92 Bacillus cereus 0,94 Clostridium botulinum 0,94 Salmonella sp. 0,94 E. coli 0,95 Clostridium perfringens 0,95 Campylobacter jejuni 0,95

 

 

EFECTO DE LA DESECACIÓN EN LOS MICROORGANISMOS

Aunque algunos microorganismos son destruidos durante los procedimientos de desecación, ésta de por sí no es letal para los microorganismos. De hecho, la liofilización es el método estrella en los laboratorios para conservar los microorganismos en perfecto estado.

En los alimentos desecados se pueden aislar muchos tipos, en especial si en la desecación se utilizan alimentos en perfectas condiciones.

A valores de aw de 0,75, la alteración por microorganismos se retarda, a 0,70 puede darse una conservación duradera sin alteración del alimento. A 0,65 crecen muy pocos microorganismos y es muy improbable que los alimentos desecados se alteren durante un tiempo tan largo como 2 años.

 

Condiciones de almacenamiento de estos alimentos:

1. Se debe mantener el contenido de humedad lo más bajo posible.
2. Reducir el nivel de azúcares reductores (implicados en reacc. Maillard – se liberan moléculas de agua).
3. Cuando se blanquea el alimento (tratamiento previo en p.ej. frutas a desecar, especialmente cuando se desecan al sol), las soluciones que se utilizan deben ser renovadas a menudo.
4. Usar dióxido de azufre, este tratamiento protege la vit C y retrasa las reacciones de pardeamiento (mec. desconocido).

 

Altas presiones

Si los tratamientos térmicos tradicionales implican someter un alimento a temperaturas relativamente elevadas, la combinación de altas presiones con un tratamiento térmico permite que la temperatura aplicada sea mucho menor. De ahí que la pérdida de nutrientes también sea menor.

La aplicación de las altas presiones requiere de un equipo capaz de generar presiones hidrostáticas en un rango entre los 100 y 1000 MPa; la cual es transmitida de forma homogénea al alimento por un medio líquido (generalmente agua), con el que se llena la cámara.

El alimento envasado se introduce en la cámara, esta se inunda con agua para que posteriormente sea sellada. A continuación, una bomba introduce más agua en la cámara creando elevadas presiones hidrostáticas por un tiempo predeterminado (entre 30 segundos y 15 minutos); cuando el ciclo es completado, la cámara se despresuriza retirando el producto.

Este tipo de presión tiene la ventaja de que no reacciona con los enlaces covalentes, y consecuentemente, los alimentos que son procesados no experimentan transformaciones químicas significativas.

Inactivación de patógenos: las altas presiones actúan a nivel de las membranas celulares, los efectos perceptibles de éstas en la célula microbiana incluyen un aumento en la permeabilidad de las membranas celulares (poros, fricción) y una posible inhibición de enzimas esenciales para la supervivencia y la reproducción de células bacterianas.

Ejemplos de productos conservados por altas presiones:

PRODUCTO Jalea de fruta y salsa de fruta Jugo de pomelo Jugo de mandarina Frutas tropicales no congeladas Carne ablandada Jugo de naranja Puré de aguacate Puré de banana Puré de piña Jugo de manzana y arándanos Jugo de frutas

CONDICIONES DE PROCESO 400 MPa, 10-30 min., 20ºC 120-400 MPa, 2-20 min., 23ºC 300-400 MPa, 2-3 min., 20ºC 50-200 Mpa 100-150 MPa, 30-40 min. 500 MPa, 5-10 min 345MPa, 10min 517-689 MPa, 10 min. 200-340 MPa, 5-15 min. 689 MPa, 1 s, 60ºC 500-600 MPa

 

Pulsos eléctricos

Esta técnica se basa en la propiedad que tienen los alimentos fluidos, que están compuestos

principalmente por agua y nutrientes como vitaminas, triglicéridos y minerales, de ser muy buenos conductores eléctricos debido a las altas concentraciones de iones que contienen y a su capacidad para transportar cargas eléctricas.

Observaron que la estructura de la membrana celular de los microorganismos presentaba poros irreversibles cuando se les aplicaba un determinado potencial, estos poros causan la muerte de los microorganismos.

Irradiación

Países como Francia, Holanda o Gran Bretaña utilizan este sistema en una extensa gama de productos, desde frutas y verduras a carnes de pollo y porcino.

En España, sólo se irradian especias y condimentos, también se pueden irradiar patatas y cebollas, aunque no se hace. Únicamente se irradian fresas o carnes si el producto se va a exportar a EEUU, pero no para consumo nacional. (Debido al rechazo que causa en los consumidores).

Para la irradiación se utilizan el Co⁶⁰ (vida media 5años) y el Cs¹³⁷ (vida media 30años), los alimentos a irradiar se colocan en una gamma cámara (rodeada de hormigón armado) el material radioactivo está a una distancia apropiada para conseguir la dosis de radiación adecuada.

La muerte de los microorganismos se da por la excitación molecular que sufre al absorber la energía que llega en forma de rayo gamma. El valor máximo de irradiación que se permite en los alimentos europeos (y españoles) es de 10 KGy (kilogray). En la carne a menudo se emplean 8KGy, en el resto de productos (especias, patatas) se utilizan cantidades 1,5KGy o menos Ej. para evitar la formación de grillos en patatas (0,1 a 0,15kGy).

 

COMPARTE EN TUS REDES

Descargo de responsabilidad

Hemos realizado todos los esfuerzos posibles para garantizar que la información proporcionada sea precisa, actualizada y completa, pero no se ofrece ninguna garantía al respecto.

Esta información es un recurso de referencia diseñado como un complemento y no un sustituto de la experiencia, habilidad, conocimiento de los profesionales de la salud, ni pretende ser un diagnóstico ni una terapia referenciada. 

La ausencia de una advertencia para un determinado suplemento/alimento o la combinación de los mismos no debe interpretarse de ninguna manera como una indicación de seguridad, eficacia o idoneidad para un paciente determinado.

ULTIMOS ARTICULOS PUBLICADOS

 

 

Referencias:

• https://viaorganica.org/alimentos-deshidratados-al-sol/
• https://www.iaea.org/es/temas/irradiacion-de-alimentos
• https://www.restauracioncolectiva.com/n/metodos-de-conservacion-de-los-alimentos-por-desecacion-parte-iii
• https://www.clikisalud.net/5-consejos-conservar-vitaminas-alimentos/
• https://hoards.com/article-25172-pasteurization-saves-lives.html
• https://saia.es/e-coli-en-alimentos/