Universidad de La Salle Universidad de La Salle
Ciencia Unisalle
Ciencia Unisalle
Ingeniería de Alimentos Facultad de Ingeniería
1-1-2010
Medición de la vida útil de pastas alimenticias con adición de
Medición de la vida útil de pastas alimenticias con adición de
salsa de carne, cocidas y conservadas por el método Sous Vide
salsa de carne, cocidas y conservadas por el método Sous Vide
María José Merello Mosquera Universidad de La Salle, Bogotá
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Citación recomendada Citación recomendada
Merello Mosquera, M. J. (2010). Medición de la vida útil de pastas alimenticias con adición de salsa de carne, cocidas y conservadas por el método Sous Vide. Retrieved from https://ciencia.lasalle.edu.co/ ing_alimentos/50
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1
“MEDICIÓN DE LA VIDA ÚTIL DE PASTAS ALIMENTICIAS
CON ADICIÓN DE SALSA DE CARNE, COCIDAS Y
CONSERVADAS POR EL MÉTODO SOUS VIDE”
MARIA JOSE MERELLO MOSQUERA
UNIVERSIDAD DE LA SALLE
PROGRAMA DE INGENIERÍA DE ALIMENTOS
BOGOTÁ DC
2
“MEDICIÓN DE LA VIDA ÚTIL DE PASTAS ALIMENTICIAS
CON ADICIÓN DE SALSA DE CARNE, COCIDAS Y
CONSERVADAS POR EL MÉTODO SOUS VIDE”
Trabajo De Grado Para Optar Al Título De
INGENIERA DE ALIMENTOS
María José Merello Mosquera
Directora
María Patricia Chaparro
Ingeniera de Alimentos. M.Sc
UNIVERSIDAD DE LA SALLE
PROGRAMA DE INGENIERIA DE ALIMENTOS
BOGOTA DC
3
“Ni a la Universidad, ni al asesor, ni al director, ni el jurado
calificador son responsables de las ideas y conceptos expuestos
por la autora”
Reglamento Estudiantil Universidad de La Salle
4
“Así como el sabio no escoge los alimentos más abundantes sino
los más sabrosos, tampoco ambiciona la vida más prolongada,
sino la más intensa”. EPICURO
5
AGRADECIMIENTOS
Agradezco a Dios el haberme dado la oportunidad de poder conocer
este hermoso oficio.
A mis padres Julia Inés Mosquera y Silvio L. Merello por apoyarme
incondicionalmente en mis proyectos e iluminar siempre mi sendero.
A mi hermano Pierpaolo Merello por su carisma y su entregado amor
hacia los medios audiovisuales los cuales ayudaron enormemente en
la presentación de este proyecto.
A los docentes Alfredo López Molinello, Rafael Guzmán, Lucila
Gualdrón, por su inmensa colaboración en el desarrollo del proyecto
A la directora Patricia Chaparro, quien siempre realizó su labor con
entusiasmo y paciencia, por sus críticas constructivas y por
transmitirme su experiencia y conocimientos.
A Juan Carlos Poveda
por su dedicación y compromiso con la
hermosa labor que realiza en los laboratorios, siempre con su espíritu
colaborador.
A Francisco Garcés, por su amable asesoría y quien hace parte del
grupo de investigación en el campo de microbiología predictiva de la
Universidad de la Sabana.
A la empresa Casa Merello Baffi® por su incansable necesidad de
buscar nuevas alternativas de desarrollo en la industria alimentaria y
6
por su entera confianza y leal apoyo al financiar y patrocinar este
proyecto de investigación, sin ellos esto no habría sido posible.
A la Universidad de La Salle y a las directivas del programa, Liliana
Peralta y Sonia Camargo por guiar y corregir a sus estudiantes y
confiar en sus conocimientos.
A la Ingeniera Diana Carolina Vanegas (Ing. de aplicaciones
especiales y Soporte de Mercadeo) y al Ingeniero Jairo Rodríguez
(Director general para Colombia) de la empresa Multivac, quienes
apoyaron incansablemente la realización del proyecto y con los que
seguiremos ejecutando investigaciones en este proceso.
7 CONTENIDO Pág. INTRODUCCIÓN ... 16 OBJETIVOS ... 18 OBJETIVO GENERAL ... 18 OBJETIVOS ESPECIFICOS ... 18 1 MARCO DE REFERENCIA ... 19
1.1 LA PASTA Y SUS ORÍGENES ... 19
1.1.1 Definiciones ... 20
1.2 PROCESO DE FABRICACION DE LA PASTA ... 21
1.3 IMPORTANCIA DE LA PASTA EN LA ACTUALIDAD Y SU VALOR NUTRICIONAL ... 23
1.4 GENERALIDADES DE LA CALIDAD EN LA COCCION DE LA PASTA ... 24
1.4.1 Medida y percepción de la textura: un enfoque sensorial ... 27
1.5 TECNICA DE COCCION BAJO VACIO: SOUS VIDE ... 28
1.5.1 Estado del arte ... 29
1.5.2 Manejo de tiempos y temperaturas: incidencia y destrucción microbiana en productos sous vide ... 30
1.5.3 Materiales de envasado ... 36
1.6 MICROBIOLOGIA PREDICTIVA ... 38
1.6.1 Modelos de crecimiento microbiano ... 38
1.6.2 Aplicaciones de la microbiología predictiva ... 42
1.7 Breve reseña de la empresa patrocinadora ... 43
2 METODOS Y MATERIALES ... 45
2.1 DISEÑO EXPERIMENTAL ... 45
2.1.1 Determinación del tiempo mínimo de cocción de la pasta ... 48
2.1.2 Mediciones físicas: pH, grado de hinchamiento, ganancia de peso y espesor 48 2.1.3 Elaboración de los tratamientos ... 49
8 2.2.1 Análisis de textura ... 52 2.2.2 Análisis sensorial ... 53 2.2.3 Análisis microbiológico ... 54 2.2.4 Análisis fisicoquímico... 54 2.2.5 Análisis estadístico ... 55
2.3 SELECCION DEL TRATAMIENTO ... 55
2.4 PREDICCION DE VIDA UTIL: MICROBIOLOGIA PREDICTIVA COMO HERRAMIENTA ... 55
3 RESULTADOS Y ANALISIS ... 57
3.1 ANALISIS DEL DISEÑO EXPERIMENTAL ... 57
3.1.1 Análisis en la cocción de la pasta ... 57
3.1.2 Mediciones físicas: pH, grado de hinchamiento, ganancia de peso y espesor 59 3.2 ELABORACION DE LOS TRATAMIENTOS ... 63
3.2.1 Pre experimentación ... 63
3.3 ANÁLISIS DE LOS TRATAMIENTOS ... 65
3.3.1 Análisis de textura ... 65
3.3.2 Análisis sensorial ... 68
3.3.3 Análisis microbiológico ... 73
3.3.4 Análisis fisicoquímico... 75
3.3.5 Selección de un tratamiento ... 78
3.3.6 Análisis final del tratamiento elegido ... 80
3.4 ANÁLISIS DE LA VIDA ÚTIL ... 84
3.4.1 Modelos de crecimiento microbiano: un acercamiento a la determinación de la cinética de crecimiento de patógenos por medio de modelos terciarios de microbiología predictiva ... 85
4 CONCLUSIONES ... 91
RECOMENDACIONES ... 93
ANEXOS ... 94
9
LISTA DE TABLAS
Pág
Tabla 1. Composición química aproximada de diferentes pastas alimenticias cocidas (g/100g). ... 24
Tabla 2. Evaluación de las pastas a base de trigo durum durante su cocimiento. . 26
Tabla 3. Tiempo requerido (HH:MM) para una reducción decimal de 6D para
Listeria monocytogenes en aves de corral ... 33
Tabla 4. Aproximación de los tiempos (MM) de enfriado para llevar la temperatura interna de la carne a 5°C en un baño de hielo y agua ... 33
Tabla 5. Características de barrera y protección para el material de envasado** . 37
Tabla 6. Combinaciones Posibles Para La Matriz 32 ... 45
Tabla 7. Metodología de trabajo propuesta ... 46
Tabla 8. Variables del proceso y sus posibles combinaciones ... 51
Tabla 9. Combinaciones de tiempo y temperatura en cada una de las muestras de la parte experimental ... 52
Tabla 10. Codificación aleatoria de los tratamientos a evaluar ... 53 Tabla 11. Resultados compilados para algunas pruebas físicas ... 61
10
Tabla 12. Promedios de las mediciones físicas de pH, humedad y diámetro de la pasta antes y después del tratamiento térmico ... 61
Tabla 13. Mediciones en la evolución del pH y ºBx de la salsa de carne con
respecto al tiempo de cocción ... 64
Tabla 14. Promedio de datos obtenidos con el texturómetro Chatillon LTCM-100 para la parte experimental ... 67
Tabla 15. Esfuerzo máximo para cada muestra expresada en N/mm2 ... 68
Tabla 16. Características bromatológicas para diferentes muestras de pasta con salsa de carne conservada bajo el método sous vide ... 76
Tabla 17. Resultados de la medición de pH para cada muestra de pasta con salsa en tres etapas de su almacenamiento ... 76
11
LISTA DE FIGURAS
Pag.
Figura 1. Estimación del Tiempo Mínimo de Cocción para espaguetis ... 58
Figura 2. Medición experimental de la textura ... 66
Figura 3. Panel sensorial con jueces no entrenados para las muestras (m2, m3, m4, m6, m9) ... 69
Figura 4. Panel sensorial con jueces no entrenados para las muestras (m2, m3, m4, m6, m9) ... 70
Figura 5. Resultados individuales del análisis sensorial para cada muestra ... 71
Figura 6. Resultados compilados para el panel sensorial realizado en 60 jueces no entrenados ... 72
Figura 7. Crecimiento microbiano en diferentes muestras ... 75
Figura 8. Evolución del pH durante el tiempo de almacenamiento en refrigeración ... 78
Figura 9. Resultados del análisis fisicoquímico de la muestra 2 ... 81
Figura 10. Caracterización microbiológica después de 12 días de almacenamiento para la muestra 2 ... 83
12
Figura 11. Gráficos para los modelos de crecimiento de Bacillus cereus a 10, 12,5, 18, 20 y 30 °C ... 85
Figura 12. Gráficos para los modelos de crecimiento de Clostridium perfringens a 15, 18, 20, 25 y 30 °C ... 87
13
ANEXOS
Pag.
Anexo 1. Diagrama de procesamiento de un producto sometido al tratamiento sous vide ... 94
Anexo 2. Proceso de elaboración de pasta con salsa de carne sometida al proceso de cocción al vacio en bolsas plásticas ... 95
Anexo 3. Balance de materia específico para la etapa de tratamiento térmico en cada muestra ... 96
Anexo 4. Balance de materia en cada una de las etapas del proceso anteriores al tratamiento térmico ... 96
Anexo 5. Recopilación de datos en la Prueba de textura y sus tratamientos estadísticos (ANOVA y test de Tukey y Dunnet) para el tratamiento térmico con 55, 70 y 85ºC y 45, 60 y 90 minutos y sus posibles combinaciones ... 97
Anexo 6. Recopilación de datos en la Prueba de textura y sus tratamientos estadísticos (ANOVA y test de Tukey y Dunnet) para el tratamiento térmico con 60, 70 y 80ºC y 15, 25 y 35 minutos y sus posibles combinaciones ... 100
Anexo 7. Formato para la Selección y preparación de la prueba sensorial ... 103
Anexo 8. Formato para prueba sensorial de preferencia con escala hedónica de cinco puntos ... 104
14
Anexo 9. Tabla compilada para los datos obtenidos por el panel sensorial ... 105
Anexo 10. Análisis de los resultados para el panel sensorial por medio de la
Prueba de Kruskal-Wallis ... 107
Anexo 11. Formato para el muestreo microbiológico de las muestras 2, 3, 4, 6, 9 y P en los días 2, 5, 10 y 22 de almacenamiento a 3°C ... 112
Anexo 12. Resultados de las pruebas microbiológicas realizadas durante los días 2, 5, 10 y 22 de almacenamiento ... 113
Anexo 13. Protocolos estipulados para determinación microbiológica según
microorganismo con agares cromo génicos Scharlau ... 114
Anexo 14. Protocolos para análisis bromatológicos de humedad, determinación de proteína y grasa total ... 116
Anexo 15. Tabla de Resultados para la determinación del porcentaje de proteína por método Kjehldal ... 122
Anexo 16. Tabla de Resultados para la determinación de la humedad por
gravimetría ... 122
Anexo 17. Tabla de Resultados para la determinación de la grasa total por método Soxhlet ... 123
Anexo 18. Caracterización bromatológica de las materias primas según la tabla de composición de los alimentos colombianos del ICBF en compañía de la FAO. (Valores expresados en g/100 g alimento) ... 124
15
Anexo 19.Balances de materia global y específicos para el proceso de
homogenización y envasado del producto final ... 124
Anexo 20. Análisis estadísticos para las pruebas de humedad, grasa total y
proteína ... 126
Anexo 21. Resultados obtenidos en la predicción del crecimiento microbiano para alcanzar la concentración toxica en Bacillus cereus y Clostridium perfringens en temperaturas criticas de 30 °C ... 132
16
INTRODUCCIÓN
El método Sous Vide es desde hace ya varios años utilizado como método predilecto para la conservación de varios productos y platos listos para el consumo. La palabra Sous Vide quiere decir “cocción al vacio” en francés y es muy apetecido en las cocinas del mundo e incluso en algunas industrias, debido a que la combinación de estas dos técnicas de conservación lo hacen un método único y eficaz. Este método describe un método de cocción en bolsas selladas al vacío, a bajas temperaturas por largos tiempos1. Dicho sistema de pasteurización permite una larga vida de almacenamiento en condiciones de refrigeración, siempre y cuando se tengan unas buenas prácticas higiénicas durante todo el proceso anterior al sellado en vacío2.
Según Smith et al3., “Se ha producido un enorme crecimiento, en los últimos años, en el uso de esta tecnología para extender la vida útil y calidad de conservación de alimentos frescos. Este crecimiento y la nueva generación de productos alimenticios, se da en respuesta a las necesidades de los consumidores de preferir alimentos listos para el consumo, la conveniencia para microondas, alimentos con vida útil más larga y sin embargo, retener más cerca las características de frescura”.
El desarrollo de esta investigación se basa en cubrir dichas necesidades tanto de los consumidores finales, como de los intermediarios de almacenes de cadenas o negocios institucionales como los son cadenas de restaurantes, hoteles y casinos, en donde es de gran ayuda la aplicación de este método, ya que se evitan
1
BALDWIN, Douglas E. A practical Guide to Sous Vide Cooking. Pg iii. Abril, 2009.
2
ROBERTS, Diane., HOOPER, William. Microbiología práctica de los alimentos: métodos para el examen de microorganismos de los alimentos de interés para la salud pública. Editorial Acribia. 2 ed. Zaragoza, España. 2000.
3 SMITH, J.P. TOUPIN, C. Et al. A Hazard Analysis Critical Control Point aproach (HACCP) to ensure the microbiological
17
mermas por cocción, evaporación de compuestos volátiles y perdidas nutricionales, prolongando la vida útil del alimento.
Se llevo a cabo entonces la creación de una matriz de trabajo donde se evaluaron diferentes tiempos y temperaturas de tratamiento térmico por medio de análisis de textura, sensoriales, microbiológicos y fisicoquímicos, los cuales concluyen con la predicción de la vida útil con modelos de crecimiento microbiano en ciertos microorganismos patógenos y alterantes.
En este caso, se trabajó con un producto de pasta con salsa de carne de alto consumo y de fácil acceso a la mayoría de la población colombiana (patrocinado por la empresa Casa Merello Baffi®); aunque en Colombia se suele consumir la pasta como un acompañamiento de otros cereales o como una opción más en el menú, la manera de consumirse correctamente este alimento es como un cereal mas que se acompaña con proteínas y vegetales. La idea es tratar de mejorar esa forma de consumo actual y la mejor forma de lograrlo es mostrándolo como un producto nutricionalmente completo y en este caso listo para el consumo, con el que únicamente se tardará de 2 a 5 minutos en calentarlo y servirlo.
Las expectativas a largo plazo son que esta tecnología se logre difundir a través de las industrias y los mercados institucionales por medio de la producción de alimentos agradables, sanos, inocuos, que conserven sus características de frescura y la sensación de un plato recién preparado y que además sean de fácil acceso para la población. Además de poder utilizar herramientas como lo son la microbiología predictiva para pronosticar en qué momento el alimento se puede tornar peligroso para la salud pública.
18
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
Determinar la vida útil de pastas alimenticias compuestas cocidas con adición de salsa con carne y conservadas por el método Sous Vide.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
Determinar las variables de tiempo y temperatura por medio de análisis de textura y sensoriales, en la cocción de pastas alimenticias compuestas cocidas con adición de salsa de carne por el método Sous Vide.
Caracterizar la muestra seleccionada microbiológica y fisicoquímicamente. Utilizar la herramienta de microbiología predictiva para un acercamiento a la
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1 MARCO DE REFERENCIA
1.1 LA PASTA Y SUS ORÍGENES
Las pastas alimenticias constituyen los productos derivados de cereales más simples utilizados en la dieta humana. Se incluyen en ella productos tales como espaguetis, tallarines, macarrones y fideos, los cuales se fabrican principalmente mediante la mezcla de sémolas o semolinas de trigo y agua, aunque en muchas ocasiones, estos productos pueden ser elaborados con mezclas de diferentes harinas4. Además, se pueden obtener pastas enriquecidas o especiales con la adición de vegetales como espinacas y tomates, o bien con huevos.
La pasta es un alimento que normalmente se asocia con Italia. Aunque los italianos hoy en día consumen más pasta por persona que cualquier otra nación (aproximadamente 30-35 kg por persona al año), sin embargo ellos no inventaron la pasta. Según Dendy et al, existen registros los cuales señalan que los tallarines se elaboraron en China desde al menos 3.000 a. C.; incluso en las crónicas romanas se incluyen muchos productos a base de pasta y, que obviamente eran muy anteriores a Marco Polo, de manera que se puede decir con seguridad que aunque incierto su origen, la pasta se ha consumido en Europa desde la antigüedad5.
Por otro lado, la elaboración de pasta en Italia se consideraba una especialidad napolitana hacia el S. XIX y fue en Nápoles donde la producción comenzó a
4 DENDY, David. DUBRASZCZYK, Bogdan. Cereales y Productos derivados: Química y Tecnología. Editorial Acribia S.A.,
Zaragoza, España, 2004, Pág. 311-312.
5
20
comercializarse e industrializarse completamente.6 Se inicio entonces el secado de la pasta como una forma de conservación y según algunas investigaciones realizadas tiempo atrás, su combinación con el tomate y derivados como plato exclusivamente italiano.
1.1.1 Definiciones
El termino pasta puede tener muchos significados. Según la Norma Técnica Colombiana para productos de Molinería y pastas alimenticias, NTC 1055/077, las pastas alimenticias se definen como:
1.1.1.1 Pastas Alimenticias
Productos preparados mediante el secado apropiado de las diferentes figuras a partir de una masa sin fermentar elaborada con derivados del trigo y agua. En el proceso de elaboración se pueden incorporar ingredientes tales como: gluten, soya, huevos, leche, vegetales, jugos, extractos u otras farináceas o cualquier otro tipo permitido por la legislación nacional vigente o el Codex Alimentarius.
1.1.1.2 Pastas alimenticias sencillas
Son los productos definidos anteriormente elaborados exclusivamente con harinas blancas, sémolas de trigo o ambas, moliendas intermedias, sus combinaciones. 1.1.1.3 Pastas alimenticias compuestas
Productos definidos como pastas alimenticias a las que se les ha incorporado en su proceso de elaboración alguna o varias de las siguientes sustancias comestibles: gluten, soya, huevos, leche, vegetales, jugos, extractos, otras
6 KILL, R. C., TURNBULL, K. Tecnología de la elaboración de pasta y sémola. Editorial Acribia, 1 edición, Zaragoza,
España, 2004, Pág. 2-3.
7
21
farináceas o cualquier otra sustancia aprobada por la autoridad sanitaria competente.
1.1.1.4 Pastas alimenticias rellenas
Productos definidos como pastas alimenticias secas o frescas a las que se les ha incorporado en su interior un preparado elaborado con alguna o varias de las siguientes sustancias comestibles: carnes, vegetales, quesos o cualquier otro ingrediente, o mezclas de estos, los cuales deben ser aprobados por la autoridad sanitaria competente.
1.1.1.5 Pastas alimenticias frescas
Producto no fermentado, elaborado por amasado mecánico de harina o sémola de trigo y agua, con o sin colorantes y sin preservativos, diferenciándolas de las pastas alimenticias secas por su tiempo de vida útil.
1.2 PROCESO DE FABRICACION DE LA PASTA
La tecnología para su elaboración aunque parezca simple, para conseguir productos de gran calidad, se necesita que el o los operarios sean muy cuidadosos en cada uno de sus pasos. La pasta se hace generalmente de harina de trigo, agua semolinas y otros ingredientes para formar una masa pastosa de alrededor del 30% de humedad. La masa se moldea de una gran cantidad de formas y tamaños y entonces se deseca aproximadamente a 40°C hasta que obtiene de 10-12% de humedad. La desecación tiene que ser lenta o los productos se cuartean debido a las tensiones físicas.8
Es así como se comienza por la elección de sémolas aptas y se procede al empaste y amasado mecánico con agua a temperatura ambiente en una cantidad
8 SILLIKER, J.H., ELLIOT, R.P., Et al. Ecología microbiana de los alimentos 2. Productos alimenticios. Editorial Acribia,
22
que oscila entre el 25 y 30% del peso en harina y en algunas ocasiones, se pueden adicionar ingredientes como zumos de vegetales (espinacas, tomates, pimientos, zanahorias, remolachas) para enriquecer y dar color, o bien huevos, especias y harinas provenientes de otros granos9.
El siguiente paso, es el mezclado de los ingredientes en un equipo especializado para mezclar y moldear. En el primer paso, se mezclan los diferentes ingredientes, que en este caso son la sémola, los huevos y el agua en un tanque y luego, cuando la sémola este lo suficientemente hidratada y haya absorbido toda la humedad, se procede a moldear por medio de dos rodillos que giran en sentidos opuestos y hacen el laminado de la pasta10.
Ahora bien, el operario debe asegurarse que la masa esta en el punto ideal de textura elástica para proseguir con el corte; para este fin el equipo está provisto de cuchillas de tamaños y formas diferentes para hacer los cortes de los distintos tipos de pasta.
Una vez hechos los cortes pertinentes, se procede a la desecación de las piezas. La mayor parte de la pasta comercial se deseca desde alrededor del 30% de humedad hasta un 10-12% (p/p), siendo clave el proceso de desecación ya que afecta a la calidad de la pasta por lo tanto el proceso de secado debe realizarse lentamente y con gran cuidado debido a que la pasta se contrae a medida que pierde agua. 11
Regularmente hay ciertas diferencias en la humedad relativa y las temperaturas en el secado de las pastas largas y el de las cortas, pero el proceso es similar y ambos procesos se hacen entre tres y cuatro etapas, siendo que las pastas cortas pueden secarse entre 4 y 6 horas y las pastas largas demoran entre 20 y 24 horas.
9
SALINAS, Ronaldo. Alimentos y Nutrición: Bromatología aplicada a la salud. 2 ed. Editorial El Atenio. Florida, Buenos Aires. 1993
10 KILL, R. C., TURNBULL, K. Op cit. p. 216-219.
11 DENDY, David. DUBRASZCZYK, Bogdan. Cereales y Productos derivados: Química y Tecnología. Editorial Acribia S.A.,
23
Luego del secado, se prosigue a envasar el producto, manteniendo estándares de color y atributos visuales que puedan bajar la calidad del producto empacado. El color amarillo pálido siempre debe ser el mismo, al igual que el grosor y tamaño de piezas iguales; en esta etapa del proceso se hace el control de calidad, donde partículas extrañas y piezas rotas o con grietas que no son aptas para el envasado, se omiten ya que afecta su calidad visual y además corren el riesgo de sufrir daños mecánicos durante el transporte y manipulación posteriores, dando como resultado diferencias en la cocción12.
Otro método visual para el control de la calidad es la cocción; el tiempo empleado para lograr una cocción uniforme y un punto optimo de textura debe ser siempre el mismo para cada variedad de pasta, manteniendo así un estándar en el proceso de formado y secado. Esto se evalúa según la NTC 5080.
1.3 IMPORTANCIA DE LA PASTA EN LA ACTUALIDAD Y SU VALOR NUTRICIONAL
Los cereales constituyen la principal fuente de un número importante de los aproximadamente 40 nutrientes que son necesarios para una buena salud13. Por otra parte, el valor biológico de las proteínas en los cereales es relativamente bajo, por lo cual suelen consumirse acompañados de otros alimentos como carnes, huevos o legumbres. Son al contrario, una muy buena fuente de carbohidratos complejos –almidones y fibra- además de aportar en su mayoría grasas insaturadas que resultan saludables para el organismo14.
En la tabla 1 se muestra la composición de nutrientes en pastas alimenticias cocidas hechas a base de trigo durum con adición de huevo.
12 MERELLO. S. Op. Cit, p.
13 HERNANDEZ R., Manuel, et al. Tratado de nutrición. Ediciones Diaz de Santos S.A. Madrid, España. 1999. Pag 401- 403. 14
24
Tabla 1. Composición química aproximada de diferentes pastas alimenticias cocidas (g/100g).
Fuente: HERNANDEZ R., Manuel, et al., Tratado de nutrición, pág 124
Las pastas como se compran en el mercado, aportan unas 350 Kcal/100g y se podría pensar que son alimentos de elevada densidad calórica, pero no es así, ya que al cocinar las pastas estas se hidratan y por tanto, de 70 g de pasta seca se elabora un plato de 250 g de pasta que aportan 250 Kcal; es decir que el proceso de cocinado rebaja la densidad calórica de la pasta. Su contenido calórico se incrementa mediante salsas y complementos con los que se acompaña, tales como grasas, carne, queso, salsas15.
Según el ICBF16 en la tabla de composición de los alimentos colombianos, la pasta alimenticia hecha con huevos y cocida tiene una humedad de aproximadamente 8,9 g de agua por cada 100 g de pasta y aporta al organismo 367 Kcal, un valor medio de proteínas de 11,5 g, lípidos 1g, carbohidratos 78 g, cenizas 0,6g. Estos valores son dados como referencia por cada 100g de parte comestible de la muestra.
1.4 GENERALIDADES DE LA CALIDAD EN LA COCCION DE LA PASTA El aspecto visual de la pasta en el plato es un indicativo útil de su calidad global, siendo una mezcla del color y del brillo del producto. El brillo esta en relación con
15 ALBA, Nidia; ALBA, Carlos Augusto, et al. Ciencia, Tecnología e Industria de Alimentos. Grupo Latino editores. Primera
edición. Bogotá, Colombia. 2004. Pág. 417
16
ICBF. Tabla de composición de alimentos colombianos. Bogotá, Colombia. 2005. Pág. 126-127.
Producto Energía
(Kcal) Agua Proteína
Lípidos totales Colesterol (mg) Glúcidos totales Fibra Pasta simple 116 70 4 1,2 0 22,2 2
Pasta con huevo 124 70 4,7 1,5 8 22,9 1
Pasta rellena de carne 100 77,2 4,7 3,4 23 12,7 1,8
25
la cantidad de almidón en exceso que se libera durante la fase de cocción17. Existe una técnica física simple para evaluar la cantidad de almidón que se libera, observando el agua de cocción después de transcurrido el tiempo mínimo necesario para que la pasta este con la textura deseada; cuanto más turbia sea, mas almidón se habrá disuelto del presente en la matriz proteica. Para corroborar este método empírico, existen métodos físicos o químicos. 18
Ahora bien, por otro lado para examinar la textura final de la pasta o el tiempo de cocción, se utilizan métodos físicos y visuales más prácticos y fáciles de emplear como la compresión de un pequeño trozo de la muestra entre dos superficies lisas transparentes; se podrá evidenciar una línea en el centro del espaguetti, la cual con el tiempo se va haciendo más delgada hasta desaparecer19.
En cuanto a la textura se refiere, es de suma importancia que dicha línea intermedia no desaparezca del todo, evitando que la pasta se vuelva parte del agua de cocción. Este aspecto de la calidad más que ningún otro, está relacionado tanto con el tiempo de cocción como con el tiempo que transcurre entre la cocción y su valoración. Si bien la textura o la sensación que percibimos en la boca es la característica más importante y se puede desglosar en tres atributos que son importantes: firmeza, elasticidad y pegajosidad20.
La firmeza se refiere a la resistencia inicial que ofrece la pasta a la penetración cuando se muerde; la elasticidad es la forma en que la pasta se rompe en la boca cuando se sigue masticando y la pegajosidad, es la sensación global de la pasta en la cavidad bucal junto con el almidón residual que permanece después de tragar.21 La tabla 2 muestra una evaluación de las pastas durante la cocción hasta
17 KILL, R. C., TURNBULL, K. Tecnología de elaboración de pasta y sémola. Aseguramiento de la calidad en una fábrica de
pasta seca. Editorial Acribia S.A., Zaragoza, España. 2004. Pág. 234
18
Ibid, p. 234.
19
NORMA TECNICA COLOMBIANA NTC 5080. Semolinas de trigo durum y pastas alimenticias. Estimación de la calidad de cocción de espagueti por análisis sensorial. p. 3-4.
20 KILL, R. C. et al., Op Cit., p. 234. 21
26
la destrucción total de la estructura, en un estudio realizado por Bustos et al22 el cual evalúa la calidad culinaria de pastas hechas a partir de trigo y cebada.
En este aspecto, la pasta cocida se vuelve pegajosa si la red de proteína no es lo suficientemente fuerte para contener el almidón gelatinizado: niveles altos de humedad producen menos daño a la red de gluten y una mejor retención de almidón, así como temperaturas de extrusión bajas producen menos daño a la proteína, dando una mejor hidratación en el cocinado.23
Tabla 2. Evaluación de las pastas a base de trigo durum durante su cocimiento. Muestra de pasta Tiempo de cocción (min) % de sedimentación Índice de tolerancia al cocimiento (min) Grado de hinchamiento (%) Ganancia de peso (g/100g) 100% trigo durum 16 5 100 2 235,4
Adaptado de: Evaluación de la calidad culinaria y durante su cocimiento de una pasta elaborada a partir de sémola de cebada y trigo. IX congreso de ciencia de los alimentos y V foro de ciencia y tecnología de los alimentos, Universidad Autónoma del estado de Hidalgo.
Estos parámetros se pueden evaluar mediante varios equipos utilizados para cuantificar la textura, pero hacer una correlación con paneles sensoriales es excesivamente extenso y específico para cada alimento. Estos equipos dan un acercamiento a lo que puede ser la percepción de la textura del alimento en la boca durante su masticación, midiendo la fuerza necesaria empleada para romper un trozo de muestra se puede predecir cuan duro o blando es el producto y, en qué medida puede ser percibido por los consumidores24. Esta predicción puede
22
BUSTOS, Zaira G., ACOSTA, Karime, et al. Evaluación de la calidad culinaria y durante su cocimiento de una pasta elaborada a partir de sémola de cebada y trigo. IX congreso de ciencia de los alimentos y V foro de ciencia y tecnología de los alimentos. Universidad Autónoma del estado de Hidalgo. México. p. 186.
23 ROSENTHAL, Andrew J. Textura de los Alimentos. Medida y percepción. Editorial Acribia, Zaragoza, España. 2001. Pág
158-159.
24
27
ser llevada a cabo mediante la evaluación de la pasta por medio de un panel sensorial entrenado, con los cuales se pueden crear atributos propios para el producto en específico. En este aspecto, el panel también pude medir parámetros que no es posible percibir de manera exacta mecánicamente como los son el aroma y sabor, ya que son muy subjetivos y difíciles de cuantificar, esto es algo que aún en esta época es más fácil medirlo con ayuda de los sentidos humanos.
1.4.1 Medida y percepción de la textura: un enfoque sensorial
Varios intentos por definir la textura de un alimento han culminado en cierto acuerdo internacional con el desarrollo de la norma internacional ISO 549225 que se relaciona con el vocabulario utilizado con la evaluación sensorial. La textura se define como “todos los atributos mecánicos, geométricos y superficiales de un producto perceptibles por medio de receptores mecánicos, táctiles y, si es apropiado, visuales y auditivos”.
Según lo dicho anteriormente, es evidente que la textura de un alimento trata de la percepción haciéndola por encima de todas las cosas una experiencia humana, afirma Rosenthal26. Es por esto que la evaluación sensorial en sus inicios fue tomada únicamente como una medida subjetiva de la textura de los alimentos, apareciendo medidas mecánicas que simulan la masticación inicial utilizando curvas de la fuerza aplicada para cada mordida y creando patrones específicos de cada uno.
Este hecho fue lo que llevo a científicos de todo el mundo a preguntarse si se podía lograr un equipo que pudiese medir en su totalidad el proceso de masticación que atraviesan los alimentos cuando son digeridos, ya que cada individuo describe los atributos como mejor le parezcan, pues la muestra es masticada mas allá de la rotura inicial y, los estímulos que resultan forman parte de la sensación global de textura, que encadena no solo al mordisco inicial sino
25 ISO. International Organization of Standarization. ISO 5492 Sensory Analysis – Vocabulary. 2008. p. 40 26
28
también a los subsiguientes y a la viscosidad, la adhesividad y la consistencia del alimento mezclado con la saliva, así como los aspectos de apariencia, las propiedades mecánicas y los ruidos generados al manipular, cortar y comer el alimento27.
No obstante, en comparación con el aparato sensitivo del cuerpo humano, los dispositivos de medida instrumental se basan en transductores que convierten las medidas materiales y físicas en salidas visuales o eléctricas que o bien se pueden observar directamente o alimentar a un equipo de grabación de datos/procesado, que a menudo involucra indicadores de tensión y celdas de carga para medir las fuerzas y la posición o detectores de movimiento. Scott-Blair28 clasificó las técnicas instrumentales para medir la textura de los alimentos en tres grupos: ensayos empíricos, que miden alguna propiedad física bajo condiciones bien definidas; ensayos imitativos, que intentan simular las condiciones a las que el material se somete en la boca; y ensayos fundamentales, que miden propiedades físicas como viscosidad o modulo elástico. En este caso, la investigación se llevo a cabo utilizando ensayos imitativos combinados con percepciones sensoriales humanas, que según Kill & Turnbull29 sigue siendo la mejor forma de evaluar la pasta cocida y la mayoría de los alimentos en varios aspectos.
1.5 TECNICA DE COCCION BAJO VACIO: SOUS VIDE
El Sous Vide es una técnica de cocción con un envasado al vacío previo, la cual se lleva a cabo en bolsas plásticas resistentes a temperaturas de hasta 90°C por largos periodos de tiempo. Este método difiere de los convencionales en dos formas: los alimentos crudos o precocidos son envasados y sellados al vacio y sometidos a cocción controlando tiempos y temperaturas, enfriados rápidamente
27
ROSENTHAL, Andrew J., op. Cit. p.
28 SCOTT BLAIR, G.W. Elementary Rheology. Chapter 13. Psycho Rheology, measurementes of sensations: Craftmanship.
1969. Academic Press. New York, United Sates. Pag. 81-89.
29
29
hasta alcanzar los 3°C en el centro del producto en aproximadamente 30-90 minutos y almacenados en refrigeración por varios meses30.
Normalmente en este método de pasterización de los alimentos en bolsas individuales, se utilizan temperaturas moderadas (50-90 °C) con tiempos largos que difieren en las características de cada producto, variando desde 2 minutos para una tajada de salmón de 5 mm a 38 °C, hasta 6 horas en una tajada de carne con un espesor de 70 mm a 55 °C.31
El sellado al vacio en bolsas resistentes a gases y vapor de agua, evitan perdidas de materiales volátiles y humedad durante la cocción, así como inhibir la oxidación de sabores. Además, el envasado al vacío también evita la proliferación de bacterias aeróbicas y permite una mejor transferencia del calor del agua o vapor, al centro del alimento. 32
1.5.1 Estado del arte
Esta técnica de cocción bajo vacío fue desarrollada por George Pralús a fin de 1960 en Francia, quien buscaba minimizar las mermas en el proceso de elaboración del Foi Gras de pato a través de una técnica culinaria denominada en papillote, que permitía mejorar el sabor y la textura de los alimentos cocidos33. La creciente demanda de consumidores que prefieren alimentos listos para comer o calentar con microondas, con una vida útil más larga pero conservando ciertas características iniciales o teniendo ese “toque fresco”, que es lo que siempre se busca en los productos procesados, se ha traducido en el incremento de tratamientos como el Cook & Chill y la cocción bajo vacio (Sous Vide). 34 Sin embargo, esta nueva generación de productos mínimamente procesados al vacío
30DIAZ M, Pedro. Calidad y deterioro de platos “Sous Vide” preparados a base de carne y pescado y almacenados en
refrigeración. Tesis Doctoral. 2009. Universidad de Murcia. Murcia, España. Pag. 18
31
BALDWIN, Douglas. A Practical Guide to Sous Vide Cooking. 2009. Under License of Copy Rights ©2008 By Douglas Baldwin. P. iii.
32
Ibid., p. iv.
33 DIAZ M., Op Cit., p. 18-19.
34 SMITH, J.P. TOUPIN, C. Et al. A Hazard Analysis Critical Control Point aproach (HACCP) to ensure the microbiological
30
son perecederos y presentan un riesgo potencial para la salud pública si se les somete a temperaturas excesivas en cualquier etapa de la cadena de producción, almacenamiento, distribución y comercialización.
Ahora bien, el cocinado Sous vide tiene como principales objetivos aumentar la vida útil y minimizar el daño térmico para obtener así productos seguros y de alta calidad nutritiva y sensorial.35
Según Smith et al.36 el acercamiento que se hace para el control de puntos críticos HACCP (Hazard Analysis and Critical Control Points) en productos procesados con estas técnicas leves, es netamente con fines de control de calidad microbiológica que se traduce en calidad comercial y comprende, entre otras, las siguientes fases: (1) preparar los alimentos basados en el diagrama de flujo que sugiere el autor (ver anexo 1), (2) asegurar la calidad del proceso o el control asociado con la compra, procesamiento, almacenamiento, distribución y/o uso que se le da a los materiales crudos o al producto final, (3) determinación de los puntos de control para cada peligro identificado, y (4) establecer procedimientos para monitorear dichos puntos críticos.
1.5.2 Manejo de tiempos y temperaturas: incidencia y destrucción microbiana en productos sous vide
En este aspecto, es importante no descuidar la seguridad y aplicar tratamientos equivalentes a los de pasteurización para asegurar la conservación de los platos cocinados durante largos periodos de almacenamiento, por lo cual resulta indispensable mantener una relación tiempo/temperatura óptima con el fin de alcanzar un equilibrio entre la seguridad y la calidad sensorial y nutricional de los alimentos cocinados. Según lo expuesto por Holdsworth y Simpson37, los productos sous vide son tratados térmicamente en envases plásticos y luego
35
DIAZ M., Op Cit., p. 19.
36SMITH, J.P. TOUPIN, C. Et al., Op cit., p. 179
37 HOLDSWORTH, D. SIMPSON, R. Thermal processing of packaged foods. Food engineering series. Springer. Second
31
sometidos a un choque térmico, además de atravesar por un tiempo de reducción decimal 6D el cual equivale a 70°C por 12 minutos. No obstante, mientras este tratamiento es capaz de inactivar al patógeno Listeria monocytogenes, no es suficiente para inactivar algunas esporas del Clostridium botulinum (tipo no
proteolítico), las cuales son capaces de sobrevivir y proliferar rápidamente en
temperaturas de 3,3 a 5 °C, mientras que en las cepas de tipo A y B (proteolíticas), no hay crecimiento a temperaturas inferiores a 10-12,5 °C38 por lo cual las temperaturas de almacenamiento y distribución deben ser inferiores. Así mismo, el pH mínimo que permite el crecimiento de este patógeno y la producción de su toxina es generalmente por encima de 4,5, aunque se han registrado casos de producción de toxina en un pH de 4,2 en zumo de tomate inoculado con la cepa, pero con temperaturas de crecimiento del orden de 20 -26 °C.39
Otros estudios han demostrado que la inactivación de Salmonella spp, uno de los microorganismos patógenos más comunes presentes en casi todos los alimentos e indicadores en la inocuidad, se reducen a una temperatura de 60 °C con un factor de diez cada 5,48 minutos, es decir una reducción decimal que equivale a D606.0= 5,48 minutos40. Así bien estos microorganismos pueden ser destruidos
luego de 6.5 reducciones decimales, es decir 6.5D606.0= 35.6 minutos.
Sin embargo, se supone que el envasado al vacío durante el cocinado sous vide, inhibe el crecimiento de microorganismos alterantes y patógenos aerobios, impide la re contaminación después del cocinado y retrasa la oxidación de lípidos causantes de olores y sabores indeseables.41 No obstante, las bacterias patógenas esporuladas pueden sobrevivir a los suaves tratamientos térmicos convirtiéndose en el principal riesgo de los alimentos tratados por este método.
38
JAY, J.M. Microbiología moderna de los alimentos. Cuarta edición. Editorial Acribia. Zaragoza, España. 2002. p. 441.
39
Ibid. p. 441-442.
40
ANON. Time-temperature tables for cooking ready to eat poultry products, citado por BALDWIN, Douglas. A Practical Guide to Sous Vide Cooking. 2009. p. 2-5
41 CHURCH, I.J., PARSONS, A.L. The sensory quality of chicken and potatoe products prepared using cook & chill and sous
32
Según la ANMAT42 (Administración Nacional de Medicamentos Alimentos y Tecnología Médica) perteneciente al Instituto Nacional de Alimentos en Argentina Dentro de los microorganismos que componen un criterio microbiológico se pueden distinguir dos tipos:
a) Organismos indicadores: para la evaluación de la inocuidad microbiológica de los alimentos, la utilización de organismos indicadores es muy frecuente. El análisis microbiológico de alimentos para la búsqueda de estos microorganismos suele utilizar técnicas sencillas y accesibles que permiten evaluar:
Calidad de la materia prima, problemas de almacenamiento, abuso de temperatura, vida útil (Recuento de aerobios mesófilos).
Potencial contaminación fecal o posible presencia de patógenos (Escherichia
coli, Coliformes fecales).
Contaminación por manipulación humana (Staphylococcus aureus coagulasa
positiva).
Contaminación post tratamiento térmico (coliformes, enterobacterias,
Staphylococcus aureus coagulasa positiva, estreptococos fecales)
Productos metabólicos de patógenos que indican un peligro para la salud (termonucleasa)
Se utilizan para relevar las condiciones a las que ha sido expuesto el producto que pudieran implicar un posible peligro, no necesariamente presente en la muestra analizada, pero que podría hallarse en muestras paralelas.
b) Organismos patógenos: aquellos que pueden encontrarse en el alimento en cuestión que pueden convertir al alimento en un potencial vehículo de enfermedad a quien lo consuma.
Es entonces cuando se ha investigado la tasa de muerte de cada microorganismo, la cual difiere en especies y familias y depende de varios factores, incluyendo el origen del alimento, sus características, acidez del medio, tipo de musculo,
42 ANMAT (Administración Nacional de Medicamentos Alimentos y Tecnología Médica). Guía de Interpretación de
resultados microbiológicos de alimentos. En: Instituto Nacional de Alimentos. Argentina. Info online: http://www.anmat.gov.ar/alimentos/Guia_de_interpretacion_resultados_microbiologicos.pdf
33
temperatura, contenido de grasas y sales, aditivos o especias y contenido de agua. Es por esto que las temperaturas manejadas durante todo el proceso de producción y distribución, deben ser cuidadosas y estrictas, evitando la proliferación de algún microorganismo que haya logrado sobrevivir al tratamiento térmico en el alimento.43
En las tablas 3 y 4 se muestra la relación de algunas de las temperaturas con el espesor de los alimentos y los tiempos de reducción decimal a los que se han sometido varios productos.
Tabla 3. Tiempo requerido (HH:MM) para una reducción decimal de 6D para Listeria monocytogenes en aves de corral
Espesor (mm)
Temperaturas de calentamiento desde 5°C 57,7 °C 60,5 °C 63,5 °C 66 °C 5 01:40 31 10 5 10 01:45 36 15 10 15 01:53 44 23 17 20 02:04 55 34 26 Fuente: Baldwin, 2009
Tabla 4. Aproximación de los tiempos (MM) de enfriado para llevar la temperatura interna de la carne a 5°C en un baño de hielo y agua
Espesor (mm) Temperaturas 55 °C 60,5 °C 80 °C 5 1 1 1 10 4 4 5 15 10 10 11 20 17 18 20
Fuente: Adaptado de Baldwin, 2009
43
34
Se pueden observar entonces, las combinaciones tiempo/ temperatura que aseguran una calidad microbiológica en ciertos productos a base de carne y, se considera a Listeria monocytogenes como el patógeno no formador de esporas mas termo resistente y capaz de crecer en temperaturas de refrigeración.44
En el proceso de fabricación de cualquier alimento, y en especifico de todos los alimentos listos para el consumo, hay que cuidar con mayor ahinco las prácticas higiénicas ya que la re contaminación post tratamiento es un factor de alto riesgo que se corre durante todos los procesos posteriores al tratamiento térmico empleado.
No obstante, es evidente que en este aspecto la contaminación que se puede generar en los productos sous vide viene en el momento de la preparación de los mismos, debido a que la contaminación pos tratamiento no es posible ya que la pasteurización es realizada después del envasado del alimento.
De este modo, es de esperarse que los tratamientos con calor disminuyan la carga microbiana o eliminen los microorganismos de peligro, pero en este caso las temperaturas son relativamente bajas y en ellas pueden sobrevivir bacterias esporuladas y resistentes a las temperaturas empleadas si es que existen en el alimento desde su materia prima o se han adquirido a lo largo del proceso, por lo cual una opción es prolongar el tiempo de tratamiento, sin ser excesivo evitando perdidas nutricionales.
Según Werlein45, la combinación de los diferentes pasos que implica la cocción al vacio, producen una disminución de la micro flora alterante competitiva, y una selección a favor de los microorganismos psicrotróficos anaerobios o anaerobios facultativos, tales como Clostridium botulinum o Listeria monocytogenes, las cuales representan un riesgo para la salud pública.
44
NYATI, H. Survival characteristics and the applicability of predictive mathematical modelling to L. monocytogenes growth in sous vide products, citado por BALDWIN, Douglas. A Practical Guide to Sous Vide Cooking. 2009. p. 3.
45 WERLEIN, Hans D. Comparison of the quality of sous vide and conventional processed carrots. En: Z Lebensm Unters
35
Varios estudios realizados por Smith & Toupin46 confirman esto y, demuestran que los microorganismos de mayor riesgo en productos sous vide son los que tienen la capacidad de producir esporas resistentes tanto altas como bajas temperaturas. Este es el caso de C. botulinum del tipo C, anaerobio estricto que es capaz de crecer de 3-5 °C y el cual tiene un tiempo de reducción decimal 6D de 520 minutos a 75°C, 75 minutos a 80°C o 25 minutos a 85°C47. Lograr la inactivación de todas las esporas de este microorganismo es casi imposible, ya que el tipo E es inactivado con un valor D= 0,33 min a 90 °C, pero a esta misma temperatura las esporas tipo A y B necesitan valores D de 200 minutos para ser inactivadas.48 Estos largos periodos de tiempo podrían ocasionar la disminución de las propiedades esenciales del producto o la desnaturalización de proteínas, lo cual no es lo ideal; por esto lo más adecuado en estos casos es llevar a cabo un proceso estrictamente higiénico en las etapas antes del envasado al vacío, así como respetar las temperaturas de peligro en todas las etapas del proceso, desde el recibo de las materias primas hasta la distribución del producto terminado. Si la cadena de frio no aumenta de 3°C en ninguna etapa, es posible asegurar la inocuidad del producto.
Para este fin, Baldwin, Gould y Peck49 desarrollaron una tabla de temperaturas de almacenamiento que es útil luego del enfriamiento rápido, donde se indica que los alimentos deben ser congelados o mantenidos en las siguientes condiciones: 1. Temperaturas inferiores a 2,5°C, mas de 90 días.
2. Temperaturas inferiores a 3,3°C, menos de 31 días 3. Temperaturas inferiores a 5°C, menos de 10 días 4. Temperaturas inferiores a 7°C, menos de 5 días
46
SMITH, J.P. TOUPIN, C. Et al., Op cit., p. 179
47
FERNANDEZ, P.S., PECK, W. A predictive model that describes the effect of prolonged heating at 70-90°C and subsequent incubation at refrigeration temperatures on growth from spores and toxigenesis by nonproteolytic C. botulinum in the presence on lyzozyme, citado por BALDWIN, Douglas. A Practical Guide to Sous Vide Cooking. 2009. p. 3.
48
ROSSET, R., POUMEYROL, G. Procédés modernes de préparation de plats cuisinés á l´avance par cuisson précédant ou suivant le conditionnement sous vide, citado por SMITH, J.P. Et al. A Hazard Analysis Critical Control Point aproach (HACCP) to ensure the microbiological safety of Sous Vide prcessed meat/pasta product. Food Microbiology, 1990. p. 190.
49 GOULD, G.W. Sous vide food: conclusions of an ECFF Botulinum working party, citado por BALDWIN, Douglas. A
36
Waites50 por su lado, clasificó los microorganismos patógenos en tres grupos: aquellos que presentan peligros severos, los que presentan peligros moderados potencialmente expandibles y esos que presentan peligros moderados con limite de expansión.
1.5.3 Materiales de envasado
Los materiales de los cuales están hechos los recipientes que contienen el producto a ser tratado térmicamente, deben tener por lo menos una coextrusión de tres capas resistentes primero que todo a temperaturas por encima del punto de ebullición (90-120 °C), a la permeación del vapor de agua y a los gases (CO2, O2,
N2) del medio en el que se van a conservar, evitando de este modo la rápida
penetración de partículas externas que pueden deteriorar de manera más rápida el alimento.
Las bolsas son el recipiente más utilizado para la cocción al vacío y la función principal que desempeña el envase es la de proteger el alimento del medio exterior en todo el proceso de producción51. Es así como los materiales más utilizados para las bolsas son: polietileno (PE), polietileno de baja densidad (LDPE), Polietileno de alta densidad (HDPE), Poliestireno (PS), Poliamida (PA), Polipropileno (PP), Policloruro de vinildeno (PVdC), Policloruro de vinilo (PVC), Etil vinil acetato (EVA) y Etil vinil alcohol (EVOH).52 De estos, el HDPE tiene mayor resistencia al vapor de agua y gases que los demás PE; el PP tiene alta resistencia térmica (121- 135 °C); el PVC propiedades de barrera medias pero descomposición por calor; la PA posee una barrera a los gases media-alta y resistencia térmica alta pero no es termosellable; el PVdC tiene una baja resistencia térmica y alta cristalinidad (rigidez y fragilidad); el EVOH a diferencia
50
WAITES, W. Hazardous microorganisms and the hazard analysis critical control point system. En: Food Science and Technology of Today. Vol 2, (1988). p 259-261
51 DIAZ M., P. Op cit. p. 43-48 52
37
del EVA, es muy duro y transparente y tiene una alta barrera a gases en condiciones de baja humedad, por lo cual siempre se lamina con PP o PE en sus capas exteriores evitando el contacto con la humedad que lo desintegra53.
Además de esto, deben ser resistentes a altas temperaturas, pese a que tan solo se utilicen temperaturas de pasteurización, estas son empleadas por periodos largos de tiempo, por lo tanto se debe cuidar que las propiedades de barrera del material no se vean afectadas por la cocción prolongada, la refrigeración posterior y la regeneración final. 54
Los envases o bolsas plásticas de cocción que resisten temperaturas de hasta 100 °C, fueron donadas por la empresa Multivac Colombia y están hechas de un material coextruído de PA/PE (Poliamida/Polietileno) de Media Barrera y 70 µm de espesor. En la tabla 5 se muestran las características de las bolsas para cocción que resisten hasta 130ºC.
Tabla 5. Características de barrera y protección para el material de envasado**
PA/PE Vacuum and cooking Bags
Barrier: PA/PE (medium barrier) or high barrier (EVOH) Thickness: 70μ
Tinted: Standard colour: white, black, blue
Any other colour available on request (min. quantity) Print: Flexo up to 8 colour
Additional features: euro slot, reclose Zize (cm): 12x20, 13x28, 22x30
**MULTIVAC COLOMBIA. Información del archivo de ventas para bolsas de cocción. Bogotá, Colombia. 2011
53 Ibid, p. 48-49
54
38
1.6 MICROBIOLOGIA PREDICTIVA
1.6.1 Modelos de crecimiento microbiano
En los últimos años, ha habido un gran desarrollo de la modelización matemática y de la microbiología predictiva, ya que son herramientas valiosas en la planificación de programas de análisis y control de puntos críticos y toma de decisiones proporcionando la primera estimación del cambio esperado en la población microbiana cuando se exponen a un grupo especifico de condiciones. La microbiología predictiva es un campo de estudio que combina elementos de microbiología, matemáticas y estadística, para desarrollar modelos que describan y predigan matemáticamente el crecimiento o muerte de los microorganismos, cuando se les somete a condiciones medioambientales especificas55.
Esta técnica se basa en la premisa de que las respuestas de poblaciones de microorganismos a factores medioambientales son reproducibles. Por otro lado, varios estudios realizados han demostrado que la velocidad a la que las bacterias mueren en un plato preparado, depende de muchos factores, incluyendo la temperatura, los ingredientes (carnes, vegetales, cereales), la acidez, pH, contenido de sal, ciertos condimentos, y el contenido de agua. Por esto, la adición de ácidos, sales o especias pueden disminuir el número de patógenos vegetativos y los aditivos químicos como el lactato de sodio y lactato de calcio se utilizan en la industria alimentaria para bajar o aumentar el pH y así reducir el riesgo de formación de esporas de los patógenos como Clostridium spp. y Bacillus cereus56 . Con respecto a esto, se han desarrollado tecnologías que permiten predecir la vida útil de los alimentos modelizando el crecimiento microbiano por medio de un
55
RYBKA-RODGERS. Improvement of food safety design of cook-chill foods. Citado por: BALDWIN, D. A practical Guide to Sous Vide Cooking. Pg iii. Abril, 2009.
56 RYBKA, S. RODGERS, S. improvement of food safety design of Cook-Chill foods. En: 1 Food Research
39
software especializado. Según el grupo HIBRO57, perteneciente a una de las áreas de investigación de la Universidad de Córdoba en España, se tiene una gran experiencia en el desarrollo de modelos matemáticos para predecir el crecimiento, supervivencia e inactivación de microorganismos en los alimentos, empleando programas informáticos basados en diversos modelos y ofreciendo distintos tipos de pronóstico para microorganismos patógenos y alterantes en diferentes escenarios. 58
Según el docente de la Universidad de Pamplona (Colombia), Enrique Alfonso Cabeza Herrera (PhD), La microbiología predictiva (MP) es una área multidisciplinaria emergente de la microbiología, ya que abarca distintas disciplinas tales como la matemática, microbiología, ingeniería, fisiología y
química para desarrollar y aplicar modelos
matemáticos que permitan predecir las respuestas de los microorganismos ante diferentes cambios en las variables ambientales59.
En la Microbiología Predictiva existen diferentes formas de clasificar los modelos, basándose en diferentes eventos microbiológicos estudiados, en el enfoque del modelamiento aplicado y el número o tipo de variables consideradas. Entonces, pueden ser clasificados con base a si se describe un crecimiento microbiano o inactivación; con excepción de modelos de inactivación térmica, los de crecimiento son generalmente más avanzados que los de inactivación.60
Whiting y Buchanan61 han hecho una clasificación de los modelos empleados en primario, secundario y terciario basados en los tipos de variables que ya se han descrito. Los primarios son expresiones matemáticas que describen el crecimiento o curvas de supervivencia definiendo la respuesta de un organismo en el tiempo
57
COSANO Z., Gonzalo. Áreas de Investigación. Grupo HIBRO. Departamento de Bromatología y Tecnología de los Alimentos, Universidad de Córdoba. 2001. Córdoba, España. Disponible en Línea en: http://www.hibro-uco.es/index.php?option=com_content&view=article&id=8%3Amicrobiologia-predictiva&catid=4&Itemid=4&lang=es
58
Ibid.
59
CABEZA H. Enrique. Microbiología predictiva. Departamento de microbiología. Universidad de Pamplona, Norte de Santander, Colombia. 2007. Disponible en línea en: http://sites.google.com/site/enalcahe/microbiologia-predictiva
60 WHITING, R.C, BUCHANAN, R.L. Microbial modeling. En: Food Technology. Vol. 6 (1994). p. 113-120. 61
40
en un conjunto específico de condiciones de la población. Los secundarios describen el impacto de las variables ambientales y de la población, en el crecimiento de un organismo o las características de supervivencia. El terciario es una combinación de los dos primeros modelos, aplicando programas y sistemas expertos.
Uno de los avances que se ha permitido la microbiología predictiva ha sido la identificación efectiva de los modelos primarios para describir las curvas de crecimiento microbiano; esto ha permitido la descripción de las curvas de una forma objetiva con expresiones matemáticas, atributo crítico para el desarrollo de modelos secundarios y la cinética de crecimiento microbiano62.
Según un estudio realizado en la facultad de nutrición humana de la Universidad de Warsaw en Polonia, la ecuación de Gompertz, puede utilizar modelos matemáticos basados en cinética y probabilidad que muestran una grafica de crecimiento microbiano específica para cada tipo de microorganismo y sus distintas variables y, fue satisfactoriamente aceptado dicho modelo63.
Tienen particular importancia el uso de relaciones sigmoidales tales como la función logística y las curvas de Gompertz, pertenecientes a los modelos secundarios. Esta ecuación es expuesta y explicada por Whiting & Buchanan como sigue en un cuarto parámetro con una función doblemente exponencial que describe una curva sigmoidal asimétrica:
Donde Lt= log10 del conteo de bacterias (UFC) en un tiempo t (h); A=conteo log
asintótico con una disminución de tiempo indefinido (aprox. Equivalente al log del nivel inicial de bacterias); C= conteo log asintótico con un incremento de tiempo
62 WHITING, R.C, BUCHANAN, R.L., Op Cit., p. 115.
63 KAJAK, K. KOLOZYN-KRAJEWSKA., D. Construction of predictive models of growth of microorganisms in salted and
41
indefinido (aprox. Equivalente al log del nivel de máxima densidad de población durante la fase estacionaria – log de conteo inicial); M= tiempo con el cual la rata de crecimiento absoluto es máxima; B= la rata de crecimiento relativo al tiempo M. Esta es una de las funciones mas utilizadas por microbiólogos de alimentos y puede ser expresada asi:
µ= la rata de crecimiento exponencial {[log (UFC/g)]/h}; GT= “Generation Time”, tiempo de generación (h); γ= duración de la fase lag (h); MPD= Log de “Máximum Population Density”.
Recientemente, los modelos de regresión logística multivariante basados en el uso de la ecuación expuesta antes en combinación con el análisis de superficie de respuesta, se han desarrollado para predecir el comportamiento de patógenos alimentarios en respuesta a los parámetros de formulación y almacenamiento de alimentos, incluyendo la temperatura, pH, contenido de cloruro de sodio, la concentración de nitrito de sodio, y la atmósfera.64
Estos modelos se han adaptado para facilitar su utilización mediante el desarrollo de un programa con una aplicación de "usuario-amigable'' para su uso en general: Pathogen Modeling Program (PMP). Este programa se basa en una hoja de cálculo disponible en el mercado, Lotus 1-2-3 ™, e incorpora características tales como el cálculo de la cinética de crecimiento previsto y el tiempo para lograr una determinada densidad de población. La versión actual del software se encuentra
64 BUCHANAN. R.L. Using Spreadsheet Software For Predictive Microbiology Applications. En: Journal of Food
42
disponible en línea con un fácil acceso a sus bases de datos para descargar información de los diferentes microorganismos que incluyen modelos para
Salmonella spp, Shigella flexneri, Clostridium perfringens, Bacillus cereus, Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus, Yersinia pseudotuberculosis, Salmonella typhimurium, Aeromonas hydrophila, Escherichia coli [O157:H7].65
1.6.2 Aplicaciones de la microbiología predictiva
Estos métodos microbiológicos avanzados que permiten dar un acercamiento del comportamiento de diferentes microorganismos en condiciones de medio especificas, han sido investigados con gran auge en el mundo de los alimentos. Probablemente los primeros avances hacia estos métodos rápidos, los darían Esty & Meyer (1922)66, quienes describieron la muerte o inactivación térmica de las esporas de C. botulinum tipo A, usando un modelo logarítmico lineal, el cual es utilizado aún para estimar el calor de proceso necesario para esterilizar alimentos de baja acidez.
El primero en investigar como la tasa de crecimiento microbiano depende de la cantidad de agua disponible, llamada hoy actividad de agua (Aw), fue estudiado
por Scott (1936)67, quien seguidamente también investigó el efecto de la temperatura en los cambios de la tasa específica de muerte.
Seguido de esto, autores como McMeekin (1993), McKellar & Xu (2003), Gibson et al. (1988), Zwietering et al. (1990), Baranyi and Roberts (1993, 1994, 1995, 2001), Ratkowsky (1983), Rosso (1995), Elfwing et al. (2004), entre otros autores, han venido estudiando la cinética de crecimiento e inactivación de los microorganismos y así mismo como poder aplicar estos métodos de manera fácil y rápida a la industria de alimentos. No obstante, en la creación de las bases de datos
65 Ibid, p. 65.
66 BARANYI, J. ROBERTS, T.A. Predictive microbiology- Quantitative Microbial Ecology. En: Culture. Marzo 2004. p. 14 67
43
participaron también entidades gubernamentales en los Estados Unidos como la ERRC (Easter Regional Research Center) de la USDA Agricultural Research Service (ARS)68.
Es así como estos pioneros en la utilización de modelos de crecimiento microbiano validados con métodos analíticos que hoy en día se pueden encontrar de forma gratuita en línea, decidieron que se podría beneficiar a todo el mundo, por lo que en este momento es una base de datos pública y gratuita para investigaciones con fines científicos.
1.7 Breve reseña de la empresa patrocinadora
La micro empresa Casa Merello Baffi®, es una empresa que fabrica productos a base de harina y sémolas de trigo, tales como panes, galletas, hojaldres y diferentes tipos de pastas. Esta empresa viene trabajando en este medio de la repostería y panadería desde hace aproximadamente 22 años y en el oficio del
pastificio desde hace 9 años. Hoy en día, la empresa Casa Merello Baffi®69
fabrica cinco tipos diferentes de cortes de pastas largas entre los que se encuentran tallarines, espaguettis, cintas o fetuchine, tagliatelle, lasagnas de varios tamaños; dos tipos de pastas rellenas como lo son los ravioles y tortellinis y, tres variedades de pastas cortas como los tornillos de colores, el riso y pasta para sopas.
Sus productos son artesanales y por ello muy apetecidos en el mercado, aunque la elaboración de los mismos es al estilo tradicional, lo cual últimamente ha dejado de tener auge alrededor del mundo, buscando innovación y con ello la implementación de tecnología de punta en todos los procesos.
Es por esto, que se crea la necesidad de utilizar otro tipo de herramientas para mejorar la productividad y prolongar la vida útil de todos los productos, como los
68 BARANYI, J. ROBERTS, T.A. Op. cit. p. 16. 69
