Conservación de Alimentos: Métodos, Factores y Procesos Industriales

Aspectos Históricos de la Conservación de Alimentos

Técnicas Naturales de Conservación

• Secado
• Salado
• Ahumado

Innovaciones Modernas

• Pasteurización
• Enlatado
• Congelación y Refrigeración

Impacto en la Seguridad Alimentaria

• Prolongación de la vida útil
• Reducción de enfermedades por transmisión de alimentos
• Disponibilidad de alimentos contra temporadas

Factores que Afectan la Conservación de Alimentos

Factores Intrínsecos

• Actividad de agua
• pH
• Nutrientes
• Componentes antimicrobianos naturales

Factores Extrínsecos

• Temperatura
• Humedad relativa
• Oxígeno
• Luz

Factores Microbiológicos

• Microorganismos patógenos
• Enzimas microbianas

Factores Químicos

• Reacciones de oxidación
• Reacciones enzimáticas

Factores Físicos

• Daño mecánico
• Radiación

Alteración de los Alimentos

Causas de las Alteraciones

• Contaminación microbiana
• Reacciones químicas como la oxidación
• Causas químicas como el pardeamiento de Maillard:

Etapas del Pardeamiento de Maillard

1. Inicial: no hay color
2. Colores amarillos
3. Formación de pigmentos

• Factores físicos como la humedad y la sequedad

Factores que Afectan la Conservación

• Temperatura: altas temperaturas aceleran el crecimiento microbiano y las temperaturas frías ralentizan los procesos
• Humedad: promueve la formación de bacterias
• Oxígeno: causa oxidación, por eso se utiliza el envasado al vacío
• Luz: la exposición a la luz descompone los nutrientes

Impacto de los Contaminantes

Contaminantes microbianos, por eso se usan aditivos y conservantes.

Cinética del Deterioro de Alimentos

• Reacciones de orden 0
• Reacciones de primer orden: la velocidad solo depende de un reactivo (ej. vitamina C)
• Reacciones de segundo orden: la velocidad depende de dos reactivos (ej. vitamina C y O2); reacción más compleja y sensible

Métodos Industriales de Conservación

Multiplicación de Bacterias

1. Fase lag
2. Fase estacionaria de crecimiento
3. Fase log
4. Fase estacionaria
5. Fase de muerte acelerada
6. Fase de muerte
7. Fase de supervivencia

Factores que Influyen en el Desarrollo Microbiano

1. Incidencia del pH
2. Necesidades de agua
3. Temperatura

Procedimientos Basados en la Disminución del pH

• Fermentación

Procedimientos Basados en la Reducción de Agua

• Deshidratación

Procedimientos Basados en la Variación del Potencial Redox

• Atmósferas controladas

Procesos Basados en Sustancias Inhibidoras

• Ahumado
• Conservantes

Procesos con Calor o Frío

• Calor: pasteurización y esterilización
• Frío: congelación y refrigeración

Tratamientos Térmicos

Nos referimos a la pasteurización y esterilización con el objetivo de la destrucción microbiana.

Cinética de la Destrucción de Microorganismos

Funciona con una mezcla de calor por tiempo para cada sustrato deseado. Concepto: los microorganismos y sus esporas mueren a mayor temperatura.

Acción sobre Proteínas

Desnaturalización de enzimas.

Dos Grandes Sistemas de Pasteurización

1. Baja temperatura durante tiempo largo: para la leche, mantener a 63°C durante 30 minutos para matar el bacilo de la tuberculosis
2. Alta temperatura durante tiempo corto: las propiedades de los productos se ven muy poco afectadas

Cambiadores de Calor

1. Flujo a contracorriente
2. Flujo paralelo: fluido térmico y producto entran por el mismo extremo

Envasado al vacío, gases inertes y atmósferas controladas

Escalado

Tratamiento térmico de corta duración a temperatura moderada. Objetivo: eliminar gases ocluidos. Se usan escaladores de vapor como instrumento.

Esterilización

Se aplica a productos poco ácidos en los que se pueden formar bacterias que afectan la salud pública. Escalado antes de la esterilización.

Bajas Temperaturas en la Conservación de Alimentos

Aplicación del Frío

Efecto Q10: cada 10°C de reducción, las reacciones de degradación se reducen a la mitad. Congelación (-18°C).

Cadena de Frío

1. Transporte (fábrica-mayorista-minorista)
2. Almacenamiento
3. Venta y hogar

Producción de Frío

• Máquinas frigoríficas: el líquido refrigerante absorbe calor al vaporizarse y enfría el entorno
• Sistemas criogénicos: nitrógeno líquido

Refrigeración de Alimentos

• Frutas y hortalizas: etileno, hormona que acelera la maduración, la refrigeración atrasa su acción
• Carne: descenso de pH

Conceptos Clave

• Calor específico: energía necesaria para aumentar 1°C de una sustancia
• Calor latente: energía para cambiar el estado de una sustancia sin cambiar su temperatura (fusión, vaporización)

Sistemas Combinados

Criogénico + mecánico (rápido enfriamiento superficial = criogénico, congelación profunda = mecánico).

Proceso de Congelación

Fases del Proceso de Congelación

Subenfriamiento, nucleación, crecimiento de los cristales.

Impacto en la Calidad del Producto

• Congelación lenta: grandes cristales extracelulares, afecta la textura
• Congelación rápida: cristales pequeños, no afecta la textura

Recristalización durante el Almacenamiento

A temperatura constante, los cristales se fusionan, mientras que las fluctuaciones de temperatura agrandan los cristales, deteriorando la textura.

Estado Vítreo

Cuando un líquido se enfría rápidamente por debajo de su temperatura de congelación sin formar cristales, se entra en un estado vítreo, manteniendo las moléculas en un desorden.

Efectos de la Congelación en Alimentos

• Daños mecánicos: incremento de volumen del agua al congelarse, causando rupturas
• Migración de agua: puede causar deshidratación y rotura celular
• Reorganización de solutos: durante el proceso de congelación lenta, se pueden alterar propiedades como el pH y la viscosidad

Influencia en Microorganismos

La congelación detiene el crecimiento microbiano, pero las enzimas microbianas aún pueden deteriorar los alimentos (50-80% libre).

Equipos para la Congelación

• Congeladores por contacto directo: placas, bandas y tambor
• Congeladores por aire: túneles de congelación y bandas transportadoras
• Congeladores criogénicos: utilizan nitrógeno líquido