Nuevas Tecnologías para el Procesado de Alimentos

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Nuevas Tecnologías para el Procesado de Alimentos

Olga Martín Belloso [email protected]

Girona, mayo 2014

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Nuevas tecnologías de procesado de alimentos Alimentos mínimamente procesados

Pulsos eléctricos Pulsos luminosos Plasma frío

Atmósferas modificadas

Recubrimientos comestibles Nanoemulsiones

Combinación de métodos

Aprovechamiento de subproductos

Desarrollo de nuevos productos

Compuestos funcionales tecnológicos y/o saludables

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Conservación de alimentos

Seguridad Calidad

Optimización Innovación

Tratamientos térmicos/

NO térmicos

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TECNOLOGÍAS TECNOLOGÍAS TECNOLOGÍAS TECNOLOGÍAS TRADICIONALES TRADICIONALES TRADICIONALES TRADICIONALES

TECNOLOGÍAS TECNOLOGÍAS TECNOLOGÍAS TECNOLOGÍAS

NOVEDOSAS NOVEDOSAS NOVEDOSAS NOVEDOSAS

INCONVENIENTES

Distinto grado de investigación

Dificultad de

implementación industrial

INCONVENIENTES

Pardeamiento

Cambios organolépticos Pérdida de nutrientes

VENTAJAS

Implementado industria

VENTAJAS

Inactivación microorganismos Inactivación enzimática Implementado industria

Nuevos productos VENTAJAS

Inactivación microorganismos Inactivación enzimas Pérdidas mínimas nutrientes

Cambios mínimos calidad Nuevos productos

Tecnologías de Procesado de Alimentos

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Características del producto fresco Ampliación de la oferta

Incremento de la vida útil

Tecnologías no Térmicas

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Irradiación

Altas presiones Pulsos eléctricos

Pulsos de luz Ultrasonidos

Plasma frío Campos magnéticos

Tecnologías no térmicas

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Alimentos

Tratamiento

Pulsos Eléctricos de Alta Intensidad de Campo

Alimento Pulsos eléctricos

de alto voltaje (V) d

Campo eléctrico (E)

Electrodos E = V / d

- +

+ -

Moléculas dipolares Cargas negativas Cargas positivas

i

+ -

Ánodo Cátodo

d

Area=A Voltaje=V

- + + -

+ -

- + + -

+ -

+ - - +

+ + + + +

- - - - -

- +

+ -

- + - +

Principios básicos

Polarización y corrientes

eléctricas

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Orificio de llenado

Electrodo de acero inoxidable Espaciador de PVC

Alimento

Generador de alto voltaje

Entrada

alimento Salida

alimento

E

t

+

-

ττττ E

f (T)

t E

+

-

Q

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Agua

Contenido celular Destrucción del

microrganismo Iniciación

del poro

+ +

Efecto en los microorganismos

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SEM

TEM

Saccharomyces cerevisiae

PEAIC

Elez-Martínez et al. (2004)

Pulsos Eléctricos de Alta Intensidad de Campo Efecto en los microorganismos

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Inactivación de Escherichia coli en leche

Superviventes (log N/No)

1 10 100

Número de pulsos

20 kV/cm 35 kV/cm 40 kV/cm 45 kV/cm 1

0

-1

-2

-3

Martín et al. (1997)

T=15 ºC

Pulsos Eléctricos de Alta Intensidad de Campo Efecto en los microorganismos

(12)

0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00

0 400 800 1200 1600 2000

log N

Tiempo de tratamiento (µs)

L.innocua L. brevis

Morales-de la Peña et al. (2010)

BEBIDA MIXTA ZUMO FRUTAS-SOJA

Patógenos y deteriorativos

Efecto en los microorganismos

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Acción sobre Bacillus cereus en leche desnatada

Sobrino-López y Martín-Belloso (2000) PEAIC: 20 pulsos a 31 kV/cm

TT: 65ºC durante 5 min

0,7

2,38

3,89

0 0,5

1 1,5

2 2,5

3 3,5

4 4,5

PEAIC TT PEAIC+TT

Log reducción microbiana

Combinación con Temperatura

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Sobrino-López y Martín-Belloso (2006)

Control Tratado

o Rugosidades en la membrana o Engrosamiento de la célula

o Lisis celular

Tiempo (µs)

PEAIC: 2400µs, 35 kV/cm pH: 6.8

Nisina: 20 ppm Inactivación de 6 Log

Combinación con pH y antimicrobianos

Acción sobre Staphylococcus aureus en leche desnatada

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Vida útil

(16)

Número de pulsos

Inactivación (%)

0 10 20 30 40 50 60

0 10 20 30 40 50

15 kV/cm 30 kV/cm 45 kV/cm

Inactivación de plasmina en leche

Vega-Mercado et al. (1995)

Efecto en enzimas

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0 20 40 60 80 100 120

0 200 400 600 800

Tiempo tratamiento (µµµµs)

Actividad relativa (%)

66,66 Hz-LD 88,88 Hz-LD 111,11 Hz-LD 66,66 Hz-LE 88,88 Hz-LE 111,11 Hz-LE

Inactivación de una proteasa de Bacillus subtilis en leche

Leche desnatada (LD) Leche entera (LE)

35.5 kV/cm

Bendicho et al. (2003)

(18)

80 70 60 50 40 14

16 18 20 22 24 26 28 80 120

160 200

240 280 320 40

50 60 70 80 90

Tie m po de tratam ie nto (µµµs )µ

Cam po e lé ctrico (k V /cm )

Soliva-Fortuny et al. (2006)

Inactivación de una lipasa de Pseudomonas fluorescens en leche

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50 60 70 80 90 100

0 100 200 300 400 Tiempo (µµµµs)

Ácido ascórbico Tiamina Riboflavina Colecalciferol

Tocoferol

27.1 kV/cm

Efecto en vitaminas

Vitaminas hidrosolubles en leche

Bendicho et al. (2002)

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Sin recubrimiento

Con recubrimiento

Alimento Pérdida de

aromas

Transferencia de gases CO₂

O₂

Pérdida de agua Ingredientes

funcionales

Alimento Retención de

aromas

Barrera a los gases CO₂

O₂

Barrera al agua Retención superficial

de ingredientes funcionales

Capa de recubrimiento

Mejora de la resistencia mecánica

Recubrimientos comestibles

Recubrimiento comestibles (RC): capa delgada de material comestible formado como un revestimiento sobre el alimento

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Polisacáridos Proteinas

Caseína

Proteínas de suero Colágeno Zeína de maíz Proteína de soja

Celulosas Quitosano

Pectina Almidón Mucílagos

Alginato Gelano Carragenato Carboximetilcelulosa

Lipídos

Ceras naturales:

Carnauba Candelilla Salvado de arroz

Cera de abeja Parafina Aceites minerales

Ácidos grasos

Recubrimientos comestibles

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Simples Compuestos

formados por un constituyente: polisacáridos, proteínas o lípidos

formados por dos o más constituyentes

Una capa sobre otra

Mezcla de diferentes componentes en una sola capa

100µm

Alginato

Gelano

Rojas-Graü et al. (2007)

Recubrimientos comestibles

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Ácido ascórbico Ácido cítrico

Cisteína Glutatión

Preservan las propiedades sensoriales y nutritivas

Aromatizantes Colorantes Nutraceuticos

Probióticos Sales cálcicas Mejoran la firmeza por

entrecruzamiento Evitan el pardeamiento

Previenen el crecimiento microbiano

Ácidos orgánicos Aceites esenciales

Lisozima

☼ Antimicrobianos

☼ Antioxidantes

☼ Estabilizantes de la textura

☼ Otros compuestos

Recubrimientos comestibles

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Color de manzana fresca cortada con antioxidante en el recubrimiento

Rojas-Graü et al. (2007) Alginato

Gelano Sin cobertura

84 86 88 90 92 94 96 98 100

0 5 10 15 20 25

Tiempo (días)

h*

Recubrimientos comestibles

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