Deterioro y conservación de alimentos

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(1)Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN FACULTAD DE INGENIERIA DE PROCESOS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE INDUSTRIAS ALIMENTARIAS. TEMA:. DETERIORO Y CONSERVACION DE ALIMENTOS. Desarrollado por la Bachiller en Ingeniería de Industrias Alimentarias.. Bach. CONDORI SÁNCHEZ, CHEYENE MARÍA Para optar por el título profesional de Ingeniero de Industrias Alimentarias mediante Examen Suficiencia Profesional. Arequipa-Perú 2014. 1.

(2) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. Ing. Mariel Verónica Álvarez Rodríguez. Ing. Anibal Vásquez Chicata. Ing. Luis Medina Marroquín. 2.

(3) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. AGRADECIMIENTO. A Dios por permitirme llegar hasta aquí. A la Ing. María Ojeda por su valioso apoyo en el transcurso de mi vida universitaria A cada de mis amigos que estuvieron siempre apoyándome.. 3.

(4) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. DEDICATORIA. Dedico este proyecto a Dios y a mis padres. A Dios porque ha estado conmigo a cada paso que doy, cuidándome y dándome fortaleza para continuar, A mis padres, quienes a lo largo de mi vida han velado por mi bienestar y educación siendo mi apoyo en todo momento. Depositando su entera confianza en cada reto que se me presentaba sin dudar ni un solo momento en mi inteligencia y capacidad. Es por ellos que soy lo que soy ahora. Los amo con mi vida.. Cheyene Condori Sánchez. 4.

(5) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. INDICE GENERAL CAPITULO I: REVISION BIBLIOGRAFICA ...................................................... 09 1.1. INTRODUCCION ............................................................................... 09 1.2. JUSTIFICACION ............................................................................... 10 1.3. DESARROLLO DEL TEMA ............................................................... 11 1.3.1. DETERIORO DE ALIMENTOS ..................................................... 11 A. DETERIORO BIOLOGICO. 11. B. DETERIORO FISICO. 15. C. DETERIORO QUIMICO. 15. D. FACTORES QUE AFECTAN EL CRECIMIENTO BACTERIANO 16 D.1 FACTORES INTRINSECOS. 17. D.1 FACTORES EXTRINSECOS. 23. E. DETERIORO DE CARNE FRESCA Y REFRIGERADA. 25. F. DETERIORO DE PESCADO FRESCO Y REFRIGERADO. 26. G. DETERIORO ABIOTICO. 29. 1.3.2 CONSERVACION DE ALIMENTOS. ........................ 29. A. LA CONSERVACION DE ALIMENTOS A TRAVES DE LA HISTORIA. 30. B. BASES DE LA CONSERVACION DE ALIMENTOS. 32. C. CONSERVACION DE PRODUCTOS ALIMENTARIOS FRESCOS DE ORIGEN VEGETAL Y ANIMAL 33 D.LOS METODOS DE CONSERVACION UNA CLASIFICACION UNIVERSAL. 36. E. TECNICAS DE CONSERVACION. 39. F. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA CONSERVACION DE ALIMENTOS. 44. CAPITULO II: CONCLUSIONES ...................................................................... 45 CAPITULO III: BIBLIOGRAFIA......................................................................... 46. 5.

(6) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. INDICE DE CUADROS. Cuadro N°1: Relación entre la aw y la concentración de sal en una solución salina .......................................................................................................... 18 Cuadro N°2 : Valores de aw de diferentes alimentos ............................................ 18 Cuadro N°3: Valor aproximado de pH de algunos alimentos ............................... 19 Cuadro N°4: Los métodos de conservación de alimentos a través de la historia. 31 Cuadro N°5: Vida útil en almacenamiento de productos de origen animal y vegetal .......................................................................................................... 34. 6.

(7) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. INDICE DE FIGURAS. Figura N°1:Deterioro Microbiologico de la Naranja ..................................................... 11 Figura N°2: Tamaños relativos de algunas especies de microorganismos ......... 14 Figura N°3: Fases del crecimiento microbiano en medio líquido. ..................... 14 Figura N°4: Deterioro Físico del Tomate ....................................................................... 15 Figura N°5: Deterioro Químico de la Manzana ..................................................... 16 Figura N°6: Deterioro de Carne de Bovino ........................................................... 25 Figura N°7: Deterioro de Pescado .................................................................... 27 Figura N°8: Conservacion de Alimentos por Refrigeracion .............................. 36. 7.

(8) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. RESUMEN. En general los alimentos son perecederos, por lo que necesitan ciertas condiciones de tratamiento, conservación y manipulación. Su principal causa de deterioro es el ataque por diferentes tipos de microorganismos (bacterias, levaduras y mohos). Esto tiene implicaciones económicas evidentes, tanto para los fabricantes (deterioro de materias primas y productos elaborados antes de su comercialización, pérdida de la imagen de marca, etc.) como para distribuidores y consumidores (deterioro de productos después de su adquisición y antes de su consumo). La mayoría de los alimentos son susceptibles de deterioro, lo que causa su descomposición y hace dificultosa su distribución en el tiempo y el espacio; es decir, en las épocas de producción la oferta es tal que descienden los precios y en las épocas de no producción se encarecen. Además que en las épocas de alta producción hay un 40% de perdidas por deterioro, de esto se desprende que la producción debe ir de la mano con una infraestructura de conservación de los alimentos. Los alimentos de alta calidad para el hombre, más demandados, son también los más altamente perecederos. Afortunadamente, los alimentos más perecederos se pueden hacer estables y aceptables mediante la aplicación juiciosa de la tecnología actual. Con la aplicación afortunada de las tecnologías comerciales para la conservación de alimentos, la disponibilidad de alimentos perecederos puede ser aumentada, contribuyendo así en una forma útil, al bienestar humano. Aunque solamente el diez por ciento de la población de la tierra consume comúnmente alimentos conservados como componentes importantes de sus dietas, el potencial para el crecimiento de la industria de la conservación de alimentos es enorme y su crecimiento es reconocido claramente en la actualidad. Es urgentemente necesario.. 8.

(9) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. CAPITULO I: REVISION BIBLIOGRAFICA 1.1 INTRODUCCION Los ciclos biogeoquímicos del C, N, S son muy importantes. Por tanto los microorganismos tienen una relación directa con los alimentos. El resultado de las interacciones son: . El alimento va a ser fuente de nutrientes para la multiplicación de los microorganismos, al tener CH, lípidos, proteínas. Como resultado se produce un aumento en el número de microorganismos.. . Los nutrientes que posee el alimento son consumidos por los microorganismos.. . El alimento sufre modificaciones enzimáticas.. Todo esto produce un deterioro en el alimento. La función de los microorganismos es pasar las formas reducidas de la naturaleza a formas oxidadas; estas serán las que tomen los vegetales. Debemos pues evitar que no se deterioren los alimentos; cómo: Intentando que exista el mínimo contacto alimento-microorganismos. Eliminando los microorganismos mediante métodos de conservación; los patógenos debemos eliminarlos totalmente. Mientras que la conservación surge con la necesidad que tiene el hombre de alimentarse. Esta necesidad de tener alimentos disponibles sigue actualmente. En países industrializados exigimos: . Diversidad de alimentos, incluso el obtenerlos fuera de temporada.. . Necesidad de alimentos de fácil preparación.. . El consumidor cada vez exige más calidad.. 9.

(10) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. Los métodos de conservación son muy diferentes, se usan desde muy antiguo, hoy día se usan técnicas mejoradas, obviamente. Ejemplos de métodos de conservación son ahumado, salazón, salmueras, secado, frío, uso de SO2 (desinfectante) El objetivo de toda conservación es lograr la seguridad alimentaria, tanto desde un punto de vista cuantitativo, obtener buen aprovisionamiento como cualitativo y obtener alimentos de calidad. Tanto la materias primas como los productos frescos (ejm. frutas) desde su recolección hasta su consumo pasa un tiempo, con lo que hay una fase de almacenamiento más o menos larga cuyas condiciones son muy importantes para mantener el alimento. En los productos elaborados también hay un período de almacenamiento hasta que se consumen; es decir, todos los alimentos pasan por una etapa de almacenamiento, y nuestro objetivo es evitar alteraciones, tanto por razones higiénicas (obtener alimentos salubres) como por motivos económicos (no perder la producción). La conservación pues es una lucha contra la degradación de los alimentos: evitar enranciamientos, lipolisis, alteraciones de la textura, pérdida de color.. 1.2 JUSTIFICACION. El alimento es una de las mayores necesidades de todos los seres vivos, en especial del ser humano. El alimento, sus derivados, composición y conservación son esenciales para realizar las funciones vitales. Es por eso que surge la necesidad del hombre a través de su desarrollo, buscó tener accesibilidad de los productos, mantenerlos frescos y en óptima calidad, lo cual condujo a la necesidad de conservar los alimentos para su consumo.. 10.

(11) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. 1.3 DESARROLLO DEL TEMA. 1.3.1 DETERIORO DE ALIMENTOS En todos los problemas de empacado, la primera consideración debe caer con el producto mismo, y el empacado de alimentos no es la excepción. La manera en la cual los alimentos se deterioran debe ser determinada, la influencia del transporte, almacenamiento y condiciones de venta en la velocidad en la cual el deterioro toma lugar serán factores importantes a considerar. El factor causante del deterioro de muchos alimentos puede ser dividido en deterioro biológico y deterioro abiótico. A. Deterioro Microbiológico Este es causado por el proceso normal de añejamiento, el cual ocurre en todas las materias vivientes, tal como vegetales, frutas y también por cambios microbiológicos asociado con bacterias, mohos y levaduras. Este proceso de deterioro, puede ser frecuente cuando se da por un inadecuado procesamiento o un mal empacado de estos alimentos y por un inadecuado control de temperatura y humedad dentro del almacenamiento.. Fig. Nª1: Deterioro Microbiológico de Naranja Fuente: http://frutinut.blogspot.com/2009/09/evaluacion-de-la-calidad-e-higiene-de.html. 11.

(12) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. 1. Efectos de los cambios de temperatura. La temperatura de almacenamiento es uno de los factores más importantes. El deterioro biológico de frutas frescas o vegetales por su proceso de maduración no puede ser disminuido o retardado solamente por el hecho de ser empacado el producto; el cual muchas veces juega un rol higiénico, protección durante el proceso de manejo y transporte. El empaque debe permitir que el producto respire, haciendo que se elimine el anhídrido carbónico que se produce y la humedad e incorporar el oxígeno del medio ambiente. El enfriamiento, sin embargo, puede retardar este proceso. Por ejemplo, si la vida de una fruta es de 4 días a la temperatura de 20ºC y puede ser distribuido y consumido entre los dos días a esta temperatura, solamente la mitad de su vida posible de almacenamiento es usada en el proceso de mercadeo, por lo tanto, antes del proceso de mercadeo podría ser retenida la fruta por solo 2 días a 20ºC. Sin embargo, si nosotros colocamos a la fruta en un ambiente a 10ºC, la vida en el almacenamiento de dos días puede ser incrementada a 5 días, y a 2ºC podría ser 12, sustancialmente se incrementa el tiempo, y esto afecta a su vez a las ventas y el consumo final. 2. Crecimiento bacteriano. Los microorganismos tienen una gran importancia e impacto en nuestra vida y no siempre de una manera que nos agrada. Son fundamentales en la obtención de algunos productos alimenticios pero son también los responsables del deterioro de gran parte de los alimentos. Además tienen un papel muy importante en las enfermedades de origen alimentario siendo los principales causantes de las mismas. Hay varios factores que influyen en el crecimiento microbiano en los alimentos y si no todos tienen la misa importancia todos ellos deben tenerse en cuenta cuando se trata de prevenir las toxiinfecciones de origen alimentario. Existen varios tipos de microorganismos, los cuales tienen diferentes formas y estructuras, siendo estas más o menos complejas. Bacterias, hongos y levaduras son, de entre todos, aquellos que generalmente más impacto tienen en el deterioro de los alimentos. En lo que respecta a enfermedades de origen alimentario las bacterias son, sin duda, los principales agentes causantes de las mismas. Diversos factores contribuyen a la presencia de. 12.

(13) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. estos microorganismos en los alimentos siendo la presencia endógena y las contaminaciones cruzadas los factores más frecuentemente apuntados como “fuentes” de microorganismos para los alimentos. Si en la contaminación se juntan nutrientes (existentes en todos los alimentos), tiempo y temperatura de almacenaje inadecuados existen todas las condiciones óptimas para que los microorganismos puedan crecer y permanecer en los alimentos causando con su ingesta, o con la ingesta de sus toxinas, los síntomas característicos de diversos tipos de toxiinfecciones de origen alimentario. Sin embargo, los microorganismos no son los únicos responsables de las enfermedades de origen alimentario ni los únicos peligros. Sustancias químicas (dioxinas, plomo, insecticidas,etc.), sustancias físicas (trozos de vidrio, de metal, huesos, etc.) así como algunos componentes en exceso (sal, grasa, etc.) también constituyen peligros para el consumidor.. Cuando se habla de crecimiento microbiano, se trata del aumento del número de células. La velocidad de crecimiento será mayor cuando todas las condición es sean las óptimas. Cualquier alteración de esas condiciones se reflejará en la velocidad de crecimiento (Figura Nª1.) Mayor velocidad de crecimiento en un determinado alimento significa mayor gasto de nutrientes, lo que a su vez implica mayores alteraciones en el alimento. Se vuelve así evidente que, de una forma general, el deterioro de los alimentos está en parte relacionado con el crecimiento microbiano en los mismos. Sin embargo, los microorganismos no se limitan a utilizar (consumir) los nutrientes presentes en los alimentos. Ellos van a producir y modificar los compuestos presentes, resultando alteraciones que nos indicarán que hay deterioro. La presencia de mucosidad, de olor, aromas y sabores anormales, son algunas de las consecuencias del crecimiento microbiano en los alimentos. Los microorganismos responsables de estas alteraciones son globalmente designados microorganismos de alteración o deterioro.. 13.

(14) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. Fig. Nº2: Tamaños relativos de algunas especies de microorganismos. (1 μm = 1000 nm) Adaptado de: Prescott, et al (2004). Fig. Nº3: Fases del crecimiento microbiano en medio líquido. A – Fase de adaptación, B – fase logarítmica, C – fase estacionaria, D – fase de muerte.. 14.

(15) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. B. Deterioro Físico. Se produce inicialmente por pérdida de agua por evaporación observándose arrugamiento o contracción del producto en su superficie; se presenta también pérdida de peso y de textura. Están comprendidos en este tipo de deterioro, los daños mecánicos y físicos con rotura de tejidos Efectos del Deterioro Físico  Roturas de tejidos  Evapo - transpiración  Contracción superficial  Pérdida de peso. Fig. Nª4: Deterioro Físico del Tomate Fuente: http://field-tree.blogspot.com/2011/05/que-tipo-de-deterioro-pueden-afectar.html. C. Deterioro Químico. Se debe a las reacciones químicas de oxidación, oscurecimiento no enzimático, pardeamiento enzimático, etc., En carnes se da el rigor mortis y el proceso de. 15.

(16) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. respiración en vegetales. Todos estos procesos producen perdidas en la calidad nutritiva (perdida de ácidos grasos esenciales, proteínas y vitaminas) y consecuentemente perdida en la calidad organoléptica o sensorial (variación del aroma, sabor, textura, apariencia general). Fig. Nª5: Deterioro Químico de la Manzana Fuente: http://www.nosolosalud.es/alimentacion/conservacion-de-alimentos-iporque-se-estropean-los-alimentos/. Efectos del Deterioro Químico  Oscurecimiento no enzimático  Oscurecimiento enzimático  Pérdida de textura, sabor y aroma  Oxidación  Pérdida de vitaminas. D. Factores que afectan el Crecimiento Bacteriano Existen muchos factores que afectan el crecimiento bacteriano y, por consiguiente, pueden aumentar la probabilidad de la incidencia de enfermedades transmitidas por alimentos. Estos factores pueden relacionarse con las características del alimento (factores intrínsecos) o con el medio en que este alimento se encuentra (factores extrínsecos). Los factores intrínsecos son: la actividad de agua (aw), acidez (pH), potencial de óxido-. 16.

(17) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. reducción (Eh), composición química del alimento y otros. Los factores extrínsecos más importantes son la humedad del medio y la temperatura y composición del medio. D.1 Factores Intrínsecos . Actividad De Agua (Aw) Los microorganismos necesitan de "agua disponible" para crecer. Ésta es el agua que no está ligada a otras moléculas del alimento. El término "actividad de agua" (aw) se refiere a esta agua disponible para el crecimiento microbiano y varía de 0 a 1,0. La menor aw en la cual una bacteria patógena crece es 0,85. Los mejores valores de actividad de agua para el crecimiento bacteriano están entre 0,97 y 0,99, de modo que los alimentos con aw dentro de este rango serán potencialmente más peligrosos. La adición de sal, azúcar u otras substancias causan reducción de la aw. Para ilustrar esto, el Cuadro Nº1 muestra la relación entre los valores de aw y concentración de sal en una solución salina. Este valor también puede ser disminuido por la evaporación del agua (deshidratación) o por la congelación. El cuadro Nº2 exhibe los valores de aw de algunos alimentos, donde puede notarse que los productos frescos tienen una actividad de agua mayor a 0,95. La actividad de agua, la temperatura y la disponibilidad de nutrientes son factores interdependientes. A cualquier temperatura, la capacidad de crecimiento del microorganismo disminuye proporcionalmente a la actividad de agua. Cuando la temperatura está próxima a la temperatura óptima de crecimiento del microorganismo, el intervalo de valores de aw que permite el crecimiento bacteriano será mayor. La presencia de nutrientes aumenta el intervalo de valores de aw para la multiplicación de los microorganismos. Otros factores que influyen en la aw necesaria son el pH, potencial óxido-reducción y sustancias antimicrobianas naturales o artificiales. 17.

(18) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. Cuadro Nº1: Relación entre la aw y la concentración de sal en una solución salina. Aw. Concentración de NaCl (%). 0,995. 0,9. 0,99. 1,7. 0,98. 3,5. 0,96. 7. 0,94. 10. 0,92. 13. 0,90. 16. 0,88. 19. 0,86. 22 Fuente: Jay, 1991.. Cuadro Nº2: Valores de aw de diferentes alimentos Alimentos. Aw. Vegetales y frutas frescas. > 0,97. Frutos de mar y pollo. > 0,98. fresco Carne fresca. > 0,95. Huevo. 0,97. Pavo. 0,95 a 0,96. Queso (no todos). 0,91 a 1,00. Queso parmesano. 0,68 a 0,76. Carne curada. 0,87 a 0,95. Partel asado. 0,90 a 0,94. Nueces. 0,66 a 0,84. Helado de frutas. 0,75 a 0,80. 18.

(19) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. Gelatina. 0,82 a 0,94. Arroz. 0,80 a 0,87. Harina de trigo. 0,67 a 0,87. Miel. 0,54 a 0,75. Frutos secos. 0,51 a 0,89. Caramelo. 0,60 a 0,65. Cereales. 0,10 a 0,20. Azúcar. 0,10 Fuente: Jay, 1991.. . Acidez (pH) La acidez de los alimentos es medida por una escala que varia de 0 (muy ácido) a 14,0 (muy alcalino o básico) siendo el 7,0 el pH neutro. La mayoría de los microorganismos crecen mejor próximos a la neutralidad y por ello la totalidad de los alimentos considerados potencialmente peligrosos tienen un pH entre 4,6 y 7,0. Apoyándose en este concepto los alimentos fueron divididos en dos categorías: poco ácidos ( pH 4,6-7,0) y ácidos (pH < 4,6). Estas categorías fueron establecidas basándose en el crecimiento del Clostridium botulinum. En el cuadro Nº3 se presentan varios valores de pH de diferentes alimentos. Cuadro Nº3: Valor aproximado de pH de algunos alimentos ALIMENTO. pH. VEGETALES Calabaza. 4,8 a 5,2. Apio. 5,7 a 6,0. Lechuga. 6,0. Espárrago. 5,7 a 6,1. Aceituna. 3,6 a 3,8. Patata. 5,3 a 5,6. 19.

(20) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. Berinjena. 4,5. Remolacha. 4,2 a 4,4. Brócolis. 6,5. Cebolla. 5,3 a 5,8. Zanahoria. 4,9 a 6,0. Col de Bruselas. 6,3. Coliflor. 5,6. Espinaca. 5,5 a 6,0. Frijoles. 4,6 a 6,5. Maíz. 7,3. Nabo. 5,2 a 5,5. Repollo (verde). 5,4 a 6,0. Perejil. 5,7 a 6,0. Tomate. 4,2 a 4,3. FRUTAS Ciruela. 2,8 a 4,6. Banana. 4,5 a 4,7. Higo. 4,6. Pomelo (jugo). 3,0. Naranja (juco). 3,6 a 4,3. Lima. 1,8 a 2,0. Manzana. 2,9 a 3,3. Sandía. 5,2 a 5,6. Melón. 6,3 a 6,7. Uva. 3,4 a 4,5. CARNES Bovina (picada). 5,1 a 6,2. Pollo. 6,2 a 6,4. Jamón. 5,9 a 6,1. PESCADOS. 20.

(21) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. Atun. 5,2 a 6,1. Gamba. 6,8 a 7,0. Cangrejo. 7,0. Molusco. 6,5. Ostra. 4,8 a 6,3. Pescado (mayoria). 6,6 a 6,8. Salmón. 6,1 a 6,3. LÁCTEOS Nata. 6,5. Leche. 6,3 a 6,5. Mantequilla. 6,1 a 6,4. Queso. 4,9 a 5,9 Fuente: Jay, 1991.. . Óxido-reducción (Eh) Los procesos de oxidación-reducción están relacionados con el intercambio de electrones entre las substancias químicas. El potencial de óxido-reducción puede definirse como la capacidad de ciertos substratos en ganar o perder electrones. El elemento que pierde un electrón se ha oxidado, y el elemento que gana se ha reducido. Los microorganismos aerobios necesitan valores de Eh positivo para su crecimiento. En este grupo se incluyen casi todos los mohos, levaduras oxidativas y muchas bacterias, principalmente aquellas que deterioran los alimentos (Pseudomonas, Moraxella, Acinetobacter, Flavobacterium, etc.) y algunas bacterias aerobias patógenas (como la del Bacillus cereus). De la misma manera, los microorganismos anaerobios necesitan valores de Eh más pequeños. En este grupo se encuentran algunas bacterias patógenas (Clostridium botulinum) y de deterioro. Algunas bacterias aerobias crecen mejor en condiciones. 21.

(22) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. un poco reducidas y se denominan microaerofilas, como los Lactobacilos y Streptococcus. Finalmente, algunas bacterias crecen bien en ambas condiciones, en presencia o ausencia de aire, llamándose aerobias facultativas. En este grupo se incluyen a las bacterias de la familia de las Enterobacteriaceae. Los mohos importantes para los alimento son aerobios y las levaduras son aerobias facultativas. . Composición química Los microorganismos se diferencian entre sí, en relación a la demanda de factores de crecimiento y, en la capacidad de usar diferentes substratos de la composición de los alimentos.. a. Fuente De Carbono: El carbono puede ser un factor limitante para el crecimiento de los microorganismos. Los carbohidratos complejos (polisacáridos) como almidón y celulosa son usados directamente por un número pequeño de microorganismos. En el deterioro de la materia prima, los mohos son muy importantes junto con este substrato. Las grasas y los aceites son usados por microorganismos lipolíticos como muchos mohos, levaduras y bacterias (Pseudomonas, Achromobacter, Alcaligenes y otros); sin embargo muchos microorganismos no pueden crecer en este substrato. b. Fuente De Nitrógeno: en forma de aminoácidos, nucleótidos, péptidos y proteínas, además de otros compuestos nitrogenados. Los aminoácidos son la fuente más importante de nitrógeno para los microorganismos. c. Fuente De Vitamina: generalmente, los alimentos poseen la cantidad de vitamina necesaria para el crecimiento de los microorganismos. Por ejemplo, las frutas pobres en vitaminas del complejo B no permiten el crecimiento de algunas bacterias. Las bacterias Gram-positivas son más exigentes que las Gram-negativas y mohos, puesto que no pueden sintetizar sus propios factores de crecimiento. Las vitaminas más importantes del complejo B son, la biotina y el ácido pantoténico. d. Sales Minerales: a pesar de que ellos son usados en cantidades pequeñas, constituyen un factor indispensable para el crecimiento de los microorganismos. 22.

(23) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. debido a su función participativa en las reacciones enzimáticas. Entre lo más importantes están: el sodio, potasio, calcio y magnesio. D.2 Factores Extrínsecos . Temperatura. La temperatura es el factor ambiental que más afecta el crecimiento de los microorganismos. A pesar de que ellos crecen bien en un intervalo de -8° a +90°C (17,6 a 194°F), la temperatura óptima para casi todos los microorganismos patógenos es de 35°C (95°F). La temperatura afecta el curso de la fase latente, velocidad de crecimiento, exigencias nutricionales y composición química y enzimática de las células. Los efectos letales de la congelación y refrigeración dependen del microorganismo en cuestión y de las condiciones de tiempo y temperatura de almacenamiento. Algunos microorganismos pueden estar viables durante largo tiempo en alimentos congelados. La resistencia a temperaturas elevadas depende, básicamente, de las características del microorganismo. Entre los patógenos, Staphylococcus aureus es el más resistente. Él puede sobrevivir a 60°C (140°F) durante 15 minutos. . Humedad relativa. La humedad relativa influye directamente en la actividad de agua del alimento. Si un alimento con baja actividad de agua se guarda en una atmósfera con humedad relativa alta, la actividad de agua de este alimento aumentará permitiendo el deterioro debido a los microorganismos. La combinación entre la humedad relativa y temperatura no puede despreciarse. Generalmente, cuanto mayor es la temperatura de almacenamiento, menor será la humedad relativa, y viceversa. Alterando los gases de la atmósfera es posible. 23.

(24) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. retrasar la multiplicación microbiana en los alimentos sin disminuir la humedad relativa. . Composición de la atmósfera. Influencia del CO2 El almacenamiento de los alimentos en atmósferas gaseosas (como las de CO2) en cantidades previamente establecidas se denomina "atmósferas controladas". Este método se utiliza para frutas (manzanas y peras) retardando el pudrimiento por los hongos filamentosos. Este efecto es debido, probablemente, a la inhibición del etileno por el gas carbónico. El etileno actúa en las frutas como un factor de aceleración de la maduración. La concentración de CO2 no debe exceder del 10%. Se han usado atmósferas de gas carbónico para aumentar el tiempo de almacenamiento de carnes. Las bacterias Gram-negativas son más sensibles al CO2 que las Gram-positivas. Las atmósferas con CO2 y O2 juntos han sido más eficaces que aquellas con gas carbónico solo.. Influencia del O3 (Ozono) Algunos vegetales, sobre todo las frutas, se conservan en atmósferas con O3, entre 2 y 3 ppm. Este tipo de atmósfera no es recomendado para alimentos con cantidad elevada de lipídos, puesto que el ozono aceleraría la oxidación. El ozono y el gas carbónico son eficaces retrasar las alteraciones en la superficie de carnes almacenadas por un tiempo largo.. . Efecto Valla Combinatoria de efectos Químicos y Físico, que diseñados afectan muy poco la calidad del producto y lo protegen de la infección y deterioro microbiano.. 24.

(25) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. E. DETERIORO DE CARNE FRESCA Y REFRIGERADA. La carne fresca es una materia compleja en la cual muchos procesos biológicos tienen lugar asociados con los tejidos vivos que todavía están activos. El período de almacenamiento es obviamente importante, pero con los mejores medios de empacado depende de un número de otros factores. Estos son: apariencia visible (color), propiedades organolépticas (sabor y olor), relación de humedad y condiciones bacteriológicas.. a) Apariencia visible.- El más importante factor en la apariencia de la carne es el color. Esto es particularmente verdadero para la carne pre-empacada. El color rojo púrpura del corte de una carne fresca es debido al pigmento conocido como mioglobina, el cual es relacionado a la hemoglobina de la sangre. La diferencia en el color de la superficie de la carne viene de los cambios químicos del pigmento.. Fig. Nª6: Deterioro de Carne de Bovino Fuente: http://alimentacionparalavida.blogspot.com/2012/07/deterioro-decarnes-carbohidratos-y.html. 25.

(26) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. En la exposición al aire, una molécula de oxígeno es añadida directamente a la porción de fierro de la mioglobina, produciendo oximioglobina, el cual tiene un color rojo brillante. Este color es muy rápidamente formado y es aceptado como el más deseable color de la carne en un no-empacado y pre-empacado carne fresca cuando el color rojo de la superficie de la carne es expuesta al aire, otra reacción ocurre y forma un pigmento marrón (metiomiglobina), que caracteriza a las carnes añejas o viejas. La velocidad de desarrollo de la metimioglobina depende (1) la temperatura (a más alta la temperatura, más rápida la reacción); (2) el pH de la carne (a más alto pH de carne más negras) y (3) acelerado por deterioro bacteriano.. b) Propiedades organolépticas.- Sabor y olor de la carne es afectada grandemente por la presencia de las bacterias. La velocidad de oxidación produciendo rancidez en la grasa intramuscular es más alta en carne de no-rumiantes (carne de res).. c) Relación de humedad.- La pérdida de humedad tiene también un significativo efecto de oscurecimiento sobre el color de la superficie de la carne fresca atribuyendo a la migración de la superficie de pigmentos que son solubles, el cual se va concentrando después de la evaporación de la humedad.. F. DETERIORO DE PESCADO FRESCO Y REFRIGERADO. El empacado de pescado fresco es comprendido con dificultad debido a la naturaleza del pescado mismo. De todos los productos frescos, el pescado es de lo más susceptible al deterioro. Este es más rápido en perecer que la carne fresca por su rápida autolisis por las enzimas del pescado y porque es menos ácido en su reacción, el cual favorece el crecimiento microbiano. También el pescado es susceptible a la rancidez y a la formación de olor debido a la producción de la trimetilamina.. 26.

(27) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. a) Rancidez.- El contenido de grasa del pescado fresco va desde 1 a 22% en algunas especies y particularmente las especies pelágicas. La grasa del pescado es bastante fluida y tiende a depositarse en depósitos definidos, principalmente debajo de la piel. El aceite de pescado es insaturado y reacciona rápidamente con el oxígeno de la atmósfera el cual resulta en un olor de rancidez desagradable. La velocidad de reacción es reducida cuando se disminuye la temperatura, pero la reacción puede ocurrir aún en el estado congelado. Esta es catalizada por las enzimas del sistema dentro del pescado y trazas de fierro o cobre actúan como pro-oxidantes. La reacción o el inicio de la oxidación o rancidez puede ser promovido por la luz.. Fig. Nª7: Deterioro de Pescado Fuente: http://calidadandrea.blogspot.com/2011/01/deterioro.html b) Formación de trimetilamina (TMA).- La TMA es formada en pescado de mar y éstos se degradan como resultado de la reducción bacterial del óxido de trimetil amina (OTMA). La reacción envuelve la oxidación simultánea del ácido láctico o ácido acético y dióxido de carbono. Esta reacción depende del pH. Vivo o cercanamente muertos los pescados son alcalinos, pero después de la muerte hay una rápida caída del pH cuando el glucógeno se rompe produciendo ácido láctico. Pescado fresco y sus. 27.

(28) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. constituyentes (particularmente OTMA) son buffers fuertes (el pH del pescado empieza a envejecer), el OTMA es reducido por las bacterias a TMA, el cual no es un buffer a este pH, por lo tanto el pH cae lentamente. Eventualmente el ácido láctico desaparece y más material alcalino (incluyendo amonio) es producido y el pH alcanza un valor de 8 ó más en el pescado en estado de putrefacción.. c) Condiciones bacteriológicas.- Los fluidos y carne del pescado vivo o animales marinos son generalmente estériles, pero gran número de bacterias son halladas en la superficie externa, escamas y agallas. La flora de la carne de los pescados de mar son usualmente psicrófilos (soportan bajas temperaturas) y crecen bien a 0ºC (32ºF). Cuando el pescado es dejado o descargado en el puerto, después de 15 ó 16 días en el mar en hielo. Coliformes, incluyendo coliforme fecal, puede normalmente ser detectada sobre el pescado, como resultado de la contaminación de los recipientes de pescado a bordo del barco. El Pescado fresco, sin embargo, es raramente conocido como un alimento que contiene toxinas; cuando esto ocurre, ésto se debe a una contaminación con salmonella, sthaphylococcus y Clostridium cuelchii: se produce contaminación durante el manipuleo de las personas. esta. en la distribución.. Botulismo producido por pescado raramente ocurre. Botulismo tipo E ha sido reportado en empaques al vacío ahumados, pescado de agua dulce en algunos países. Algunos pescado, producen una forma de histamina (veneno) cuando ellos se malogran o deterioran, y algunas especies tropicales pueden ser venenosas aún cuando son frescas.. d) Empacado al vacío.- Provee algún incremento de la vida de almacenamiento, pero las posibles ventajas son menores que los riesgos. El empacado al vacío da condiciones anaeróbicas y es por lo tanto inseguro para productos de pescado con un pH sobre 4,5 o menos de 4,5% de contenido de sal en la fase acuosa. Tales productos deben ser mantenidos a una temperatura por debajo de 4ºC (39ºF) durante el proceso de comercialización (venta) y preferentemente. 28.

(29) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. comercializados congelados.. G.. DETERIORO ABIÓTICO. Este es causado por cambios físicos y químicos en el producto, tales como la reacción de proteínas y azúcares (reacción de oscurecimiento), reacción hidrolítica, oxidación de las grasas (produciendo rancidez) y los cambios físicos de hinchamiento, deshidratación, derretido, etc. Algunos de estos deterioros pueden ser prevenidos por el empacado mismo, previos. procesos preservación de los alimentos han sido. adecuadamente llevados para darle la requerida vida de almacenamiento, la temperatura debe ser controlada.. 1.3.2 CONSERVACION DE ALIMENTOS Los tejidos vegetales y animales muertos, son consumidos en una forma o en otra por fuerzas biológicas. Ya que este es un concurso entre el hombre, los animales y los microorganismos para ver quien consume los nutrientes primero, el hombre debe entrar en competencia con esas otras formas de vida para sobrevivir y vivir efectivamente. Un gran problema que se presenta es que la mayoría de la gente vive en naciones con bajos niveles de industrialización y los alimentos preservados son componentes significantes en las dietas de las poblaciones de las naciones altamente industrializadas. Actualmente, muchos países están en el proceso de impulsar su industrialización y a esto va aunada una posterior urbanización. Como resultado, la gente que vive en las áreas de producción de alimentos se esta movilizando hacia las regiones donde existen las oportunidades industriales y las posibilidades de mejor vida. Los alimentos de alta calidad para el hombre, mas demandados, son también los mas altamente perecederos. Afortunadamente, los alimentos mas perecederos se pueden hacer estables y aceptables mediante la aplicación juiciosa de la tecnología actual. Con la aplicación afortunada de las tecnologías comerciales para la conservación de alimentos, la disponibilidad de alimentos perecederos puede ser aumentada, contribuyendo asi en una. 29.

(30) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. forma útil, al bienestar humano.. La conservación comercial de alimentos, mejora los suministros de alimentos también en otras formas. Alienta y/o inicia las prácticas intensivas en la producción de alimentos, y al mismo tiempo reduce las perdidas debidas a la descomposición y degeneración en los alimentos cosechados. Junto con esto aumenta el suministro de alimentos y finalmente baja el costo de ellos. Aunque solamente el diez por ciento de la población de la tierra consume comúnmente alimentos conservados como componentes importantes de sus dietas, el potencial para el crecimiento de la industria de la conservación de alimentos es enorme y su crecimiento es reconocido claramente en la actualidad.. A. LA CONSERVACIÓN DE ALIMENTOS A TRAVÉS DE LA HISTORIA. Las escasas oportunidades de obtener alimento para el primer hombre primitivo lo orillaba sólo a la caza. El hombre consumía los alimentos en estado natural; no obstante, durante su evolución comenzó a cocinarlos. “El nomadismo en el hombre primitivo estuvo asociado a la necesidad de obtener alimentos, es decir a la supervivencia”. (Desrosier W., Norman, Conservación de alimentos, pp.11-17) Las sociedades a lo largo de la historia fueron aprendiendo de manera empírica formas y métodos tradicionales para conservar los alimentos. Estos métodos eran precarios, pero se fueron perfeccionando debido a las necesidades del trayecto del campo hacia las grandes ciudades. Esto desde luego, provocó una alta demanda de productos animales y vegetales. Al existir mayor demanda de productos, la prioridad fue inventar un sistema que incluyera la recepción, el manejo y la venta de productos a gran escala. Desde hace mucho tiempo han existido diferentes métodos de conservación, los cuales se han consolidado y se han perfeccionado; entre los métodos de conservación de alimentos más comunes se encuentran: el salado, el curado, el ahumado, el escabeche, el refrigerado y el calor. En el cuadro Nª4, se muestra un recorrido por la historia, resaltando las épocas más importantes donde se originaron los diferentes métodos de conservación de alimentos o la. 30.

(31) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. base para el desarrollo de éstos, que actualmente se siguen aplicando, y en la mayoría de los casos, se van especializando. Cuadro Nª4: Los métodos de conservación de alimentos a través de la historia.. Fuente: Bello Gutiérrez, José, Ciencia bromatológica, pp. 388.. Los procesos descritos en el cuadro Nª 4 son el origen de la evolución de la conservación de alimentos.. 31.

(32) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. Por otra parte, ¿cuál ha sido el impacto de los medios de comunicación en la promoción de valores alimenticios? La tecnología y los medios masivos de información han propiciado que los consumidores requieran productos mejor elaborados, con mayor proporción de nutrientes y que los costos sean accesibles para cualquier persona. Los medios han contribuido a fortalecer nuevos hábitos de consumo y que éstos sean lo más sanos posibles. Si se puede lograr que el sistema de distribución sea más eficiente, podría beneficiar en una reducción de costos. Ahora, es fundamental establecer las bases necesarias para una selección y aplicación adecuada de un método de conservación. B. BASES DE LA CONSERVACIÓN DE ALIMENTOS El significado de conservar un alimento es un tema muy amplio de estudiar, el cual depende de muchos factores culturales, ambientales, entre otros. El término conservación, de manera breve se define como “modo de mantener algo sin que sufra merma o alteración”. (Fuente: Diccionario de tecnología de los alimentos, México, Alhambra mexicana, p. 91). La conservación de alimentos, en su contexto más amplio se puede definir como la aplicación de tecnologías encargadas de prolongar la vida útil y disponibilidad de los alimentos para el consumo humano y animal, protegiéndolos de microorganismos patógenos y otros agentes responsables de su deterioro, y así permitir su consumo futuro. La conservación de alimentos utiliza mecanismos tradicionales así como nuevas tecnologías, el objetivo principal es preservar el sabor, los nutrientes, la textura, entre otros aspectos. Si un producto no logra lo anterior, entonces la conservación no cumple su propósito. La conservación de alimentos, requiere por parte de la industria procesadora de: 1) Un desarrollo adecuado y una alta responsabilidad en la aplicación de tecnologías con miras al mejoramiento de operaciones. 2) Reducción del costo de producción. 3) Aunado a un incremento del volumen de la producción.. 32.

(33) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. 4) Así como a la optimización de la calidad de los productos que se ofrecen al consumidor (Fuente: Bosquez Molina, Elsa y Colina Irezabal, María Luisa, op. cit., p. 11. ) Por lo tanto, es fundamental conocer ampliamente las características de los alimentos, para aplicar un proceso de conservación determinado. Así, se puede establecer la siguiente clasificación: a) Prevención o retraso de la descomposición bacteriana, con la finalidad de mantener los alimentos sin microorganismos y eliminar los existentes. b) Retrasar el proceso de descomposición de productos y alimentos, a través de la aniquilación de sus enzimas y alentar las reacciones químicas naturales que tienen los alimentos (hidrólisis, oxidación, etc.) c) Prevención de las alteraciones que se deben a insectos (plagas), animales superiores (roedores), microorganismos, etc. C. CONSERVACIÓN DE PRODUCTOS ALIMENTARIOS FRESCOS DE ORIGEN VEGETAL Y ANIMAL. En general, los alimentos vegetales y animales son sistemas acuosos de carbohidratos, proteínas y grasas, disueltos en agua con sales minerales, vitaminas y pigmentos, pero con diferente composición, por ello la diversidad de los métodos de conservación que se pueden aplicar. Generalmente, los tejidos vegetales son ricos en carbohidratos; por su parte, los tejidos animales son ricos en proteínas “Por ejemplo: Una manzana puede tener 16% de carbohidratos, 0.2% de proteínas, 0.8% de grasa, 2.0% de cenizas y 81% de agua; mientras un músculo magro puede contener 2.0% de carbohidratos, 20% de proteínas, 2.0% de grasa, 2.0% de cenizas y 74% de grasa”. Algunos alimentos como las hortofrutícolas, presentan una mayor dificultad para su conservación, en ese caso la logística y procedimientos de distribución deben ser eficientes y contar con políticas de calidad e higiene. La conservación de productos frescos es muy limitada, según los productos y el embalaje, lo que ocasiona que la vida útil dependa del tipo de producto fresco del que se trate.. 33.

(34) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. La vida útil de un alimento es un concepto que permite al consumidor, identificar el tiempo que éste permanece aceptable para el consumo, antes de convertirse en desagradable o nocivo. De acuerdo a este concepto, la vida útil varía en un amplio rango entre los diferentes alimentos, tal como se muestra en la Cuadro Nª5.. Cuadro Nª5: Vida útil en almacenamiento de productos de origen animal y vegetal. Alimento fresco. Vida útil Un día. Pescado fresco Alimentos que son preparados por cocción como pescado y carne Leche que pasa por diversos procesos como pasteurización o esterilización Aves. De uno a dos días De dos a tres días. De uno a dos días Puede permanecer entre cuatro o Carne cruda cinco días Verdura cruda Una semana Raíces comestibles De siete a veinte días Frutas De uno a siete días Huevos Tres semanas Semillas secas Un año o más Derivados de la leche como el Estos productos poseen tiempo queso maduro, fresco, y otros específico de conservación, es productos suaves como la nata, decir, se etiqueta la fecha de mantequilla y el yogurt caducidad. Fuente: Desrosier W., Norman, Conservación de alimentos, p. 17.. La conservación de alimentos, en particular de frutas y hortalizas, permite disponer de ellos fuera de su temporada, distribuirlos a diferentes mercados, tanto nacionales como extranjeros, pero lo más importante es reducir las pérdidas que se generan debido a su carácter altamente perecedero. Hasta este momento, se han explicado diferentes métodos de conservación, algunos tradicionales y otros tecnológicos. Ahora, es necesario agregar un método simple: la conservación de alimentos frescos por bajas temperaturas, es decir por el frío.. 34.

(35) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. El metabolismo de los tejidos vivientes está en función de la temperatura del medio ambiente. Los organismos vivos tienen una temperatura óptima para su crecimiento y el frío es efectivo para reducir la velocidad a la cual se efectúa la respiración, por lo que las bajas temperaturas son importantes en la conservación de alimentos por corto tiempo. No solamente porque disminuyen la velocidad de respiración de los alimentos tales como las frutas, sino que también es retardado el crecimiento de muchos microorganismos, causantes de sus descomposición Para regular la temperatura se requiere un ambiente controlado menor a 4º C. Si los alimentos se mantienen frescos con esta temperatura, la posibilidad de que se desarrollen microorganismos será muy baja, aunque esto no significa que sean eliminados, porque se pueden activar cuando la temperatura aumenta, ya que el crecimiento es retardado, no detenido. Para mantener la integridad de los alimentos como la carne o pescado fresco, es muy importante que éstos sean inmediatamente refrigerados en la sección diseñada para ellos, para evitar que se contaminen o que comience el proceso de descomposición. Lo mejor es comprarlos y refrigerarlos. Si se descongelan entonces deben consumirse al momento. Si el consumidor almacena los alimentos para efectos de salud y buen sabor, es crucial conservarlos en lugares adecuados en el refrigerador. No es el mismo olor de un limón refrigerado a un pescado en malas condiciones. La salud y la higiene determinan que otros alimentos, que también han sido almacenados sean contaminados. De acuerdo a lo establecido en la NOM-120-SSA1-1994, el almacenamiento y distribución de alimentos perecederos debe cumplir con lo siguiente:. a) Los productos que requieren refrigeración o congelación debe realizarse en instalaciones limpias, como cualquier equipo que tenga contacto directo con los alimentos, para evitar el crecimiento de microorganismos psicrófilos (aquellos que crecen a bajas temperaturas). b) Mantener en buenas condiciones higiénicas el área, se debe llevar un control de temperatura y humedad en el almacén que permita la conservación adecuada del producto.. 35.

(36) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. c) La colocación del producto se debe hacer de tal manera que existan los espacios suficientes que permitan la circulación del aire frío en los productos que se almacenan. d) Todos los alimentos secos se deben proteger contra la humedad. e) Los alimentos potencialmente peligrosos se deben mantener a temperaturas iguales o inferiores a los 7ºC hasta su utilización. f) Se recomienda que los alimentos que requieren congelación se conserven a temperaturas tales que eviten su descongelación. D. LOS MÉTODOS DE CONSERVACIÓN, UNA CLASIFICACIÓN UNIVERSAL. Es importante destacar que los principios básicos del procesamiento se pueden aplicar a la gran mayoría de los alimentos, aunque existen amplias y claras diferencias entre los distintos grupos, por lo que la adaptación de procesos creados para un alimento en particular no siempre resultan convenientes para otros. ¿Existe un método perfecto? A pesar del avance de la tecnología, todavía no existe un método que ofrezca una conservación ilimitada. Cualquier producto, natural o procesado tiene una fecha de caducidad. A continuación, se explican los métodos más utilizados, así se ofrece una clasificación universal, aunque los avances tecnológicos están en constante desarrollo.. Figura Nª8: Conservación de alimentos por refrigeración Fuente: http://www.nutripharmonline.com/conservacion-de-los-alimentos-el-frigorifico/. 36.

(37) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. Con anterioridad, se explicó que las bajas temperaturas conservan los alimentos mayor tiempo. Mediante el control de la velocidad de microorganismos y bacterias se asegura una mayor disponibilidad de los productos. El frío retrasa la aparición de gérmenes y permite por un tiempo regular que el alimento conserve propiedades nutrimentales.. 37.

(38) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. También se indicó que aunque el frío mantiene frescos los alimentos, no elimina la posibilidad de que se desarrollen los microorganismos que se activan después de descongelarlos. Por otro lado, las altas temperaturas producen el efecto de terminar con las bacterias, pero también terminan con los nutrientes de los alimentos. Por lo tanto, es fundamental controlar la temperatura exacta para eliminar el riesgo y conservar lo benéfico del alimento. Otro mecanismo para conservar un alimento se orienta en el control del agua. Las bacterias y otros microorganismos se desarrollan mediante el agua, de este modo, si existe un control de la humedad se reduce la posibilidad de contaminación. Entre menos agua, menor capacidad de reacción de las enzimas y desarrollo de microorganismos. La deshidratación es un mecanismo que ayuda a la conservación. Para la conservación de los alimentos también se requieren métodos químicos, los cuales se utilizan para aumentar su capacidad de resistencia y vida útil; son muy utilizados por la industria alimentaria, esto es positivo, porque de este modo posibilita tener mayor acceso y mayor durabilidad. Los métodos de conservación química se pueden clasificar en dos grupos: los que conservan las propiedades naturales del alimento y aquellos que alteran sus características organolépticas. 1) Métodos que no alteran las cualidades organolépticas de los alimentos: aquí se incluyen los conservadores químicos y aquellos compuestos con propiedad antiséptica. 2) Métodos que alteran las cualidades organolépticas de los alimentos, como: a. Agregar sal, se incluye el proceso de salazón y curado. b. Proceso de ahumado. c. Agregar algunos tipos de ácidos naturales, que producen métodos como el marinado, diversas formas de adobo, encurtidos y escabeche. d. Agregar cantidades controladas de azúcar: mermelada, graceado, grajeado. e. Métodos biológicos: fermentaciones (alcohólica, acética, butírica).. 38.

(39) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. E. TÉCNICAS DE CONSERVACIÓN: calor: o. Pasteurización: El proceso de pasteurización fue llamado así luego que Luis Pasteur descubriera que organismos contaminantes productores de la enfermedad de los vinos podían ser eliminados aplicando temperatura. Luego se empleó a otros productos para lograr su conservación. Es común la pasteurización de la leche que consiste en la aplicación de diferentes temperaturas y tiempos para la destrucción de microorganismos patógenos, y la mayoría de los saprófitos presentes en el producto, y a partir de ese proceso, garantizar la calidad microbiológica y evitar su degradación. La pasteurización a baja temperatura y tiempo prolongado es a 63°C durante 30 minutos, mientras que la que se utiliza a alta temperatura y corto tiempo es de 72°C durante 15 segundos... o. Esterilización: Se realiza la esterilización por el vapor de agua a presión. El modelo más. usado. es. el. de. Chamberland.. Esteriliza a 120º a una atmósfera de presión, 127° a 11/2 atmósfera de presión, o a 134º a 2 atmósferas de presión, se deja el material durante 20 a 30 minutos. Consta de una caldera de cobre, sostenida por una camisa externa metálica, que en la parte inferior recibe calor por combustión de gas o por una resistencia eléctrica. La caldera se cierra en la parte superior, por una tapa de bronce que se ajusta perfectamente gracias a un anillo de caucho, mediante bulones a "mariposa". Esta tapa posee tres orificios, uno para el manómetro, otro para el escape de vapor en forma de robinete y el tercero, para una válvula de seguridad que funciona por contrapeso. o. a. resorte.. Para hacerlo funcionar se coloca agua en la caldera, 2 o 3 litros, procurando que su nivel no alcance a los objetos que se disponen sobre una rejilla de metal. Se cierra asegurando la tapa, sin ajustar los bulones y se da calor, dejando abierta la válvula de escape hasta que todo el aire se desaloje y comience la salida de vapor en forma de chorro continuo y abundante, lo que indica que el aparato está bien purgado de aire. Se cierra la llave de escape y se ajustan los bulones de la tapa en forma pareja,. 39.

(40) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. se deja subir 1, 11/2 o 2 atmósferas la presión, manteniéndola constante durante el tiempo necesario. o. Uperización (U.H.T.): La uperización consiste en una esterilización sometida a una corriente de vapor de agua recalentado, manteniendo la leche en una corriente turbulenta, a una temperatura de 150ºC menos de un segundo, consiguiéndose un periodo mayor de conservación que con la pasteurización.. o. Refrigeración: se mantiene el alimento a bajas temperaturas (entre 2 y 8oC) sin alcanzar la congelación.. o. Congelación: se somete el alimento a temperaturas inferiores al punto de congelación (a - 18ºC) durante un tiempo reducido.. o. Ultracongelación: se somete el alimento a una temperatura entre -35 y -150ºC durante breve periodo de tiempo. Es el mejor procedimiento de aplicación del frío pues los cristales de hielo que se forman durante el proceso son de pequeño tamaño y no llegan a lesionar los tejidos del alimento.. o. Secado: es una pérdida de agua parcial en condiciones ambientales naturales o bien con una fuente de calor suave y corrientes de aire.. o. Concentración: consiste en una eliminación parcial de agua en alimentos líquidos.. o. Liofilización: es la desecación de un producto previamente congelado que mediante sublimación del hielo al vacío se consigue una masa seca, mas o menos esponjosa, mas o menos estable, que se puede disolver a su vez en agua y que se puede almacenar durante más tiempo al no tener humedad remanente. Es un proceso que permite la máxima conservación de la calidad organoléptica de los alimentos así como de su valor nutritivo.. 40.

(41) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. s: de origen natural (vinagre, aceite, azúcar, sal, alcohol) o bien de origen industrial debidamente autorizados. Los aditivos alimentarios se diferencian de otros componentes de los alimentos en que se añaden voluntariamente, no pretenden enriquecer el alimento en nutrientes y, solamente, se utilizan para mejorar alguno de los aspectos del alimento, como son el tiempo de conservación, la mejora del sabor, del color, de la textura etc. Consiste en la aplicación sobre el alimento de radiaciones ionizantes bajo un estricto control. Las radiaciones más empleadas son las gamma, obtenidas a partir de la desintegración radioactiva de isótopos de cobalto y cesio. El método es muy eficaz porque prolonga la vida útil de un producto en las mejores condiciones. Existe un símbolo internacional propuesto para identificar, en el etiquetado, los alimentos que han sido sometidos a un proceso de irradiación. Pero el símbolo no aparece en el etiquetado europeo, aunque si debe mencionarse en la etiqueta que el producto o sus ingredientes han sido irradiados. están basados en la adición de sustancias que actúan modificando químicamente el producto, por ejemplo disminuyendo el pH. . Salazón: consiste en la adición de cloruro sódico, sal común, que inhibe el crecimiento de los microorganismos, la degradación de los sistemas enzimáticos y, por tanto, la velocidad de las reacciones químicas. El alimento obtenido tiene modificaciones de color, sabor, aroma y consistencia.. . Adición de azúcar: cuando se realiza a elevadas concentraciones permite que los alimentos estén protegidos contra la proliferación microbiana y aumenta sus posibilidades de conservación, este proceso se lleva a cabo en la elaboración de leche condensada, mermeladas, frutas escarchadas y compotas.. . Curado: es un método de gran tradición en nuestro país que utiliza, además de la sal común, sales curantes, nitratos y nitritos potásico y sódico, dichas sustancias deben estar muy controladas por la legislación sanitaria para evitar sus efectos. 41.

(42) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. adversos, ya que a partir de ellas se forman nitrosaminas que son cancerigenas y pueden constituir un problema para la salud, sin embargo, el uso de estas sustancias es necesario porque impide el crecimiento del Clostridium botulinium, un peligroso microorganismo, además de que sirve para estabilizar el color rojo, sonrosado de las carnes. . Ahumado: es un procedimiento que utiliza el humo obtenido de la combustión de materias con bajo contenido en resinas o aromas de humo. El humo actúa como esterilizante y antioxidante y confiere un aroma y sabor peculiar al alimento tratado por este método muy del gusto del consumidor. Este procedimiento suele aplicarse tanto en carnes como en pescados. No debe abusarse del consumo de alimentos tratados por este método porque genera sustancias carcinógenas.. . Acidificación: es un método basado en la reducción del pH del alimento que impide el desarrollo de los microorganismos. Se lleva a cabo añadiendo al alimento sustancias acidas como el vinagre.. Enlatado y embotellado Enlatado: Es una técnica de preservación de alimentos ampliamente utilizada en la actualidad, y útil prácticamente para cualquier clase de alimentos. Al ser enlatados los alimentos son sellados en su recipiente después de hacerse el vacío y calentados. Cualquier organismo presente es eliminado por este procedimiento, y otros no pueden llegar por que los alimentos están aislados al sellarse la lata. Todo el proceso, que incluye el llenado y el sellado de las latas o contenedores, es realizado automáticamente en las industrias modernas Los microorganismos y las enzimas necesitan cierto grado de temperatura para alterar los alimentos, pero un exceso de calor los destruye. Por eso se emplea la esterilización por calor para conservar los alimentos, en especial los enlatados. Las latas llenas y herméticamente cerradas, se someten a elevadas temperaturas (entre los 100º y 150º C.) durante un tiempo determinado. Una vez esterilizadas las latas, y mientras éstas no se abran y deterioren, los productos en ellas se mantendrán inalterados durante un tiempo. 42.

(43) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. prolongado. Por esta razón es inútil guardar las latas de conservas en un refrigerador antes de abrirlas El embotellado: Es generalmente utilizado para frutas y vegetales. El proceso es parecido al del enlatado, pero los alimentos se colocan en botellas en vez de latas. Enfriado y envasado al vacío El proceso en que la carne es enfriada al vacío tiene como objetivo prolongar la vida útil de la carne, es decir, alargar el tiempo entre la producción y el consumo por parte del ser humano de forma tal que resulte segura, sin tener que recurrir al congelado u otros métodos de conservación. El período de prolongación de la calidad del producto depende de los factores involucrados en el proceso del vacío, ya que cada uno interactúa entre sí durante el mismo. La finalidad de este proceso es que la carne sea recubierta por un film que actúe como barrera tanto para el vapor de agua como para el oxígeno, de manera que se logre el microclima adecuado entre el film y el corte para la proliferación de bacterias benéficas tales como las lácticas (parecidas a las que se encuentran en el yogurt) ya que el ácido láctico es un conservante natural para los alimentos. Al mismo tiempo, se obtiene así un hábitat no propicio para el desarrollo de bacterias indeseadas que perjudiquen la carne o la tornen peligrosa para su consumo, disminuyendo al mínimo el desarrollo de las mismas y evitando la putrefacción.. 43.

(44) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. F.. VENTAJAS. Y. DESVENTAJAS. DE. LA. CONSERVACIÓN. DE. LOS. ALIMENTOS . Ventajas: Conservar los alimentos es lograr mantenerlos durante largo tiempo, bajo ciertas condiciones que nos permitan consumirlos en cualquier momento, sin que causen daño a nuestra salud.. . Desventajas: La alteración de un alimento depende en gran parte de su composición, del tipo de microorganismo que intervienen en su descomposición y de las condiciones de almacenamiento o conservación.. 44.

(45) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. CAPITULO II CONCLUSIONES. . En general los alimentos son perecederos, por lo que necesitan ciertas condiciones de tratamiento, conservación y manipulación. Su principal causa de deterioro es el ataque por diferentes tipos de microorganismos (bacterias, levaduras y mohos). Esto tiene implicaciones económicas evidentes, tanto para los fabricantes (deterioro de materias primas y productos elaborados antes de su comercialización, pérdida de la imagen de marca, etc.) como para distribuidores y consumidores (deterioro de productos después de su adquisición y antes de su consumo).. . La conservación de alimentos corresponde a un conjunto de técnicas encargadas de aumentar la vida y disponibilidad para el consumo humano. Por ejemplo, carnes, pescados y pollo tienden a descomponerse en menor tiempo, debido a la oxidación y la pérdida de micronutrientes.. . La conservación de alimentos es muy amplia, y los avances tecnológicos aumentan a diario, además la sociedad se encuentra en constante movimiento. En este sentido, una gran ventaja al aplicar un método de conservación a los alimentos es lograr mantenerlos durante largo tiempo, lo cual permite trasladarlos a cualquier lugar y consumirlos en cualquier momento, sin que causen daño a la salud. Sin embargo, una gran desventaja de los métodos de conservación son las alteraciones de las cualidades nutricionales y organolépticas del alimento que ocasionan, así como el aumento en su costo dependiendo del método de conservación empleada y la necesidad de condiciones especiales de almacenamiento.. 45.

(46) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. CAPITULO III: BIBLIOGRAFIA. . J.G Breman, J.R. Butters, N.D. Cowell y A.E.V. Lihy, (1980), “Las operaciones de la ingeniería de los alimentos”, (3ra Edic.), Acribia S.A.. . P. Mafart, E. Beliard, (1992), “Ingenieria Industrial Alimentaria – Vol II – Tecnicas de Separacion”, (2da Edic.), Acribia S.A.. . Warren L. Mc Cabe, Julian C. Smith, Peter Harriantt (1998), Operaciones unitarias en ingeniería Quimica, (Cuarta Edición). Separaciones mecánicas. Editorial Mac Graw-Hill. Inc. - España.. . R. L. Earle (1998), Ingeniería de alimentos, las operaciones Básicas. (Segunda edición) – Separaciones Mecánicas, Editorial Acribia S.A. , Zaragosa – España.. . Robert H. Perry, (1982), “Manual del Ingeniero Quimico” (2da Edic.), Barcelona, Mc Graw Hill. . F.A. Henglein, (1982), “Compendio y Tecnologia Quimica” (5ta Edic.), España, Reverte S.A.. 46.

(47) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. ANEXOS. 47.

(48) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN FACULTAD DE INGENIERIA DE PROCESOS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE INDUSTRIAS ALIMENTARIAS. TEMA:. CENTRIFUGACION. Desarrollado por la Bachiller en Ingeniería de Industrias Alimentarias.. Bach. Condori Sánchez, Cheyene María Para optar por el título profesional de Ingeniero de Industrias Alimentarias mediante Examen Suficiencia Profesional. Arequipa-Perú 2014. 1.

(49) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. Ing. Mariel Verónica Álvarez Rodríguez. Ing. Anibal Vásquez Chicata. Ing. Luis Medina Marroquín. 2.

(50) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. AGRADECIMIENTO. A Dios por permitirme llegar hasta aquí. A la Ing. Maria Ojeda por su valioso apoyo en el transcurso de mi vida universitaria A cada de mis amigos que estuvieron siempre apoyándome.. 3.

(51) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. DEDICATORIA. Dedico este proyecto a Dios y a mis padres. A Dios porque ha estado conmigo a cada paso que doy, cuidándome y dándome fortaleza para continuar, A mis padres, quienes a lo largo de mi vida han velado por mi bienestar y educación siendo mi apoyo en todo momento. Depositando su entera confianza en cada reto que se me presentaba sin dudar ni un solo momento en mi inteligencia y capacidad. Es por ellos que soy lo que soy ahora. Los amo con mi vida.. Cheyene Condori Sánchez. INDICE GENERAL. 4.

(52) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. CAPITULO I: REVISION BIBLIOGRAFICA ...................................................... 10 1.1. INTRODUCCION ....................................................................................... 10 1.2. JUSTIFICACION ........................................................................................ 11 1.3. DESARROLLO DEL TEMA ....................................................................... 12 G. DEFINICION .......................................................................................... 12 H. FUERZA CENTRIFUGA ........................................................................ 12 I. SEPARACION DE LIQUIDOS INMISCIBLES ............................................ 13 J. SEPARACION DE SOLIDOS INSOLUBLES DE PRODUCTOS LIQUIDOS ...................................................................................................... 17 K. FILTRACION CENTRIFUGA ................................................................. 19 L. TIPOS DE CENTRIFUGAS ................................................................... 20 1. SEPARADORAS CENTRIFUGAS LIQUIDO-LIQUIDO ..................... 21 1.1 CENTRIFUGAS DE CAMARA TUBULAR. 21. 1.2 CENTRIFUGAS DE CAMARA Y DISCO. 23. 2. SEPARADORAS CENTRIFUGAS SOLIDO INSOLUBLE LIQUIDO 25 2.1 CENTRIFUGA DE CAMARA CILINDRICA (MULTICAMARA). 25. 2.2 CLARIFICADORAS DE CAMARA SOLIDA. 25. 2.3 CENTRIFUGA DE DESCARGA Y BOQUILLA (DE AUTOLIMPIEZA) 26 2.4 CENTRIFUGA DE DESCARGA POR VALVULA 3. CENTRIFUGAS DE FILTRACION (CENTRIFUGAS DE CESTA O CENTRIFUGAS DE ESCURRIDO). 27. 29. 3.1 CENTRIFUGAS DE FILTRACION DISCONTINUA. 30. 3.2 CENTRIFUGAS DISCONTINUAS COMPLETAMENTE AUTOMATICAS. 31. 3.3 CENTRIFUGAS DE TRANSPORTADOR ALTERNANTE (TIPO PISTON) 31 3.4 CENTRIFUGAS DE REJILLA Y TRANSPORTADOR. 33. G. TIPOS DE CENTRIFUGACION ..................................................... 34 5.

(53) Propiedad Intelectual de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa. 1. CENTRIFUGACION DIFERENCIAL .............................................. 34 2. CENTRIFUGACION MEDIANTE UN GRADIENTE DE DENSIDADES ...................................................................................................... 34 2.1 CENTRIFUGACION ZONAL. .................................... 35. 2.2 CENTRIFUGACION ISOPICNICA.................................................. 35 H. APLICACIONES DE LOS EQUIPOS DE CENTRIFUGACION EN LA INDUSTRIA ALIMENTARIA ............................................................ 36 I. IMPACTO AMBIENTAL. 39. J. PROBLEMA APLICADO A LA CENTRIFUGACION. 39. CAPITULO II: CONCLUSIONES ...................................................................... 42 CAPITULO III: BIBLIOGRAFIA......................................................................... 43. 6.