Degradación y conservación de los alimentos

Tecnología de Alimentos...... Buena ayuda para ustedes. Muy pronto Acerca de extracción de proteínas.

1. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 0




DEGRADACIÓN Y
CONSERVACIÓN DE LOS
ALIMENTOS


2015

UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA
LA MOLINA


MONOGRAFÍA:



AUTORES:
 Edson Martin, Aquino Méndez*
 Rosa Celinda, Sánchez Sandoval

2. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS i

2015
ÍNDICE GENERAL

Pág.
LISTA DE FIGURAS ..................................................................................................................... iv
LISTA DE TABLA ......................................................................................................................... vi
INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................ vii

CAPÍTULO I
1. LOS ALIMENTOS .................................................................................................................... 2
1.1. PERECEBILIDAD .............................................................................................................. 5
1.2. DETERIORO DE LOS ALIMENTOS .................................................................................... 5
1.2.1. FACTORES EXTERNOS .............................................................................................. 8
1.2.1.1. TEMPERATURA ................................................................................................. 8
1.2.1.1.1. ACCIÓN ENZIMÁTICA .............................................................................. 10
1.2.1.1.2. DETERIORO MICROBIOLÓGICO ............................................................... 11
1.2.1.1.3. EFECTOS DE LA TEMPERATURA EN LAS FRUTAS .................................... 13
1.2.1.1.4. EFECTO DE LA TEMPERATURA EN LA CLOROFILA ................................... 14
1.2.1.2. OXIGENO ........................................................................................................ 14
1.2.1.2.1. DETERIORO DE LÍPIDOS ........................................................................... 15
1.2.1.2.2. CRECIMIENTO DE MICROORGANISMOS ................................................. 18
1.2.1.2.3. DETERIORO OXIDATIVO DE CARNES ....................................................... 18
1.2.1.3. LUZ ................................................................................................................. 19
1.2.1.4. PRESIÓN, ESFUERZOS MECÁNICOS Y VIBRACIÓN .......................................... 19
1.2.1.5. HUMEDAD RELATIVA AMBIENTAL ................................................................. 20
1.2.2. FACTORES INTERNOS ............................................................................................ 20
1.2.2.1. CARACTERÍSTICA DEL TEJIDO Y COMPOSICIÓN QUÍMICA ............................. 20
1.2.2.1.1. DISPONIBILIDAD DE NUTRIENTES ........................................................... 20
1.2.2.1.2. INCIDENCIA DEL PH ................................................................................. 21
1.2.2.1.3. POTENCIAL REDOX .................................................................................. 22
1.2.2.1.4. ACTIVIDAD DE AGUA ............................................................................... 22
1.3. TIPOS DE DETERIOROS ................................................................................................. 23
1.3.1. DAÑOS FISICOS ...................................................................................................... 23
1.3.2. DAÑOS QUIMICOS Y BIOQUIMICOS ...................................................................... 23

3. ii

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1.3.2.1. DEGRADACIÓN TÉRMICA DE CARBOHIDRATOS ............................................. 23
1.3.2.2. PARDEAMIENTO NO ENZIMÁTICO ................................................................. 24
1.3.2.3. CONTROL DEL PARDEAMIENTO ENZIMÁTICO ............................................... 25
1.3.3. DETERIORO MICROBIOLÓGICO ............................................................................. 28

CAPÍTULO II
2. CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS .................................................................................. 30
2.1. MÉTODOS DE CONSERVACIÓN DE ALIMENTOS ........................................................... 30
2.1.1. TRATAMIENTO QUE CONLLEVAN A UNA DESTRUCCIÓN DE MO .......................... 31
2.1.1.1. CALOR ............................................................................................................. 31
2.1.1.1.1. ESTERILIZACIÓN ...................................................................................... 31
2.1.1.1.2. PASTEURIZACIÓN .................................................................................... 34
2.1.1.2. IRRADIACIÓN .................................................................................................. 37
2.1.1.3. ALTA PRESIÓN HIDROSTÁTICA (APH) ............................................................. 40
2.1.1.4. PULSOS ELÉCTRICOS DE ALTO VOLTAJE (PEAV) ............................................. 47
2.1.1.5. PULSOS DE LUZ............................................................................................... 48
2.1.1.6. CAMPOS MAGNÉTICOS OSCILATORIOS (OMF) .............................................. 50
2.1.1.7. PLASMA FRÍO ................................................................................................. 52
2.1.1.8. TECNOLOGÍA DE SEPARACIÓN POR MEMBRANAS ........................................ 53
2.1.2. TRATAMIENTO QUE CONLLEVAN A UN CONTROL DE MICROORGANISMOS ....... 57
2.1.2.1. REDUCCIÓN POR TEMPERATURA .................................................................. 57
2.1.2.1.1. REFRIGERACIÓN ...................................................................................... 57
2.1.2.1.2. CONGELACIÓN ........................................................................................ 63
2.1.2.2. MODIFICACIÓN DE ATMOSFERA .................................................................... 68
2.1.2.2.1. ATMOSFERA CONTROLADA .................................................................... 68
2.1.2.2.2. ATMOSFERA MODIFICADA...................................................................... 69
2.1.2.2.3. ATMOSFERA HIPOBÁRICA ....................................................................... 70
2.1.2.3. PRESERVACIÓN QUÍMICA .............................................................................. 71
2.1.2.3.1. ADITIVOS ................................................................................................. 71
2.1.2.3.2. MÉTODOS BIOLÓGICOS .......................................................................... 72
2.1.2.4. CONCENTRACIÓN ........................................................................................... 74
2.1.2.5. EVAPORACIÓN ...................................................................................................... 75

4. iii

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2.1.2.6. SECADO .......................................................................................................... 75
2.1.2.7. CRISTALIZACIÓN ............................................................................................. 76
2.1.2.8. LIOFILIZACIÓN ................................................................................................ 76
2.1.2.9. ALIMENTOS DE HUMEDAD INTERMEDIA....................................................... 77
BIBLIOGRAFÍA .......................................................................................................................... 78

5. iv

2015
LISTA DE FIGURAS

Pág.
Figura 01: Los nutrientes. .......................................................................................................... 2
Figura 02: Deterioro o descomposición de los alimentos. ........................................................ 7
Figura 03: Relación de la temperatura con la velocidad de deterioro. ..................................... 9
Figura 04: Diagrama mostrando la energía de activación. ........................................................ 9
Figura 05: Crecimiento de mo. psicrófilos y psicrótofos en función de la temperatura. ........ 11
Figura 06: Crecimiento de los microorganismos mesofilos en función de la temperatura.. .. 12
Figura 07: Crecimiento de los microorganismos termófilos en función de la temperatura. .. 12
Figura 08: Efecto de la temperatura en la supervivencia de los microorganismos. ............... 13
Figura 09: Temperatura y duración de vida del producto. ...................................................... 13
Figura 10: Descomposición de la clorofila.. ............................................................................. 14
Figura 11: Esquema general de la autooxidación de los lípidos. ............................................. 17
Figura 12: Cambios en la molécula de mioglobina en las carnes frescas y curadas. .............. 19
Figura 13: pH óptimo para el crecimiento de los microorganismos en los alimentos. ........... 21
Figura 14: Relación entre la actividad del agua y algunos fenómenos de deterioro. ............. 22
Figura 15: Acción de la enzima sobre el sustrato en un alimento. ......................................... 26
Figura 16: Estructura química del sustrato DOPA. .................................................................. 26
Figura 17: Estructura química del sustrato Dopamina. ........................................................... 27
Figura 18: Esquema de la acción enzimática sobre el sustrato ............................................... 27
Figura 19: Comportamiento del inhibidor frente a la enzima en un alimento. ...................... 28
Figura 20: Cambiadores de placas y de superficie rascada. .................................................... 32
Figura 21: Esterilizador hidrostático (continuo, para envases). .............................................. 33
Figura 22: Proceso UHT con calentamiento por inyección directa de vapor. ......................... 33
Figura 23: Sistema UHT indirecto. ........................................................................................... 34
Figura 24: Túnel de pasteurización por ducha de agua. .......................................................... 35
Figura 25: Pasteurizador de tubos concéntricos. .................................................................... 36
Figura 26: Pasteurizador HTST. ................................................................................................ 37
Figura 27: Pasteurización en cambiador de placas.. ............................................................... 37
Figura 28: Simbología de irradiación. ...................................................................................... 39
Figura 29: Distribución de la planta de irradiación de alimentos. .......................................... 40
Figura 30: Máquinas horizontales NC Hyperbaric, en una línea de producción. .................... 46

6. v

2015
Figura 31: Mecanismo de inactivación celular por PEAV. ....................................................... 47
Figura 32: Esquema básico de un sistema de generación de PEAV. ....................................... 48
Figura 33: Pulso Beamer, usa para esterilizarlas las tapas de botellas. .................................. 49
Figura 34: Tratamiento de pechuga de pollo con plasma). ..................................................... 53
Figura 35: Efectos de temperatura sobre el tiempo de conservación en manzana y pera. ... 58
Figura 36: Influencia de la humedad relativa en la pérdida de peso de manzanas. ............... 61
Figura 37: Congelación lenta de una célula vegetal. ............................................................... 65
Figura 38: Congelación rápida de una célula vegetal. ............................................................. 66
Figura 39: Principio de funcionamiento de un túnel de congelación rápida. ......................... 67

7. vi

2015
LISTA DE TABLA

Pág.
Tabla 01: Vida útil de algunos alimentos. .................................................................................. 8
Tabla 02: Relación del Q10 con respecto a la temperatura. ...................................................... 8
Tabla 03: Tecnologías tradicionales y nuevas tecnologías en la conservación de alimentos . 31
Tabla 04: Aplicaciones de la APH en diferentes productos alimenticios. ............................... 44
Tabla 05: Inactivación de mo. de deterioro de alimentos con campos magnéticos. .............. 52
Tabla 06: clasificación de operaciones impulsadas por la presión. ......................................... 54
Tabla 07: Procesos de separación por membrana en distintos sectores en la IA. .................. 55
Tabla 08: Ventajas e inconvenientes de la OI para la concentración de zumos de frutas. ..... 56
Tabla 09: Tiempo de conservación de frutas........................................................................... 59
Tabla 10: Tiempo de conservación de verduras. ..................................................................... 60
Tabla 11: Alteraciones fisiológicas de algunos alimentos. ..................................................... 62
Tabla 12: Tiempo de conservación de frutas y verduras ......................................................... 64
Tabla 13: Condiciones de conservación en atmosfera controlada de frutas y hortalizas. ...... 70
Tabla 14: Aditivos en función al código. .................................................................................. 72
Tabla 15: Humedad intermedia para vegetales y derivados. .................................................. 77

8. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS vii

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INTRODUCCIÓN

La mayoría de los productos alimenticios son susceptibles al deterioro, lo que causa la
descomposición, y hace dificultosa su distribución en el tiempo y en el espacio, es decir de
las épocas de producción para las épocas de no producción, de las zonas de producción a las
zonas de consumo. Es por esto que se hace necesario el desarrollo de una infraestructura de
conservación de los alimentos y evitar su gran desperdicio y deterioro (Hurtado, 1975).

Todos los alimentos presentan diferentes alteraciones durante su almacenamiento. Estas
alteraciones pueden incluir pérdidas de las características organolépticas deseables, del
valor nutritivo, de su estado higiénico y de su aspecto agradable. Los alimentos pueden
cambiar de color, textura, sabor y gusto, así como de otros atributos de calidad (Potter y
Hotchkiss, 1999)

Los alimentos sufren alteraciones físicas, químicas y biológicas. Los componentes orgánicos
e inorgánicos que componen el alimento y que son altamente sensibles, así como el
equilibrio entre ellos, y las estructuras y dispersiones especialmente organizadas que
contribuyen a la textura y consistencia de los productos no procesados y manufacturados
son afectados casi por cualquier variable del ambiente (Potter y Hotchkiss, 1999).

El calor, el frio, la luz y otras radiaciones, el oxígeno, la humedad, la sequedad, las enzimas
propias del alimento, los microorganismos y organismos superiores, los contaminantes
industriales, algunos alimentos en presencia de otros, y el tiempo, todos ellos afectan
negativamente a los alimentos. Esta variedad de factores, potencialmente destructores,
junto a la gran diversidad de alimentos, tanto naturales como procesados, es la razón de
que en la moderna tecnología alimentaria encuentren aplicación las muchas variaciones de
los métodos básicos de conservación de alimentos (Potter y Hotchkiss, 1999)

Con respecto al segundo capítulo, la conservación de alimentos, es el resultado del proceso
de manipulación de los alimentos de tal forma que se evite o ralentice su deterioro (pérdida
de calidad, comestibilidad o valores nutricionales). Esto suele lograrse evitando el
crecimiento de levaduras, hongos y otros microorganismos, así como retrasando la
oxidación de las grasas que provocan su enranciamiento. La conservación también incluye
procesos que inhiben la decoloración natural que puede ocurrir durante la preparación de
los alimentos, como la reacción de dorado enzimático que sucede tras su corte
(Wikipedia/Conserva, 2012).

Muchos métodos de elaboración de conservas incluyen diversas técnicas de conservación
de los alimentos. Las conservas de frutas, por ejemplo elaborando mermeladas a partir de
ellas, implican cocción (para reducir su humedad y matar bacterias, hongos, etcétera),
azucarado (para evitar que vuelvan a crecer) y envasado en un tarro hermético (para evitar
su contaminación). Son aspectos importantes de las conservas mantener o mejorar los
valores nutricionales, la textura y el sabor, si bien históricamente algunos métodos han
alterado drásticamente el carácter de los alimentos conservados. En muchos casos estos
cambios han pasado a ser cualidades deseables, como es el caso de los quesos, yogures y
encurtidos (Wikipedia/Conserva, 2012).

9. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 1

2015




















CAPÍTULO I

10. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 2

2015
1. LOS ALIMENTOS

Los alimentos son productos orgánicos de origen agrícola, ganadero o industrial cuyo
consumo sirve para cubrir las necesidades nutritivas, y proporcionar al organismo los
nutrientes necesarios (Junta de Andalucía, 2004).Son sustancias que, una vez digeridas,
aportan al organismo:

 Elementos a partir de los cuales el organismo puede producir energía (calor,
movimiento, etc.)
 Elementos para el crecimiento y la reposición del propio cuerpo.
 Elementos reguladores de los dos procesos anteriores.
 Los elementos que contienen los alimentos, se les llama nutrientes.

Se llama nutrición al conjunto de procesos gracias a los cuales el organismo recibe,
transporta y utiliza sustancias químicas contenidas en el alimento (Junta de Andalucía,
2004).


Figura 01: Los nutrientes (Alimentos, 2012).

 CARBOHIDRATOS

Los glúcidos, carbohidratos, hidratos de carbono o sacáridos, son biomoléculas compuestas
por carbono, hidrógeno y oxígeno. La glucosa, el glucógeno y el almidón son las formas
biológicas primarias de almacenamiento y consumo de energía. Entre los alimentos más
conocidos son el azúcar, los cereales, las pastas, las hortalizas, etc. (Wikipedia/alimento,
2012).

1 gramo de carbohidrato nos proporciona una energía de 4 Kcal. Los carbohidratos deben
aportar del 55 – 65% de la ingesta total diaria (Junta de Andalucía, 2004).Hay tres tipos:

 Simples: Son azúcares de absorción rápida. Ej.: azúcar blanco, miel, etc.
 Complejos: Son azúcares de absorción lenta. Ej.: patatas, pan, pasta, etc.

11. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 3

2015
 Fibra dietética: Son carbohidratos cuya estructura favorece el tránsito intestinal (no
aprovechables). Ej.: cereales integrales, las frutas, las legumbres, las hortalizas, etc.

 LÍPIDOS

El término lípido alude a cualquier sustancia sólida o líquida que esté constituida por C, H y
O, ya sean simples o conjugados con fosfatos (PO4
-1
), glucosa (C6H12O6) o proteínas. En
cambio, el término grasa suele referirse a los compuestos en estado sólido a temperatura
ambiente, mientras que el término aceite alude a los lípidos en estado líquido. La
importancia biológica de los lípidos radica en ser compuestos que sirven para regular la
temperatura corporal y que funcionan como reserva energética (Wikipedia/alimento, 2012).

Los lípidos están formados por ácidos grasos unidos a otros compuestos. Los ácidos grasos
pueden ser saturados o insaturados. Los saturados están presentes en las grasas de origen
animal y algunos aceites vegetales (palma, coco, etc.), los ácidos grasos insaturados están
presentes en los aceites vegetales en general, estos últimos son más beneficiosos para la
salud por ser cardiosaludables (Junta de Andalucía, 2004).

Los lípidos deben suponer aproximadamente el 30% de la ingesta total diaria. Cuando el
organismo cubre sus necesidades calóricas, el exceso sobrante suelen ser lípidos que
acumulamos en los reservorios de grasa. Como alimentos lipídicos de origen vegetal
tenemos los aceites (oliva, soja, girasol), y de origen animal, la mantecas, el sebo, la
mantequilla o la grasa de la carne (Junta de Andalucía, 2004).

 PROTEÍNAS

Las proteínas que funcionan como nutrientes son aquellas formadas por uno o más de los
veinte aminoácidos conocidos. Para satisfacer las necesidades básicas, cada especie
requiere tener los veinte aminoácidos en proporciones determinadas. El humano, por
ejemplo, requiere tener en su dieta siempre estos ocho aminoácidos, que es incapaz de
producir: fenilalanina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, treonina, triptófano y valina.
Ciertos individuos de una especie pueden carecer de un adecuado metabolismo que impida
la asimilación de alguno de los veinte aminoácidos, en el caso de los humanos hay quienes
no asimilan la fenilalanina (Wikipedia/alimento, 2012).

Las proteínas están en alta proporción en los alimentos de origen animal, como las carnes
(de mamíferos, aves y peces), huevos, lácteos, y en menor proporción en algunos vegetales,
como la soja. La cantidad de proteínas a consumir depende del metabolismo de cada
organismo y de las funciones que deba realizar. Un humano adulto, debe consumir 0,8 g de
proteína por cada kilogramo de peso corporal al día; en cambio, los niños requieren de 1,6 g
por cada kg de peso corporal y los lactantes 2,4 g(Wikipedia/alimento, 2012).

 MINERALES

Los minerales inorgánicos son necesarios para la reconstrucción de tejidos, reacciones
enzimáticas, contracción muscular, reacciones nerviosas y coagulación sanguínea. Los
minerales deben ser suministrados en la dieta mediante diversos alimentos, siendo los

12. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 4

2015
principales proveedores de minerales las plantas (Wikipedia/alimento, 2012). Estos se
dividen en dos clases:

Macroelementos: Son de extrema abundancia en los alimentos y son requeridos por los
organismos toda la vida (Wikipedia/alimento, 2012).

 Calcio (Ca): Entre otras funciones importantes forma y mantiene el tejido óseo e
interviene en la contracción muscular.
 Magnesio (Mg): Interviene en la síntesis de proteínas, en la transmisión del impulso
nervioso y en la contracción muscular.
 Fosforo (P): Junto con el calcio participa en la formación y mantenimiento del tejido
óseo.
 Sodio (Na), Cloro (Cl) - Potasio (K): Esenciales para la regulación de las reacciones
bioquímicas.
 Yodo (I): Fundamental para la síntesis de las hormonas tiroideas.
 Hierro (Fe): Su función principal es el transporte de oxigeno formando parte de la
hemoglobina de la sangre.

Microelementos: Son minerales que el cuerpo requiere en diminutas cantidades y que se
requieren para mantener una buena salud (Wikipedia/alimento, 2012).

 Cobre (Cu): Se presenta en muchas enzimas y proteínas de la sangre, el cerebro y el
hígado.
 Zinc (Zn): Es importante en la formación de enzimas. Se asocia al crecimiento.
 Flúor (F): Se sabe que el flúor se deposita en los huesos y es fundamental para el
crecimiento de estos.

 VITAMINAS

Las vitaminas son compuestos químicos en general muy complejos, de distinta naturaleza,
pero que tienen en común que cantidades asombrosamente pequeñas son imprescindibles
para el funcionamiento del organismo. La ausencia de algunas vitaminas causa
enfermedades que pueden ser graves, y la ingesta de pequeñísimas cantidades (miligramos)
puede subsanar este problema. Las cáscaras de las frutas son una fuente importante de
algunas vitaminas (Wikipedia/alimento, 2012).Hay dos tipos de vitaminas:

Liposolubles: Se disuelven en grasa y se encuentran en alimentos que contienen grasas. Al
poder almacenarse en grasa se conserva en el cuerpo, por lo que su consumo no tiene que
ser diario. Son las vitaminas A, D, K y E (Wikipedia/alimento, 2012).

Hidrosolubles: Se disuelven en agua y el cuerpo requiere de su consumo constantemente.
La vitamina B12 es la más compleja; sin embargo estas vitaminas (todas las del grupo B y la
vitamina C) son frágiles y son expulsadas del organismo fácilmente (Wikipedia/alimento,
2012).

13. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 5

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1.1. PERECEBILIDAD

La perecebilidad es el tiempo que tarda un alimento en comenzar a degradarse perdiendo
sus propiedades nutrimentales. Se le conoce también como caducidad o vencimiento
(Wikipedia/alimento, 2012). De acuerdo a ese tiempo de duración, los alimentos se
clasifican en:

 ALIMENTOS PERECEDEROS

Son aquellos que comienzan una descomposición de forma sencilla. Agentes como la
temperatura, la humedad o la presión son determinantes para que el alimento comience su
deterioro. Ejemplos de estos son: los derivados de los animales y los vegetales, siendo las
frutas las de mayor perecebilidad, la leche y carnes de menor perecebilidad ya que en
refrigeración se conservan mejor (Wikipedia/alimento, 2012).

 ALIMENTOS SEMI-PERECEDEROS

Son aquellos en los que el deterioro depende de la humedad del aire y de la calidad
microbiana del mismo. Ejemplos de estos son los frutos secos, los tubérculos y otros
vegetales, como las gramíneas (Wikipedia/alimento, 2012).

 ALIMENTOS NO PERECEDEROS

No se deterioran con ninguno de los factores anteriores, sino que depende de otros factores
como la contaminación repentina, el mal manejo del mismo, accidentes y demás
condiciones que no están determinadas por el mismo. Ejemplo de ellos son las harinas, las
pastas y el azúcar, que se consideran deteriorados una vez que se revuelven con algún
contaminante o empiezan su descomposición una vez cocinados (Wikipedia/alimento,
2012).

Es importante no confundir en el etiquetado de alimentos la fecha de caducidad con la de
consumo preferente. La primera indica cuándo no debe tomarse un alimento porque pone
en peligro la salud, mientras que la segunda sólo indica la pérdida de propiedades del
producto (Wikipedia/alimento, 2012).

1.2. DETERIORO DE LOS ALIMENTOS

Los principales factores causantes de la alteración de los alimentos son: el crecimiento y la
actividad de los microorganismos, principalmente de bacterias, levaduras y mohos; la
actividad enzimática y otras reacciones químicas del propio alimento; la infestación por
insectos, parásitos y roedores; su almacenamiento a temperaturas inapropiadas; la ganancia
o pérdida de humedad; las reacciones con el oxígeno; la luz; el estrés o el abuso físico; y el
tiempo. Estos factores pueden dividirse en biológicos, químicos y físicos (Potter y Hotchkiss,
1999).

A menudo estos factores no actúan aisladamente. Las bacterias, los insectos, y la luz, por
ejemplo, pueden actuar simultáneamente para deteriorar un alimento en el campo o en un

14. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 6

2015
almacén. Igualmente, el calor, la humedad y el aire, afectan a la vez la multiplicación y la
actividad de las bacterias, así como la actividad química de las propias enzimas del alimento.
Dependiendo del alimento y de las condiciones del ambiente, pueden tener lugar al mismo
tiempo muchas formas de alteración. Una conservación efectiva debe eliminar o disminuir
todos estos factores de cualquier alimento dado (Potter y Hotchkiss, 1999).

Según Hurtado (1975), el proceso de deterioro de los alimentos comprende tres aspectos,
inicialmente se produce un deterioro físico, con perdida de agua por evaporación,
produciéndose un arrugamiento o contracción superficial, perdida de peso y perdida de
textura. También están comprendidos en este tipo de deterioro, los daños mecánicos o
físicos con rotura de tejidos. Un segundo proceso de deterioro es el químico y bioquímico,
con reacciones químicas de oxidación, oscurecimiento y el rigor mortis y respiración, en
carnes y vegetales respectivamente. Todos estos procesos, producen perdidas en la calidad
nutritiva (ácidos grasos esenciales, proteínas, vitaminas) y calidad organoléptica (aroma,
sabor, textura, etc.). Las reacciones enzimáticas producen también oxidación,
oscurecimiento, autolisis, etc., que también producen la perdida de la calidad del producto.
La última etapa del proceso de deterioro lo constituye el deterioro microbiológico, por la
acción de microorganismos, que producen la fermentación y putrefacción de los productos
con la formación de toxinas. Al final el producto deteriorado no solo ha perdido su calidad
nutritiva y organoléptica sino también se puede haber convertido en un alimento toxico e
infeccioso que afecta la salud del hombre.

El tiempo en que un alimento se deteriora además de depender del tipo de alimento,
depende fundamentalmente de los factores externos a los que están expuestos; factores
como la temperatura, humedad, oxigeno, luz, esfuerzos mecánicos y aditivos, van a
contribuir a hacer mayor o menor el tiempo en que el alimento se deteriore, para mejor
ejemplo se presenta en la figura el proceso de deterioro de un producto agrícola (Hurtado,
1975).

Estos factores actúan de manera particular, afectando en menor o mayor grado la calidad
según las propiedades físicas o químicas que presente el producto alimenticio. En
consecuencia, es menester determinar, en el producto a envasar, cual o cuales de los
factores ambientales serían mas dañinos y en base a esto seleccionar la barrera mas
conveniente para minimizar el deterioro (Hurtado, 1975).

El tecnólogo de alimentos debe propender a hacer que el tiempo de deterioro se haga
infinito, es decir que su vida utilizable sea grande. En el cuadro 01 se da algunos ejemplos de
la vida útil de los alimentos (Desrosier, 1998).

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Figura 02: Deterioro o descomposición de los alimentos (Hurtado, 1975).

16. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 8

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Tabla 01: Vida útil de algunos alimentos.
Producto Alimenticio
Vida de Almacenaje aprox.
21°C (días)
Carne de vacuno 1 - 2
Carne de pescado 1 - 2
Carne de aves 1 - 2
Carne de vacuno y pescado, seco, salado y
ahumado
360 a más
Frutas 1 – 7
Frutas secas 360 a más
Hortalizas 1 - 2
Tubérculos 7 - 20
Granos secos 360 a más
Fuente: Desrosier, 1998.

1.2.1. FACTORES EXTERNOS

1.2.1.1. TEMPERATURA

Todas las reacciones de deterioro están sujetas a las leyes básicas de la termodinámica. Es
por esto que la temperatura influye en todas ellas. La velocidad de reacción del deterioro
aumenta exponencialmente con el deterioro. Por cada aumento en 10°C, la velocidad se
duplica a triplica (Hurtado, 1975).

Tabla 02: Relación del Q10 con respecto a la temperatura.
Temperatura °C Q10
0 - 10 3
10 - 20 2,5
20 - 30 2,0
30 - 40 2,0
Fuente: Hurtado, 1975.

La relación entre la velocidad de reacción y la temperatura es expresada por la ecuación de
Arrhenius:

??????=????????????
−????????????/????????????


Donde:

K: Constante de velocidad de reacción.
A: Constante.
e: Base del logaritmo natural.
Ea: Energía de activación.
R: Constante general de los gases (1,99 cal/mol).
T: Temperatura absoluta.

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Esta ecuación se muestra en la figura 03 donde se plantea el LnK vs 1/T. La energía de
activación (Ea) de una reacción, puede ser descrita como una barrera de un determinado
nivel de energía potencial (figura 04), la cual separa dos estados de energía potencial
mínima, una dada por el estado inicial y la otra dada por el estado final de la reacción.
Aquellas moléculas o átomos que hayan alcanzado la energía potencial máxima (ΔH + Ea),
estarán en un estado activado. Por eso, la velocidad de una reacción no es proporcional al
número de moléculas presentes, sino más bien al número de moléculas que poseen la
energía de activación necesaria. Es por esto que la velocidad de reacción es una función
exponencial de la energía de activación y una función reciproca de la temperatura. En otras
palabras, cualquier variación en la energía de activación y la temperatura produciría un gran
cambio en la velocidad de reacción (Hurtado, 1975).


Figura 03: Relación de la temperatura con la velocidad de deterioro (Hurtado, 1975).


Figura 04: Diagrama mostrando la energía de activación (Hurtado, 1975).

Potter y Hotchkiss (1999), indican que la temperatura tiene efectos sobre los
microorganismos, el calor y el frio pueden deteriorar los alimentos si no se controlan.
Dentro del intervalo de temperaturas en el que la mayoría de los alimentos se manipulan,

18. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 10

2015
entre 10 – 38°C, velocidad de las reacciones químicas se duplica aproximadamente cada
10°C de aumento de la temperatura. Esto sucede con muchas reacciones, tanto enzimáticas
como no enzimáticas. El calentamiento excesivo, por supuesto, desnaturaliza las proteínas,
rompe las emulsiones, deseca los alimentos por pedida de su humedad, y destruye las
vitaminas.

El enfriamiento incontrolado también dañara los alimentos. Si las frutas y las hortalizas se
congelan, sufren decoloración, cambios de textura y grietas en la piel, dejando al alimento
en condiciones de ser atacado por los microorganismos. La congelación también puede
estropear los alimentos líquidos. Si se congela un recipiente con leche, la emulsión se
romperá y la grasase separará. La congelación también desnaturalizara las proteínas de la
leche y la coagulará. Por otro lado, la congelación cuidadosamente controlada no causa
estos defectos (Potter y Hotchkiss, 1999).

El daño ocasionado por el frío en los alimentos no necesita ser necesariamente el de una
congelación extrema. Las frutas y las hortalizas después de su recolección necesitan una
temperatura óptima, al igual que otros sistemas vivos. Cuando se mantienen a
temperaturas de refrigeración de alrededor de 4°C, algunos se debilitan o mueren, y
comienzan sus procesos degenerativos. Esto se denomina “daño por frio”. El deterioro
incluye el desarrollo de decoloración, la formación de puntos o manchas en la superficie, y
otros tipos de lesiones. Los plátanos, limones y zumos son ejemplo de productos que para
mantener su máxima calidad deberían almacenarse a temperaturas no inferiores a 10°C
(Potter y Hotchkiss, 1999).

1.2.1.1.1. ACCIÓN ENZIMÁTICA

El aumento de temperatura incrementara la velocidad de la reacción enzimática solo dentro
de ciertos límites. Después de llegar a un óptimo, la velocidad decrece hasta hacerse cero.
Se ha encontrado en general que el aumento de temperatura hasta 45°C producirá un
aumento en la velocidad de la reacción enzimática. Por encima de 45°C, la velocidad
disminuiría por desnaturalización de la proteína. La mayoría de enzimas son inactivadas
instantáneamente a 100°C, mientras que a 80°C, se requieren mayor tiempo (Hurtado,
1975).

De la misma forma que los micoorganismo poseen enzimas que fermentan, enrancian y
descomponen los alimentos, los animales y vegetales productores de alimento que gocen de
buen estado sanitario y que no sufran de infecciones, tienen su propio sistema enzimático,
cuya actividad se extiende mucho mas allá de la recolección y el sacrificio. Granos y semillas
de cereales recuperados tras un almacenamiento de 60 años, todavía poseían capacidad de
respiración, germinación y crecimiento, funciones todas ellas controladas por enzimas. La
actividad enzimática de muchos alimentos naturales y manufacturados no solamente
persiste durante toda su vida útil, sino que a menudo esta actividad se intensifica tras la
recolección y el sacrificio (Potter y Hotchkiss, 1999).

Esto se debe a que las reacciones enzimáticas tienen un equilibrio delicado en la vida
funcional normal de la planta y el animal; pero este equilibrio se perturba cuando el animal
es sacrificado o la planta es recolectada. Así, aunque la pepsina ayuda a la digestión de las

19. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 11

2015
proteínas en el intestino del animal, no digiere el propio intestino del animal vivo sano. Sin
embargo, cuando el sacrificio cesan las defensas del cuerpo, la pepsina contribuye a la
proteólisis de los órganos que la contienen. En las plantas pueden encontrarse gran
cantidad de reacciones enzimáticas similares (Potter y Hotchkiss, 1999).

A menos que las enzimas sean inactivadas por el calor, agentes químicos, radiaciones o
algún otro agente, continúan catalizando las reacciones enzimáticas del interior de los
alimentos después del sacrificio o de la recolección. Algunas de estas reacciones son muy
deseables e incluso se les permite que continúen, como en el caso de la maduración de
tomates, tras su selección, o del ablandamiento natural de la carne tras su maduración. Sin
embargo, la maduración y el ablandamiento después de un punto óptimo van seguidos del
deterioro; los tejidos debilitados sufren con facilidad infecciones microbianas y su deterioro,
puede llegar a la podredumbre. Esto puede suceder en el campo, en el supermercado, y en
el frigorífico domestico si transcurre tiempo suficiente (Potter y Hotchkiss, 1999).

1.2.1.1.2. DETERIORO MICROBIOLÓGICO

Los microorganismos poseen una temperatura optima de crecimiento por lo cual se
clasifican en mesófilos (37°C), termófilos (50°C) y psicrófilos (4 - 5°C). Al apartarse la
temperatura del óptimo ya sea, hacia arriba o abajo, va a producir una disminución en su
velocidad de crecimiento. Si las temperaturas se elevan por encima de 50°C, se comenzará a
producir la destrucción de las células por la desnaturalización de las proteínas (Hurtado,
1975).

Los microorganismos psicrófilos están verdaderamente adaptados al frio y se multiplican a
temperaturas bastante bajas ya que su óptimo de crecimiento se sitúa alrededor de 15°C.
Los psicrótrofos son más conocidos, son capaces de adaptarse y de desarrollarse a
temperaturas próximas a los 0°C, pero tienen un óptimo de 25 y 30°C lo que les aproxima a
los mesofilos. Se caracterizan por un metabolismo lento y son poco competitivos con otros
gérmenes cuando aumenta la temperatura. Los psicrótrofos dominan en todos los
productos refrigerados (carnes, pescados, leche, vegetales, etc.) (Jeantet et al., 2010).


Figura 05: Crecimiento de microorganismos psicrófilos y psicrótofos en función de la
temperatura (Jeantet et al., 2010).

20. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 12

2015
Los microorganismos mesófilos se multiplican a temperatura entre 20 y 45°C, con un óptimo
a 37°C, donde su tasa de crecimiento es máxima. Se encuentran en los alimentos
conservados a temperatura ambiente o en los refrigerados cuando se ha roto la cadena del
frio. Los principales géneros y especies bacterianas se encuentran en el grupo de los
mesofilos. Son las especies comunes y los patógenos para el hombre y los animales; la
mayor parte son saprofitos naturales (Jeantet et al., 2010).


Figura 06: Crecimiento de los microorganismos mesofilos en función de la temperatura
(Jeantet et al., 2010).

Los microorganismos termófilos son capaces de multiplicarse entre 45 y 65°C con un óptimo
a 55°C. Los termófilos se encuentran en el agua, el aire y el suelo. Están representados en el
mundo alimentario por los géneros bacterianos, Bacillus y Clostridium, y los mohos
Aspergillius, Cladosporium y Thermidium (Hochstein, citado por Jeantet et al., 2010).


Figura 07: Crecimiento de los microorganismos termófilos en función de la temperatura
(Jeantet et al., 2010).

21. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 13

2015

Figura 08: Efecto de la temperatura en la supervivencia de los microorganismos (Jeantet et
al., 2010).

1.2.1.1.3. EFECTOS DE LA TEMPERATURA EN LAS FRUTAS

Las frutas de origen tropical y subtropical sufren el daño del frio al ser sometidas a
temperaturas por debajo de 10°C, produciéndose decoloración interna y externa
ablandamiento, perdida de sabor, perdida de aroma, maduración irregular y susceptible de
descomposición. La mayoría de las frutas se dañan por congelado. Esto ocurre a 0,5 a 1,6°C
(Hurtado, 1975).


Figura 09: Temperatura y duración de vida del producto (Hurtado 1975).

22. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 14

2015
1.2.1.1.4. EFECTO DE LA TEMPERATURA EN LA CLOROFILA

Cuando es deseable retener el color verde de la clorofila en algunos productos alimenticios,
tal como en el caso de los vegetales deshidratados o enlatados, se hace necesario tener en
cuenta los posibles cambios que se pueden producir en la molécula de clorofila, para evitar
el deterioro de su color. La acción de ácidos débiles remueve el magnesio de la molécula de
clorofila formando feofitina de color oliva oscura (Hurtado, 1975).

Aunque todas las plantas presentan cierta acidez, la clorofila en el estado natural de las
plantas se encuentra protegida por estar ligada a las lipoproteínas. Pero cuando se aplica
calor, y las proteínas se coagulan, la clorofila queda expuesta a la acción de los ácidos
(Hurtado, 1975).


Figura 10: Descomposición de la clorofila (Hurtado, 1975).

1.2.1.2. OXIGENO

Mientras el nitrógeno, que supone el 79% del aire, es inerte desde el punto de vista de los
alimentos, el 20% de oxigeno existente en el aire es muy reactivo y causa importantes daños
en los alimentos. Además de sus efectos perjudiciales, debidos a la oxidación química de los
nutrientes (especialmente de las vitaminas A y C), del color, del flavor, y de otros
constituyentes, el oxígeno también es esencial para el crecimiento de los mohos. Todos los
mohos son aerobios y crecen en la superficie de los alimentos y de otras sustancias, o en sus
grietas (Potter y Hotchkiss, 1999).

El oxígeno atmosférico se elimina de los alimentos mediante la aplicación de vacío o
purgándolos con un gas inerte durante el procesado, envasando al vacío o inyectando en los
envases nitrógeno o dióxido de carbono, y en algunas circunstancias incorporando a los
alimentos y envases eliminadores del oxígeno, que promueven la eliminación de las
cantidades traza de oxigeno residual por reacciones químicas (Potter y Hotchkiss, 1999).

23. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 15

2015
1.2.1.2.1. DETERIORO DE LÍPIDOS

La oxidación de lípidos es una reacción del oxigeno con los ácidos grasos insaturados por
medio del mecanismo de radicales libres, catalizado por metales, que da como resultado el
enranciamiento del alimento (Lundberg y Schultz et al., citado por Hurtado 1975).

Además, la oxidación puede producir radicales libres que reaccionan con las proteínas,
reduciendo su solubilidad y valor biológico y destruyendo las vitaminas liposolubles
(Andrews et al., citado por Hurtado, 1975).

El principal defecto de los lípidos es que se oxidan fácilmente. Se trata de una de las
principales causas de alteración de los productos alimenticios. La reacción de oxidación de
los lípidos comienza normalmente entre lípidos poliinsaturados y oxigeno. En el proceso
intervienen simultáneamente varias reacciones de descomposición y de polimerización:
aldehídos, cetonas, alcoholes, hidrocarburos y polímeros responsables de las características
fisicoquímicas y organolépticas de los productos grasos oxidados. En la mayoría de los casos,
no es deseable la producción de compuestos con olores y sabores desagradables,
comúnmente agrupados bajo la denominación de enranciamiento. Sin embargo, existen
excepciones. Los productos de oxidación de los lípidos forman parte de los aromas
deseables que se forman durante la cocción de la carne o en la maduración de algunos
quesos. Paralelamente, la oxidación de los lípidos puede reducir la calidad nutricional,
modificar la textura y el color de los alimentos y generar compuestos no recomendables
para la salud humana (Jeantet et al., 2010).

 MECANISMO DE OXIDACIÓN DE LOS LÍPIDOS

La oxidación de los lípidos no se produce espontáneamente a partir del oxígeno molecular y
moléculas de ácidos grasos en su estado fundamental. Efectivamente, el oxígeno molecular
en su estado fundamental o «triplete», expresado como
3
O2 o simplemente O2, es
paramagnético y posee dos electrones no apareados que le confieren un comportamiento
de dirradical. Con esta forma, el oxígeno no puede reaccionar con las moléculas de ácidos
grasos que están generalmente en un estado «singlete» en la medida que es un proceso de
spin prohibido. No puede reaccionar más que con moléculas con electrones no apareados,
en otras palabras con radicales libres (Jeantet et al., 2010).

El oxígeno en su estado «singlete», expresado como
1
O2, en el que los dos electrones de alta
energía están apareados, designa el primer estado excitado de la molécula de oxígeno;
posee un exceso de energía (92 kJ.mol
-1
) en relación con el oxígeno «triplete». En su estado
singlete, el oxígeno puede reaccionar con las moléculas de ácidos grasos incluso si éstas
están en estado «singlete» (Jeantet et al., 2010).

Así, para iniciar la reacción de oxidación de los lípidos, el ácido graso o el oxígeno deben de
estar activados. En el caso de la activación de una molécula de ácido graso a radical libre, se
habla de un mecanismo de autooxidación de los lípidos. La oxidación de los lípidos por el
oxígeno singlete necesita la activación del oxígeno molecular. Se trata del segundo
mecanismo de oxidación de los lípidos (Jeantet et al., 2010).

24. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 16

2015
 AUTOOXIDACIÓN DE LOS LÍPIDOS

La autooxidación de los lípidos es una reacción de radicales en cadena. Una secuencia que
engloba una etapa de iniciación donde se activa la molécula de ácido graso, una fase de
propagación y reacciones de finalización, todas ellas constituyen las fases del proceso de
autooxidación de los lípidos (Jeantet et al., 2010).

Una vez que la oxidación de los lípidos se ha iniciado por la sustracción de un átomo de
hidrógeno de una cadena de ácido graso, los tres grupos de reacciones se desarrollan
simultáneamente (Jeantet et al., 2010).

INICIACIÓN: El inicio de la reacción consiste en la formación de un radical libre por
sustracción de un átomo de hidrógeno de una cadena de ácido graso generalmente
insaturado:

??????−??????→??????
•
+??????
•


Al principio, la oxidación de los lípidos es una reacción muy lenta debido a la baja velocidad
de iniciación. En efecto, el arranque del átomo de hidrógeno es poco probable por la
elevada energía de activación de la reacción (Jeantet et al., 2010). Sin embargo, se ve
facilitada por:

 El calentamiento (termólisis).
 La luz (fotolisis).
 Radiaciones ionizantes.
 La presencia de iones metálicos polivalentes, libres o unidos a moléculas orgánicas.
 Determinadas enzimas (lipooxigenasas).

PROPAGACIÓN: Los radicales libres de ácidos grasos formados reaccionan con el oxígeno
triplete
3
O2 disuelto en la fase lipídica o atmosférica tras su difusión. La reacción de un
radical de ácido graso con una molécula de oxígeno es muy rápida ya que el contenido de
oxígeno no es limitante. Su constante de velocidad es del orden de 3.10
8
mol
-1
.L.s
-1
. La
interacción conduce a la formación de un radical peroxi (ROO
•
). Este último estabiliza su
estructura por sustracción de un átomo de hidrógeno de otra cadena de ácido graso (R'-H).
El radical libre de ácido graso formado (R’
•
) puede continuar la reacción siguiendo el mismo
principio, es la fase de propagación (Jeantet et al., 2010).

??????
•
+??????
??????→??????????????????
•


??????????????????
•
+??????’−??????→????????????????????????+??????’
•


La fase de propagación es posible sin aporte exterior de energía ya que el potencial de
oxidorreducción de los hidroperóxidos (ROO
•
/ROOH ~ 1 V) es superior al de los ácidos grasos
(R’
•
/R'H ~ 0,6 V); es autocatalítica. La constante de velocidad de la reacción de propagación
es del orden de 10 mol-1.L.s-1. Esto implica, cuando el contenido de oxigeno no es limitante,
la mayoría de los radicales están en forma peroxi (Jeantet et al., 2010).

25. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 17

2015
Durante la fase de propagación, un solo radical libre de ácido graso puede iniciar la
formación de muchas moléculas de hidroperóxido (1000 o más por minuto). La cantidad de
hidroperóxidos generados se corresponde con la cantidad de oxigeno consumido durante la
oxidación de las cadenas de los ácidos grasos. La velocidad de formación de los
hidroperóxidos se acelera a lo largo del tiempo (Jeantet et al., 2010).

FINALIZACIÓN: Cuando la concentración de radicales libres no es suficientemente
importante, estos últimos se pueden combinar para finalizar la reacción de autooxidación:

??????
•
+??????’????????????
•
→????????????????????????
’


??????
•
+??????’
•
→????????????
´


????????????????????????
•
→????????????????????????+??????
??????

La última de estas reacciones predomina cuando la presión parcial de oxígeno es alta. La
entalpía de activación de las reacciones de finalización es baja pero el límite proviene del
factor de probabilidad de encontrar radicales. En los aceites calentados a altas
temperaturas, estas reacciones intervienen rápidamente ya que los hidroperóxidos se
descomponen espontáneamente a partir de 160°C y aumentan la concentración de radicales
libres (Jeantet et al., 2010).

Un cierto número de moléculas poseen un potencial de oxidorreducción inferior al de los
radicales de ácidos grasos y los radicales peroxi pueden igualmente finalizar la reacción de
autooxidación. Es el caso de los antioxidantes (AH2) como los tocoferoles, el ácido ascórbico,
el BHA (butilhidroxianisol) o BHT (butilhidroxitolueno) (Jeantet et al., 2010).


Figura 11: Esquema general de la autooxidación de los lípidos (Jeantet et al., 2010).

 OXIDACIÓN DE LÍPIDOS POR OXIGENO SINGLETE

La activación del oxígeno molecular a oxígeno singlete se produce bien por pérdida de un
electrón del anión superóxido (O2
•
) obtenido después de la interacción del oxígeno triplete

26. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 18

2015
con un agente metálico, bien por fotooxidación del oxígeno triplete en presencia de un
fotosensibilizador. Los fotosensibilizadores más extendidos en la naturaleza son las
clorofilas, las feofitinas, las metaloporfirinas o las riboflavinas. El oxígeno singlete es de 1000
a 1500 veces más reactivo frente a los dobles enlaces que el oxígeno triplete. Por esta razón,
los aceites de consumo, ricos en ácidos grasos insaturados y envasados en botellas
transparentes, deben de estar exentos de residuos de clorofilas (Jeantet et al., 2010).

El mecanismo de oxidación de los lípidos por el oxígeno singlete difiere significativamente
del principio descrito anteriormente. El oxígeno singlete actúa directamente sobre los
carbonos insaturados de los dobles enlaces por reacción de adición, induciendo un
desplazamiento y un cambio de conformación del doble enlace cis a trans. Se forman
hidroperóxidos sin que haya radicales intermedios (Jeantet et al., 2010).

1.2.1.2.2. CRECIMIENTO DE MICROORGANISMOS

El crecimiento de microorganismos y todas sus manifestaciones, como mal olor, sabor,
aparición de toxinas microbianas, etc. El control puede realizarse manteniendo una
concentración menor de 16% para impedir el desarrollo de aerobios, y mayor de 3% si se
quiere impedir el crecimiento de anaerobios (Hurtado, 1975).

1.2.1.2.3. DETERIORO OXIDATIVO DE CARNES

El color rojo de carnes es debido fundamentalmente al pigmento denominado mioglobina,
que es en esencia una ferroprotoporfirina. Cuando la carne se oxigena, la mioglobina (rojo
purpura) pasa a la forma de oximioglobina donde el oxigeno remplaza a la molécula de
agua, modificación estructural que da por resultado un cambio de color. Posteriormente si
la carne es expuesta a alta temperatura, fuertes agentes oxidantes, o almacenamiento por
tiempo prolongado, el color se vuelve marrón, cambio que es debido a la transformación de
la oximioglobina en metamioglobina en lo que el fierro esta en estado férrico y ligado a
grupos iónicos diversos por medio de fuerzas coulómbicas (Hurtado, 1975).

De los cambios de color hasta el momento examinados el poso a rojo brillante
(oximioglobina) es deseable y redunda en una mayor aceptación que debe ser fomentada
en operaciones industriales; el paso a metamioglobina, sin embargo, es indeseable ya que el
consumidor ha aprendido o asociar este color marrón característico con la calidad,
indicando en este caso que la carne tiene demasiado tiempo sin venderse en el mercado o
no ha sido tratado convenientemente. Es indispensable, por consiguiente, mantener en la
carne la forma oximioglobina hasta el momento de la cocción (Hurtado, 1975).

Lo velocidad de la reacción que convierte a la oximioglobina en metamioglobina es una
función de lo concentración de oxígeno presente. Se sabe que lo transformación se lleva a
cabo en forma mas rápido cuando la presión parcial de oxigeno es de 20 mmHg, y en forma
mas lenta cuando el valor de la presión se acerca a cero o excede los 20 mm Hg. Las
dificultades de orden práctico y económico que no permiten aplicar y mantener un alto
vacío o remplazar el aire con una atmósfera de nitrógeno han determinado que, como
medida de orden practico para evitar lo formación de metamioglobina, se procure una

27. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 19

2015
concentración de oxígeno mas bien alto, para disminuir en esta forma la velocidad de la
reacción (Hurtado, 1975).


Figura 12: Cambios que suceden en la molécula de mioglobina en las carnes frescas y
curadas (Hurtado, 1975).

1.2.1.3. LUZ

La luz es un conjunto de radiaciones electromagnéticas de diferente longitud de onda. De
este conjunto, aquellas de menor longitud son las que poseen mayor capacidad energética,
y por lo tanto son más capaces de proveer la energía necesaria para originar una serie de
reacciones químicas indeseables en los alimentos (Hurtado, 1975).

Una de las reacciones mas perjudícales, es la oxidación de los lípidos, fenómenos
fuertemente activado por la luz, y que a su vez causa la desaparición de las vitaminas A y E
que actúan como antioxidantes. Independientemente de las reacciones degradativas de los
lípidos, se sabe también que la luz induce reacciones que traen por consecuencia la
destrucción de las vitaminas C y B2 (Hurtado, 1975).

Afortunadamente, las radiaciones de gran capacidad energética tienen poco poder de
penetración 2 mm, con lo cual los alimentos ricos en vitaminas se verían afectados solo en la
superficie. Sin embargo, en alimentos líquidos embotellados o envasados en materiales
transparentes (jugos cítricos) el problema se acentúa, ya que procesos como los de difusión
y convección pueden exponer a la luz a las moléculas del interior, pudiéndose en esta forma
reducir la concentración de vitaminas hasta niveles insignificantes (Hurtado, 1975).

1.2.1.4. PRESIÓN, ESFUERZOS MECÁNICOS Y VIBRACIÓN

Los alimentos pueden también ser deteriorados por efectos mecánicos como golpes,
vibraciones, y los esfuerzos de corte y compresión. En el almacenamiento de productos
(tubérculos o frutas), las capas inferiores, que soportan el peso de las superiores, están
sometidas a esfuerzos y sufren deformaciones cuyo grado depende de la resistencia
estructural del material. La influencia en la calidad final del producto es evidente y justifica

28. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 20

2015
el estudio del problema. El mismo fenómeno se presenta en muchas operaciones de
manipuleo y de transporte (Hurtado, 1975).

Otros productos son mucho más frágiles y son afectados hasta ligeras vibraciones
requiriendo especial cuidado para evitar lo que en este caso significaría una perdida total.
Como ejemplo tenemos los huevos, no solo son afectados por vibraciones, sino también por
leves rozamientos que hacen desaparecer la capa de cutícula que cubre la cáscara, dejando
libre el ingreso a los microorganismos a través de los poros del caparazón calcáreo
(Hurtado, 1975).

1.2.1.5. HUMEDAD RELATIVA AMBIENTAL

La incorporación de un exceso de humedad o su perdida causan importantes cambios
alterativos en los alimentos. Se necesita humedad para las reacciones químicas y para el
crecimiento de los microorganismos; la humedad excesiva puede acelerar los cambios
alterativos. La pérdida excesiva de humedad también es perjudicial, especialmente para la
apariencia y la textura. No hace falta que la humedad se extienda por todo el alimento para
ejercer sus efectos principales (Potter y Hotchkiss, 1999).

La humedad superficial resultante de ligeros cambios en la humedad relativa puede causar
agregados y apelmazamientos, así como defectos superficiales como moteados,
cristalización y adhesividad. La más ligera condensación en la superficie del alimento puede
convertirse en una auténtica alberca para la multiplicación de las bacterias o el crecimiento
de mohos. Esta condensación no necesita llegar desde el exterior. En los envases
antihumedad, las frutas o los vegetales pueden producirla a partir de la respiración y la
transpiración. Esta humedad es retenida en el interior del envase y permite el crecimiento
de microorganismos alterantes. Los alimentos carentes de funciones respiratorias
contenidos en estos envases antihumedad, también pueden originarla y cambiar la
humedad relativa del espacio de cabeza de dicho envase. Entonces, la humedad se
condensa en la superficie del alimento, particularmente cuando se permite que la
temperatura de almacenamiento descienda (Potter y Hotchkiss, 1999).

1.2.2. FACTORES INTERNOS

Existen factores que aceleran el deterioro de los alimentos; la mayoría de ellos se
encuentran en el entorno; pero también se consideran aquellos que se encuentran y
realizan en el interior de los alimentos; como la disponibilidad de nutrientes, la actividad de
agua que es propia y diferente de cada uno (Jeantet et al., 2010).

1.2.2.1. CARACTERÍSTICA DEL TEJIDO Y COMPOSICIÓN QUÍMICA

1.2.2.1.1. DISPONIBILIDAD DE NUTRIENTES

La concentración y disponibilidad de nutrientes indispensables puede determinar la
velocidad de crecimiento de un microorganismo. La relación entre ambos factores está
establecido por la ecuación de Monod (Morales, 2002).

29. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 21

2015
µ=
µ??????∗??????
??????+????????????

Donde:
µ: Velocidad de crecimiento.
S: Concentración de nutriente limitante.
Ks: Constante de saturación.

Si S > Ks el microorganismo crecerá a una velocidad próxima a su velocidad máxima de
crecimiento (Morales, 2002).

1.2.2.1.2. INCIDENCIA DEL PH

La mayoría de las bacterias se desarrollan en un pH comprendido entre 4,5 y 9 (óptimo 6,5 a
7,5) con excepción de las bacterias acéticas y lácticas que se desarrollan hasta un 3,5. Los
hongos son por naturaleza acido resistentes y tienen un óptimo crecimiento a un pH entre
4 y 6 (siendo valores extremos de 2 y 11 para los mohos); en cuanto a las levaduras estas se
desarrollan en un pH entre 2 y 9 (Potter y Hotchkiss, 1999).


Figura 13: pH óptimo para el crecimiento de los microorganismos en los alimentos (Jay,
2005).

30. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 22

2015
1.2.2.1.3. POTENCIAL REDOX

El potencial redox (Eh) mide en voltios la facilidad con la cual el medio pierde electrones
(reductor, Eh -) o los gana (oxidante, Eh +). El potencial redox tiene un efecto fundamental
sobre la microflora del alimento. Aunque el crecimiento microbiano se pueda producir
dentro de un amplio margen de potencial redox, los microorganismos se suelen clasificar de
la siguiente manera (Potter y Hotchkiss, 1999).

 Aerobios estrictos; necesitan oxígeno como aceptor final de electrones y un elevado Eh.
(Pseudomonas, bacillus, micrococcus).
 Aerobios facultativos; enterobacterias (estafilococcus).
 Anaerobios estrictos; necesitan potenciales redox bajos o negativos (Clostridium,
propionibacterium).
 Microaerófilos o aerotolerantes; incapaces de respiración aerobia pero crecen en
presencia de aire (lactobacillus, streptococcus, pediococcus) (Potter y Hotchkiss, 1999).

1.2.2.1.4. ACTIVIDAD DE AGUA

La actividad del agua es un factor esencial para el crecimiento de los microorganismos. En
efecto, el agua es indispensable para las reacciones de hidrólisis que permiten la producción
de energía y de metabolitos diversos, para la transferencia de nutrientes y para la excreción
de los metabolitos. Cuando una bacteria está en un medio desprovisto de agua se produce
la plasmólisis de la célula. Esta pérdida de agua limita considerablemente el desarrollo
bacteriano por las razones mencionadas anteriormente y puede, en algunos casos conducir
a la muerte de la célula (Jeantet et al., 2010).

La cantidad de agua disponible para los microorganismos es muy variable según los
alimentos. El comportamiento de los microorganismos, en cuanto a su capacidad de
desarrollarse o de sobrevivir en condiciones de baja Aw, es muy desigual, las levaduras y los
mohos pueden desarrollarse hasta Aw de 0,6 (Jeantet et al., 2010).


Figura 14: Relación entre la actividad del agua y algunos fenómenos de deterioro (Morales,
2002).

31. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 23

2015
1.3. TIPOS DE DETERIOROS

1.3.1. DAÑOS FISICOS

Este tipo de daño se produce en alimentos no procesados desde su cosecha, transporte o
almacenamiento; y en los productos procesados debido al ataque de roedores, insectos o
parásitos; e incluso el crecimiento de micro organismos o el inicio de reacciones cuyos
efectos son percibidos por los sentidos como cambios de color, textura, olor y sabor en el
alimento (Potter y Hotchkiss, 1999). Dentro de ellos destacan los siguientes:

 Roturas de tejidos.
 Evaporación- transpiración.
 Contracción superficial.
 Pérdida de peso.
 El manejo inadecuado de alimentos empacados (latas abolladas).

1.3.2. DAÑOS QUIMICOS Y BIOQUIMICOS

1.3.2.1. DEGRADACIÓN TÉRMICA DE CARBOHIDRATOS

El calentamiento de azúcares en ausencia de agua, produce deshidratación, lo cual da oren
a la formación de los siguientes compuestos:

 Pentosas : Furfural
 Hexosas : Hidroximetilfurfural (HMF)
 Aldosas pueden isomerizarse reversiblemente transformándose en cetosas (Potter y
Hotchkiss, 1999).

La caramelización o pirólisis de los azúcares monosacáridos se da cuando se calientan por
encima de su temperatura de fusión, dando lugar a la aparición de reacciones de
enolización, deshidratación y fragmentación, que provocan la formación de derivados
furánicos que, por polimerización, forman pigmentos macromoleculares oscuros. Si se trata
de disacáridos debe existir una hidrólisis previa. Estos procesos constituyen una forma de
pardeamiento no enzimático, en el cual no intervienen proteínas, aminoácidos ni otros
compuestos con grupo amino. Los monosacáridos son relativamente estables en el intervalo
de pH 3-7; a ambos lados de estos límites, dependiendo de las condiciones existentes,
sufren transformaciones más o menos importantes. Mientras que en medio ácido
predominan las eliminaciones de agua manteniéndose la integridad de la cadena, en medio
básico se producen enolizaciones con los fraccionamientos consiguientes y posteriores
reacciones de los fragmentos (Potter y Hotchkiss, 1999).

En medio ácido: Por calentamiento de monosacáridos en disoluciones débilmente ácidas, y
mejor a concentraciones más altas del ácido, se producen, tras un lento proceso de
enolización, deshidrataciones catalizadas por protones, que conducen, a través de algunos
compuestos intermedios muy reactivos, a la formación de derivados del furano. A través de
los correspondientes estadios intermedios se forma una serie de productos adicionales,

32. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 24

2015
entre ellos, un derivado de la furanona (acetilformoína), compuesto de fuerte aroma a
caramelo (Potter y Hotchkiss, 1999).

En un medio básico: Rupturas de la molécula en mayor o menor medida, el espectro de los
productos primarios posibles es muy amplio. Éstos a su vez son muy reactivos y forman, por
ejemplo, mediante condensaciones aldólicas, un gran número de productos secundarios.
Algunos de ellos, como la ciclopentenolona, son típicos compuestos con aroma a caramelo
(Potter y Hotchkiss, 1999).

En resumen, la fusión de azúcar o el calentamiento de jarabes de azúcar en presencia de
catalizadores ácidos y/o básicos conducen a la formación de compuestos de color pardo con
aroma típico a caramelo. A lo largo de este proceso se verifican gran parte de las reacciones
que se mencionaron en los dos apartados previos. El proceso puede orientarse bien hacia la
formación de mayor cantidad de aroma, o bien de color. Así, por ejemplo, el calentamiento
de jarabe de sacarosa en una solución tamponada produce una fuerte fragmentación y, por
tanto, una mayor formación de compuestos aromáticos, entre los que se encuentran
ciclopentenolona, ciclohexenolona, dihidrofuranona y pirona. Por el contrario, el
calentamiento de jarabe de glucosa con ácido sulfúrico en presencia de amoníaco conduce a
la formación de productos polimerizados intensamente coloreados, color caramelo (Potter
y Hotchkiss, 1999).

1.3.2.2. PARDEAMIENTO NO ENZIMÁTICO

Las reacciones de Maillard (técnicamente: glucosilación o glicación no enzimática de
proteínas) se trata de un conjunto complejo de reacciones químicas que se producen entre
las proteínas y los azúcares reductores que se dan al calentar (no es necesario que sea a
temperaturas muy altas) los alimentos o mezclas similares, como por ejemplo una pasta. Se
trata básicamente de una especie de caramelización de los alimentos, es la misma reacción
la que colorea de marrón la costra de la carne mientras se cocina al horno. Los productos
mayoritarios de estas reacciones son moléculas cíclicas y policíclicas, que aportan sabor y
aroma a los alimentos, aunque también pueden ser cancerígenas (Jeantet et al., 2010).

La reacción de Maillard, también conocida como “Pardeamiento no enzimático”, es la
responsable de muchos de los colores y sabores existentes en todos los alimentos:

 Galletas; el color tostado del exterior de las galletas genera un sabor característico.
 El caramelo elaborado con nata, mantequilla y azúcar, también llamado toffee.
 Es el responsable del color marrón en el pan al ser tostado.
 El color de alimentos tales como la cerveza, el café, y el sirope de arce.
 Productos para las cremas bronceadoras.
 El sabor de la carne asada y de las cebollas cocinadas en la sartén cuando se empiezan a
oscurecer.
 El color del dulce de leche, obtenido al calentar la leche con el azúcar (Morales, 2002).

33. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 25

2015
Efectos negativos en alimentos:

 Disminución del valor nutritivo y alteración de las características organolépticas, al
verse implicados aminoácidos esenciales y vitaminas tales como la K y C.
 Disminución de la solubilidad y digestibilidad de las proteínas.
 Algunos productos resultantes de la reacción son potencialmente tóxicos, como las
melanoidinas y pirazinas que poseen capacidad mutagénica en ciertas condiciones de
temperatura, al contribuir a la producción de otras sustancias tóxicas cancerígenas,
como las nitrosaminas (Jeantet et al., 2010).

Fases de la reacción:

Es muy importante tener en cuenta que la reacción de Maillard (dorar o sellar un alimento)
se da solo en una atmósfera seca. Imposible si existe humedad, o algún tipo de líquido. En la
Reacción de Maillard existen cuatro fases sucesivas, que enumeramos a continuación:

1. No existe producción de color. En esta fase se produce la unión entre los azúcares y los
aminoácidos. Posteriormente sucede una fase intermedia entre azúcares y proteínas,
llamada transposición de Amadori (Transposición) de un N-glícósido de una aldosa a su
correspondiente 1-amino-1-desoxicetosa) punto de partida de las posteriores reacciones
de dorado o tostado.
2. Existe la formación inicial de colores amarillos muy ligeros, así como la producción de
olores algo desagradables. En esta fase se produce la deshidratación de azúcares
formándose las reductonas o dehidrorreductonas y tras esto se sobreviene la
fragmentación. En el paso posterior, conocido como degradación de Strecker, se generan
compuestos reductores que facilitan la formación de los pigmentos.
3. Aquí se produce la formación de los conocidos pigmentos oscuros que se denominan
melanoidinas; el mecanismo no es completamente conocido, pero es seguro que implica
la polimerización de muchos de los compuestos formados en la segunda fase.
4. Esta última fase es la degradación de Strecker. En ella se forman los denominados
aldehídos de Strecker que son compuestos con bajo peso molecular fácilmente
detectables por el olfato (Jeantet et al., 2010).

1.3.2.3. CONTROL DEL PARDEAMIENTO ENZIMÁTICO

 PARDEAMIENTO ENZIMÁTICO

Se denomina pardeamiento enzimático a la transformación, enzimática en sus primeras
etapas y en presencia de oxígeno, de compuestos fenólicos en polímeros coloreados,
frecuentemente marrones o negros pasando por coloraciones intermedias de rosa, rojo o
azul. Los pigmentos oscuros que se forman al final de esta cadena de reacciones se
denominan, con el término general de melaninas. El pardeamiento enzimático se produce
en los vegetales ricos en compuestos fenólicos. Intervienen también en el desarrollo del
color de la piel, de la retina, del cabello y de los pelos de mamíferos así como el
pardeamiento de la cutícula de los insectos o de los crustáceos (Jeantet et al., 2010).

34. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 26

2015
El pardeamiento enzimático no es deseable ya que se modifica las características
organolépticas y nutricionales de los alimentos. Afecta poco a los alimentos de origen
animal, si bien es cierto que se observar en el almacenamiento de algunos productos
marinos (gambas, cangrejos, langostas). Por el contrario, aparece frecuentemente en los
productos vegetales, normalmente a lo largo de la manipulación tras la cosecha, de la
conservación y de las transformaciones tecnológicas (limpieza, pelado, corte, picado para la
preparación de zumos, deshidratación, congelación). Este fenómeno se observa en las frutas
y verduras como manzanas, peras, albaricoques, melocotones, plátanos y champiñones
(Jeantet et al., 2010).

La formación de pigmentos marrones no es siempre indeseable, en algunos casos se busca
un cierto grado de pardeamiento, por ejemplo en la maduración de las frutas desecadas
(dáctiles, ciruelas, uvas), preparación de la sidra, fermentación del té, secado del tabaco,
granos fermentados del cacao y café (Jeantet et al., 2010).


Figura 15: Acción de la enzima sobre el sustrato en un alimento (Morales, 2002).

 ENZIMAS DEL PARDEAMIENTO

Las enzimas implicadas en las reacciones de pardeamiento son las polifenoloxidasas (PPO) y
en menor medida las peroxidasas. Las polifenoloxidasas actúan sobre los fenoles en
presencia de oxígeno mientras que las peroxidasas hacen intervenir al peróxido de
hidrogeno. Este último esta débilmente presente en las células ya que es eliminado
rápidamente y por esto la participación de las peroxidasas en el pardeamiento es limitada.
Las polifenoloxidasas son metaloproteinas que tiene cobre, indispensable para el
mecanismo catalítico de la enzima. Su pH de actividad óptima se sitúa generalmente entre
5 y 7, y la actividad decrece rápidamente con el pH. Entre las polifenoloxidasas se
diferencian, por una parte las catecoloxidasas y por otra las lacasas (Jeantet et al., 2010).


Figura 16: Estructura química del sustrato DOPA (Morales, 2002).

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2015

Figura 17: Estructura química del sustrato Dopamina (Morales, 2002).


Figura 18: Esquema de la acción enzimática sobre el sustrato (Morales, 2002)

 FACTORES QUE INFLUYEN EN EL PARDEAMIENTO ENZIMÁTICO

La velocidad de aparición y la intensidad del pardeamiento enzimático en los productos
vegetales dependen de la naturaleza y el contenido en polifenoles, de la disponibilidad en
oxígeno, de la actividad de las enzimas que dependen de las condiciones fisicoquímicas del
medio (temperatura, pH, actividad de agua) así como la presencia de inhibidores naturales
(Jeantet et al., 2010).

Hay muchos medios para impedir el pardeamiento enzimático pero solo unos pocos se
utilizan en la práctica. Se pueden clasificar en tres categorías según afecten principalmente a
las enzimas, a los sustratos o a los productos de la reacción del pardeamiento enzimático,
algunos incluso actuar sobre los tres de forma simultanea (Jeantet et al., 2010).

Algunos tipos actúan directamente como inhibidores de PPO, otros propician un medio
inadecuado para el desarrollo de la reacción de oscurecimiento, y otros reaccionan con los
productos de la reacción de PPO antes de que lleguen a formar los pigmentos oscuros
(Morales, 2002)

 Agentes reductores; El ácido ascórbico es probablemente el más ampliamente utilizado
como agente antipardeamiento, y además a sus propiedades reductoras, disminuye
ligeramente el pH (Morales, 2002).
 Agentes quelantes; El ácido tetraacético de la etilenediamina (EDTA) pueden inhibir el
PPO, que es una metaloenzima que contiene cobre en su sitio activo (Morales, 2002).

36. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 28

2015
 Agentes complejantes; Esta categoría incluye los agentes capaces de entrampar o
formar complejos con sustratos de PPO o productos de reacción. Ejemplos de esta
categoría son las ciclodextrinas u oligosacáridos cíclicos no reductores de seis o más
residuos D-glucosa. En solución acuosa, la cavidad central de las ciclodextrinas puede
formar complejos de inclusión con fenoles, consecuentemente disminuyendo los
sustratos de PPO (Morales, 2002)


Figura 19: Comportamiento del inhibidor frente a la enzima en un alimento (Morales, 2002).

1.3.3. DETERIORO MICROBIOLÓGICO

Los microorganismos no sólo decoloran, pudren los alimentos y dan a los mismos un olor y
sabor repugnantes; también suponen un grave peligro para la salud pública. Los
microorganismos presentes en un producto alimenticio se originan a partir de las materias
primas e ingredientes o de la contaminación. Los medios por los que tales microorganismos
provocan el deterioro son variados y dependen de los organismos presentes y del producto
alimenticio en el que se desarrollan (Jay, 2005).

La capacidad de desarrollo y deterioro del producto de estos organismos depende de las
propiedades intrínsecas del alimento y de los factores extrínsecos que inciden en el
alimento. Entre los microbios figuran, a modo de ejemplo, las especies de Pseudomonas y
las especies de Acinetobacter-Moraxella que provocan malos olores y sabores; las especies
de Lactobacillus y las especies de Streptococcus que provocan agriado; y Escherichia coli que
provoca generación de gases. El deterioro visual de origen microbiano puede adoptar
diversas formas, entre ellas decoloración, pigmentación, desarrollo superficial, turbidez y
putrefacción (Jay, 2005).

37. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 29

2015




















CAPÍTULO II

38. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 30

2015
2. CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS

Para la prevención del deterioro de los tejidos animales y vegetales se presenta una difícil
tarea, con doble cometido, se debe no solo conservar el alimento para su uso sino también
excluir de él las otras fuerzas naturales que lo degradan. Los cambios que se pueden
producir en los alimentos son de origen bioquímico no microbiano ó cambios microbianos,
siendo las causas: físicas, químicas o enzimáticas; interviniendo en el deterioro de los
alimentos simultáneamente (Casp, citado por Sosa, 2006).

En la conservación de alimentos se apuesta generalmente ala inactivación o control de los
microorganismos, que son los principales factores de descomposición. Ahora el hecho de
detener la multiplicación de microorganismos no necesariamente evita su descomposición.
En el desarrollo de flora microbiana influyen determinados factores de la composición del
alimento como: Potencial de Hidrógeno (PH), Necesidad de agua, Potencial de Oxido –
Reducción este influye en el tipo de microorganismo que se puede desarrollaren función de
sus exigencias en oxigeno y/o toxicidad. Sustancias inhibidoras, son moléculas que poseen
un poder bacteriostático y/o bactericida. Temperatura, es uno de los mas importantes por
su incidencia en el crecimiento de los microorganismos (Casp, citado por Sosa, 2006). Los
procedimientos de conservación de alimentos buscan:

 Prevenir o retrasar: Actividad microbiana, la descomposición de los alimentos,
destruyendo o inactivando sus enzimas, previendo y retardando las reacciones
puramente químicas, impidiendo la oxidación utilizando antioxidantes.
 Prevenir las lesiones debidas a insectos, roedores, causas mecánicas.

2.1. MÉTODOS DE CONSERVACIÓN DE ALIMENTOS

Desde hace más de diez mil años existen métodos de conservación que se han ido
perfeccionando: salazón, curado, ahumado, escabechado, refrigeración y la aplicación del
calor mediante el cocinado de los alimentos. El gran desarrollo de la industria conservera, la
posibilidad de pasteurizar, liofilizar ultracongelar ha supuesto un notable avance en lo que
se refiere a la conservación. Por otra parte los métodos de conservación hoy cumplen doble
función, mantener el alimento en buenas condiciones y aportar unos sabores muy
apreciables (Casp, citado por Sosa, 2006)

39. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 31

2015
Tabla 03: Tecnologías tradicionales y nuevas tecnologías para la conservación de alimentos.
TECNOLOGÍA TRADICIONAL
Tratamiento térmico (esterilización y
pasteurización).
Acidificación.
Fermentación.
Reducción de la actividad de agua.
Adición de conservantes.
TECNOLOGÍAS MEJORADAS Y
NUEVAS TECNOLOGÍAS
Envasado en atmosfera modificada.
Revestimiento comestible.
Envasado aséptico de alimentos procesados
térmicamente.
Radiación ionizante.
Calentamiento óhmico.
Calentamiento por alta frecuencia.
Calentamiento por microondas.
Aplicación de pulsos eléctricos.
Tratamiento con alta presión (hidrostática).
Aplicación de pulsos magnéticos oscilantes
Tratamiento ultrasónico
Uso de sistemas de control biológico
(biocontrol).
Fuente: Cano, 2001.

2.1.1. TRATAMIENTO QUE CONLLEVAN A UNA DESTRUCCIÓN DE MICROORGANISMOS

2.1.1.1. CALOR

El efecto del calor se basa en la desnaturalización de proteínas, lo que produce una
desactivación de las enzimas, y por lo tanto, la desaparición de los efectos de sus
actividades, incluida la paralización y eliminación de los microorganismos. Se puede
considerar como uno de los primeros sistemas de conservación de alimentos. Aparte de la
cocción y el horneado, que pueden considerarse más bien como sistemas preparativos, las
técnicas que utilizan el calor para la conservación son el escaldamiento, la pasteurización y
la esterilización, todas ellas muy recientes. Es un sistema seguro, pero destructor desde el
punto de vista nutricional (Juliarena y Gratton, 2010).

2.1.1.1.1. ESTERILIZACIÓN

La esterilización es un método de estabilización cuyo fundamento es provocar una elevación
de la temperatura que provoca la destrucción de los agentes de deterioro, enzimas y
especialmente, microorganismos como bacterias, hongos y levaduras. También destruye
virus que son agentes infecciosos, aunque no deterioren el alimento (Fernández, 2004).

A diferencia de la pasteurización, la esterilización es un tratamiento térmico enérgico
porque que tiene como objetivo la destrucción total de todos los microorganismos
presentes en el alimento tratado. La esterilización se lleva a cabo a temperaturas elevadas,

40. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 32

2015
de al menos 100°C, normalmente superiores, y su severidad es de varios órdenes superior a
la pasteurización (Fernández, 2004).

En la práctica el diseño de la esterilización conlleva diseñar tanto para producir la muerte
térmica deseada como para preservar los nutrientes más susceptibles (Fernández, 2004). En
resumen, la esterilización es:

 Tratamiento térmico enérgico
 Por encima de 100°C
 Produce la destrucción total de microorganismos
 Intenta preservar los nutrientes
 Produce alimentos de muy larga vida

 EQUIPOS UTILIZADOS EN LA ESTERILIZACIÓN DE ALIMENTOS

Inyección de vapor: La corriente de vapor se inyecta a presión en la corriente de fluido a
procesar. Son dispositivos muy compactos y eficientes.

Infusión de vapor: Consisten en una cámara llena de vapor en la que se inyecta al alimento
en gotas o pulverizado. El alimento cae en el seno de vapor absorbiéndolo y calentándose
con su calor latente. Son algo menos compactos que los de inyección pero producen
calentamientos más homogéneos (Fernández, 2004).

En el caso de alimentos líquidos, se utiliza un procedimiento especial de esterilización,
denominado UTH que consiste en aplicar temperaturas de 135 – 150°C durante 4 – 15
segundos (Fernández, 2004).


Figura 20: Cambiadores de placas y de superficie rascada (Fernández, 2004).

41. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 33

2015



Figura 21: Esterilizador hidrostático (continuo, para envases) (Fernández, 2004).


Figura 22: Proceso UHT con calentamiento por inyección directa de vapor combinado con
intercambiador de calor (Fernández, 2004).

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2015

Figura 23: Sistema UHT indirecto basado en intercambiadores de calor raspado de superficie
(Fernández, 2004).

2.1.1.1.2. PASTEURIZACIÓN

Este método recibe el nombre en honor al químico francés Louis Pasteur que fue quien,
entre otra cosas, desarrolló el proceso de pasteurización para eliminar los microorganismos
dañinos de la leche (Juliarena y Gratton, 2010).

Produce una destrucción de los microorganismos dañinos que se encuentren en el alimento.
Generalmente se hace de dos formas diferentes: Se usan temperaturas bajas (60 – 65°C)
durante bastante tiempo (3 – 4 horas) o bien se usan altas temperaturas (75 – 90°C) durante
poco tiempo (2 – 5 minutos) (Juliarena y Gratton, 2010).

La pasteurización es un tratamiento térmico suave, en contraposición con la esterilización,
que es un tratamiento muy intenso. La pasteurización emplea temperaturas y tiempos de
contacto relativamente bajos, consiguiendo una prolongación moderada de la vida útil a
cambio de una buena conservación del valor nutritivo y de las cualidades organolépticas del
alimento (Fernández, 2004).

Sin embargo, pese a ser un tratamiento suave, la pasteurización consigue la eliminación de
los microorganismos patógenos, aunque sólo consigue una reducción de los
microorganismos alterantes (Fernández, 2004). La pasteurización tiene diferentes objetivos
según el tipo de alimento al que se aplique:

43. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 35

2015
En alimentos ácidos, como zumos de fruta, produce una buena estabilización ya que el
medio ácido impide la proliferación de microorganismos esporulados, los más resistentes a
la destrucción térmica, respetando las propiedades del alimento (Fernández, 2004).

En alimentos poco ácidos, siendo el ejemplo más importante la leche, la pasteurización
consigue la destrucción de la flora patógena y una reducción de la banal o alterante,
consiguiendo un producto de corta duración que ha de conservarse refrigerado pero que
tiene unas características muy próximas a la de la leche cruda (Fernández, 2004).

 EQUIPOS UTILIZADOS EN LA PASTEURIZACIÓN DE ALIMENTOS

LTH (Low Temperature Holding): Se trabaja a temperaturas bajas (62 – 68°C) y tiempos
largos (aproximadamente 30 min). Este tipo de pasteurización es llevada a cabo en los
alimentos envasados (cervezas, zumos de frutas) (Fernández, 2004). Según el material del
envase, la esterilización se realiza con:

 Agua caliente (en el caso del vidrio).
 Mezcla de vapor de agua – aire (en el caso de plásticos y metal).

Los aparatos utilizados en pasteurización LTH pueden operar:

 Continuo: Túneles de pasteurización (túneles con cinta sinfín, que contienen una zona
de calentamiento y otra de enfriamiento).
 Discontinuo: Baño maría en jaulas.

Este tipo de pasteurización se lleva a cabo en sencillos dispositivos tipo “baño maría” o en
túneles (Fernández, 2004).


Figura 24: Túnel de pasteurización por ducha de agua (Fernández, 2004).

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2015

Figura 25: Pasteurizador de tubos concéntricos (Fernández, 2004).

HTST (High Temperature, Short Time): Se trabaja a temperaturas altas (72 – 85°C) y tiempos
cortos (entre 15 – 20 s). Este tipo de pasteurización es la llevada a cabo en los alimentos
líquidos a granel, como leche, productos lácteos, zumos de frutas, cerveza, vinos, etc. El
instrumento utilizado son los intercambiadores de calor de placas, los cuales constan de tres
partes: recuperación del calor, calentamiento y enfriamiento. En la zona de recuperación de
calor es el alimento pasteurizado el que cede el calor al alimento a tratar para preenfriarse
mientras que el alimento a tratar se precalienta antes de su esterilización (Fernández, 2004).

La pasteurización a alta temperatura es en general más conveniente, ya que es más rápida,
los dispositivos son más pequeños, y el consumo energético se reduce. El principal
inconveniente es que requiere un control más intenso y que por este motivo las
instalaciones son más complicadas y caras (Fernández, 2004).

Los sistemas HTST requieren dispositivos capaces de calentar muy rápidamente, como los
cambiadores de placa o de superficie rascada, o los de tres tubos concéntricos, modificación
del conocido sistema (Fernández, 2004).

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Figura 26: Pasteurizador HTST (Fernández, 2004).


Figura 27: Pasteurización en cambiador de placas con ciclo de mantenimiento externo y
recuperación de calor (Fernández, 2004).

2.1.1.2. IRRADIACIÓN

La irradiación de los alimentos ha sido identificada como una tecnología segura para reducir
el riesgo de ETA (Enfermedades Transmitidas por Alimentos), en la producción,
procesamiento, manipulación y preparación de alimentos de alta calidad. Es a su vez, una
herramienta que sirve como complemento a otros métodos para garantizar la seguridad y
aumentar la vida en anaquel de los alimentos. La presencia de bacterias patógenas como la
Salmonella, Escherichia coli O157:H7, Listeria monocytogenes ó Yersinia enterocolítica, son
un problema de creciente preocupación para las autoridades de salud pública, que puede
reducirse o eliminarse con el empleo de esta técnica, también denominada "Pasteurización
en frío" (Narvaiz, 2000).

La irradiación de alimentos, como una tecnología de seguridad alimentaria, ha sido
estudiada por más de 50 años y está aprobada en más de 40 países. Cuenta también con la
aprobación de importantes organismos internacionales, la Organización Mundial de la Salud

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2015
(OMS), la Organización para la Alimentación y la Agricultura (FAO), la Organización
Internacional de Energía Atómica (IAEA) y la Administración de Medicamentos y Alimentos
(FDA) (Narvaiz, 2000).

La irradiación de alimentos es un método físico de conservación, comparable a otros que
utilizan el calor o el frío. Consiste en exponer el producto a la acción de las radiaciones
ionizantes (radiación capaz de transformar moléculas y átomos en iones, quitando
electrones) durante un cierto lapso, que es proporcional a la cantidad de energía que
deseemos que el alimento absorba. Esta cantidad de energía por unidad de masa de
producto se define como dosis, y su unidad es el Gray (Gy), que es la absorción de un Joule
de energía por kilo de masa irradiada (1000 Grays = 1 KiloGray) (Narvaiz, 2000).

Se utilizan actualmente 4 fuentes de energía ionizante:

 Rayos gamma provenientes de Cobalto radioactivo (
60
Co) o del elemento Cesio
radioactivo (
137
Cs). La radiación gamma se usa en forma rutinaria para esterilizar
productos médicos, dentales y para el hogar, también para el tratamiento de radiación
contra el cáncer.
 Rayos X, de energía no mayor de 5 megaelectron-Volt. Se usan ampliamente en la
medicina y en la industria para producir imágenes de estructuras internas.
 Electrones acelerados, de energía no mayor de 10 MeV. Es similar a los rayos X y es un
flujo de electrones impulsados por un acelerador de electrones hacia el alimento (FDA,
2011).

 APLICACIONES

De acuerdo con la cantidad de energía entregada, se pueden lograr distintos efectos:

 En un rango creciente de dosis, es posible inhibir la brotación de bulbos, tubérculos y
raíces (papas sin brote durante 9 meses a temperatura ambiente).
 Esterilizar insectos como la "mosca del Mediterráneo" (Ceratitis capitata) para evitar su
propagación a áreas libres, cumpliendo así con los fines cuarentenarios, en productos
frutihortícolas y granos.
 Esterilizar parásitos, como Trichinella spiralis en carne de cerdo, interrumpiendo su ciclo
vital en el hombre e impidiendo la enfermedad (triquinosis).
 Retardar la maduración de frutas tropicales como banana, papaya y mango (en general
tanto en este caso como en los siguientes, la vida útil se duplica o triplica).
 Demorar la senescencia de champiñones y espárragos.

Prolongar el tiempo de comercialización, por ejemplo, carnes frescas y frutas, por reducción
de la contaminación microbiana total, en un proceso similar al de la pasteurización por
calor, lo cual se denomina "RADURIZACION" (frutillas de 21 días, filete de merluza de 30
días, ambos conservados en refrigeración). Controlar el desarrollo de microorganismos
patógenos no esporulados (excepto virus), tales como Salmonella en pollo y huevos, en un
proceso que se conoce como "RADICIDACIÓN". Por último, esterilizar alimentos, es decir,
aplicar un tratamiento capaz de conservarlos sin desarrollo microbiano, a temperatura

47. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 39

2015
ambiente durante años, lo cual se asemeja a la esterilización comercial, y se indica como
"RADAPERTIZACIÓN" (Narvaiz, 2000).

 CLASIFICACIÓN

La clasificación de la OMS según la dosis, es la siguiente:

 Dosis Baja (hasta 1 kGy): Es usada para demorar los procesos fisiológicos, como
maduración y senescencia de frutas frescas y vegetales, y para controlar insectos y
parásitos en los alimentos (Narvaiz, 2000).
 Dosis Media (hasta 10 kGy): Es usada para reducir los microorganismos patógenos y
descomponedores de distintos alimentos; para mejorar propiedades tecnológicas de los
alimentos, como reducir los tiempos de cocción de vegetales deshidratados; y para
extender la vida en anaquel de varios alimentos (Narvaiz, 2000).
 Dosis Alta (superior a 10 kGy): Es usada para la esterilización de carne, pollo, mariscos y
pescados, y otras preparaciones en combinación con un leve calentamiento para
inactivar enzimas, y para la desinfección de ciertos alimentos o ingredientes, como ser
especias (Narvaiz, 2000).

La FDA exige que los alimentos irradiados contengan el símbolo internacional de irradiación.
Debe fijarse en el símbolo de Radura junto con la declaración “Manipulado con radiación” o
“Manipulado con irradiación” en la etiqueta del producto. Los alimentos a granel, como las
frutas y las verduras, deben estar etiquetados de forma individual o tener una etiqueta al
lado del envase de venta. La FDA no exige que los ingredientes individuales en los alimentos
que contienen múltiples ingredientes como las especias, sean etiquetados (FDA, 2011).

Es importante recordar que la irradiación no reemplaza las prácticas adecuadas de
manipulación de alimentos por parte de los productores, procesadores y los consumidores.
Los alimentos irradiados deben ser almacenados, manipulados y cocinados de la misma
forma que los alimentos que no han sido irradiados, debido a que aún podrían contaminarse
con organismos que provocan enfermedades después de la irradiación si no se siguen las
normas básicas de seguridad alimentaria (FDA, 2011).


Figura 28: Simbología de irradiación (FDA, 2011).

48. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 40

2015
 DESCRIPCIÓN DE UNA INSTALACIÓN DE IRRADIACIÓN

Por lo general la planta consta de (Barbosa et al., 1999):

 Cámara de irradiación
 Blindaje biológico de concreto y acceso en laberinto
 Fuente y contenedor.
 Controles de la fuente.
 Sistemas de irradiación del producto.
 Sistemas de ventilación y seguridad.
 Área de laboratorio y preparación.


Figura 29: Distribución de los sectores mas importantes de la planta de irradiación de
alimentos (Barbosa et al., 1999).

2.1.1.3. ALTA PRESIÓN HIDROSTÁTICA (APH)

La presión se aplica al alimento de una manera isostática. Ello implica que todos los átomos
y moléculas del alimento están sujetos a la misma presión, y exactamente el mismo tiempo,
a diferencia de los procesos térmicos donde ocurren gradientes de temperaturas. La
segunda característica clave de las altas presiones, derivada del principio de Le Chatelier, es
que cualquier fenómeno que dé lugar a un descenso de volumen es favorecido por un
incremento de la presión. Por tanto, la aplicación de altas presiones favorece la formación
de puentes de hidrógeno, mientras que son desestabilizados otros enlaces débiles de las
proteínas. Sin embargo, los enlaces covalentes no son afectados por las altas presiones
(Patterson y Linton, 2010).

La alta presión hidrostática (APH), también denominada pascalización, presurización o
simplemente alta presión, es una tecnología de gran interés en la industria de los alimentos
debido a que es efectiva en la conservación de los mismos. Esta tecnología destaca sobre los

49. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 41

2015
procesos térmicos, pues estos últimos causan inevitablemente una pérdida de nutrientes y
sabores (Téllez et al., 2001).

Hoover, citado por Téllez et al. (2001) considera la presurización la técnica más viable desde
el punto de vista comercial y Meyer et al., citado por Téllez et al. (2001), afirman que de
todos ellos sólo se ha demostrado la efectividad de la APH en la inactivación de esporas y
enzimas. La APH provoca la inactivación de las células microbianas sin alterar la calidad
sensorial ni los nutrientes de los alimentos (Cheftel, citado por Téllez et al., 2001). El efecto
de la alta presión sobre la viabilidad de los microorganismos es una combinación de varias
acciones (Farr, citado por Téllez et al., 2001):

 Cambios en la morfología de la célula, los cuales son reversibles a bajas presiones (<200
MPa) pero irreversibles a presiones altas (>300 MPa).
 Desnaturalización de proteínas a presiones altas debido al desdoblamiento de las
cadenas peptídicas.
 Modificaciones que afectan a la permeabilidad de la membrana celular.

 VENTAJAS

La APH ofrece varias ventajas (Téllez et al., 2001):

 El tratamiento evita la deformación de los alimentos, debido a que la presión se
transmite uniforme e instantáneamente, es decir, no hay gradientes (cumple la
denominada regla isostática). A diferencia de lo que ocurre con los procesos térmicos,
el tratamiento APH es independiente del volumen y de la forma de la muestra, con lo
que se reduce el tiempo requerido para procesar grandes cantidades de alimento.
 No produce deterioro de nutrientes termolábiles como por ejemplo la vitamina C,
tampoco en patata, ni altera otros compuestos de bajo peso molecular,
fundamentalmente aquellos responsables del aroma y sabor.
 Impide el pardeamiento no enzimático en determinados alimentos, pues la APH no
favorece la reacción de Maillard y además evita la oxidación lipídica en ciertos
productos.
 Cambios en las transiciones de fase (congelación a temperaturas bajo cero evitando la
formación de cristales de hielo, disminución del punto de fusión de lípidos,
gelatinización a bajas temperaturas).
 Inactivación/Activación de enzimas para retardar o acelerar procesos de maduración,
fermentación u otro tipo de transformaciones enzimáticas deseables en los alimentos.
 Modificación de la estructura debido a cambios en la configuración proteica:
ablandamiento de textura en carnes y pescados, decoloración de hemoglobina en
sangre de animales, inactivación de ciertas toxinas.
 Extracción de componentes alimentarios (pectinas, pigmentos e incluso agua).
 No precisa de la incorporación de aditivos al alimento.
 Mejora o provoca la aparición de propiedades funcionales en los alimentos.
 No produce residuos, se trata de una energía limpia, lo que iría en consonancia con las
políticas medioambientales de la actualidad.
 Tiene poco gasto energético; por ejemplo, para calentar 1 litro de agua a 30°C se
necesita la misma energía que para presurizar a 400 MPa ese mismo volumen de agua.

50. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 42

2015
 DESVENTAJAS

Con respecto a las desventajas son las siguientes (Téllez et al., 2001):

 El alto costo del equipo, inconveniente que es cada vez menos importante ya que se
están desarrollando equipos cada vez más baratos. Además, se va a ahorrar energía
debido al bajo consumo energético de esta técnica.
 Con los equipos de APH disponibles hasta ahora en el mercado no se pueden diseñar
procesos continuos, aunque sí hay algunos discontinuos que operan en línea (ejemplo:
zumos de frutas). Actualmente, algunas firmas están trabajando en el diseño de
sistemas continuos que operarían en línea.
 Imposibilidad de aplicación en algunos alimentos (frutas, verduras) porque perderían su
forma y aspecto original.
 La desconfianza del consumidor a decidirse a comprar un producto “presurizado” por
ser algo novedoso y desconocido. A pesar de ello, en Japón, USA y algunos países
europeos los productos presurizados se consumen cada vez más.

 APLICACIONES

Las altas presiones, cuentan con aplicaciones de muy diversa índole en la industria
alimentaria, la mayoría de ellas van orientadas a la conservación de los alimentos

En productos cárnicos: Este proceso se aplica en un amplio abanico de productos cárnicos;
jamón cocido lonchas, piezas de pollo o pavo, platos preparados, centros de jamón curado,
etc. (Wikipedia/APH, 2012).

 Desarrollo de nuevos productos cárnicos.
 Lanzamiento de productos dietéticos con bajo contenido en sal y aditivos.
 Exportación de productos alimentarios a los países con mayores exigencias en
seguridad alimentaria (USA, Japón, etc.).
 El tratamiento típico para productos cárnicos se realiza entre 500 y 600 MPa.

En frutas y verduras: Se aplica en un amplio abanico de productos vegetales; salsas, purés,
ensaladas y frutas frescas troceadas (aguacates, cítricos, manzanas, fresas, etc.)
(Wikipedia/APH, 2012).

 Desarrollar y comercializar productos innovadores conservando el sabor y las
propiedades nutricionales de la fruta o del vegetal fresco.
 No elimina los componentes antimutagénicos de cremas de zanahoria, coliflor,
espinaca, brócoli o tomate. De esta forma, se pueden lanzar al mercado nuevos
productos funcionales con propiedades anticancerígenas.
 Exportar productos autóctonos a los países con mayores exigencias en seguridad
alimentaria (Estados Unidos, Japón, etc.).

En zumos y bebidas: Se aplica en diversos tipos de zumos de frutas y vegetales (cítricos,
manzana, fresa, zanahoria, brócoli) y bebidas (alcohólicas, limonada, etc.) (Wikipedia/APH,
2012).

51. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 43

2015

 Desarrollar y comercializar bebidas funcionales innovadoras, con propiedades nutritivas
altamente mejoradas.
 Exportar zumos frescos de frutas a mercados lejanos (Wikipedia/APH, 2012).

En pescados y mariscos: Permite la extracción de forma sencilla de la carne de mariscos
(cangrejos, bogavantes, etc.), sin el uso de tratamientos térmicos que degraden las
propiedades del producto (Wikipedia/APH, 2012).

 Desarrollo de nuevos productos, basados en mariscos y crustáceos, procesados pero no
cocidos.
 La extracción de la carne de ostras y mejillones de sus conchas reduciéndose de esta
forma el uso de medios manuales.
 Reducción de los costes de producción.
 Incremento de la productividad.
 Mejora la seguridad alimentaria.
 Aumenta el rendimiento.

En productos lácteos:
 La leche procesada mediante altas presiones puede mejorar la textura de los productos
elaborados con la misma: por ejemplo, con leche procesada durante 15 minutos a 600
MPa se obtienen yogures con un gel más rígido, y se modifican las propiedades del
cuajo del queso (Wikipedia/APH, 2012).
 El procesado por altas presiones de quesos frescos puede mejorar su maduración y
elimina las bacterias patógenas. Esta puede ser una aplicación interesante para la
higienización de quesos elaborados a partir de leche cruda (Wikipedia/APH, 2012).
 En el yogurt es un proceso ya patentado. Mediante altas presiones tras el envasado se
reportan los siguientes beneficios: Inactivación de levaduras y mohos (hasta 3 meses de
conservación); reducción de los recuentos de Lactobacillus (evita la acidificación);
inactivación de las bacterias contaminantes y acidificantes (sólo las cepas probióticas
sobreviven) (Wikipedia/APH, 2012).

52. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 44

2015
Tabla 04: Aplicaciones de la Alta Presión Hidrostática en diferentes productos alimenticios.
Producto
Alimentario
Condiciones de
tratamiento*
Función de
la Alta Presión
Referencia
Maíz 500 MPa, 5 min
Destrucción de la
estructura cristalina del
almidón.
Hibi et al., 1993
Sorgo 500 MPa, 5 min
Mejora en la calidad de la
malta de sorgo.
Dewar et al.,
1994
Zanahoria 400 MPa, -20°C
Mejora en la textura y
estructura histológica.
Fuchigami et al.,
1997
Kinu-tofu (extracto
de soja)
400 MPa, -20°C
Mejora en la textura y
estructura histológica.
Fuchigami y
Teramoto, 1997
Kommyaku
(gel proteico)
700 MPa, -20°C
Mejora de la textura del
gel.
Fuchigami y
Teramoto, 1997
Carne cruda de vaca
100 – 150 MPa,
30 – 40 min, 20°C
Acelera la maduración,
mejora la vida útil y
provoca ablandamiento.
Cheftel, 1995
Pastel de arroz
400 MPa,
10 min, 45 – 70°C
Reducción de la carga
bacteriana de la materia
prima.
Cheftel, 1995
Salchichas y
pasteles de pescado
400 MPa
Gelatinización, disminución
de la carga bacteriana.
Cheftel, 1995
Sake (aguardiente de
arroz)
Presurización de
partículas
insolubles
Inactivación de las
levaduras, se detiene la
fermentación.
Cheftel, 1995
Mermeladas, yogurt,
salsas, gelatinas de
frutas, geles
400 MPa,10 – 30
min, 20°C
Pasteurización, facilita. Cheftel, 1995
Zumo de mandarina
300 – 400MPa,2
– 3 min, 20°C
Mejora del aroma. Cheftel, 1995
Zumo de pomelo
120 – 400 MPa, 2
– 20 min, 20°C
Reducción del sabor
amargo.
Cheftel, 1995
Abadejo 200 MPa, 50°C
Aumento en la
consistencia.
Park, 2000
Merluza
400 MPa, 3ciclos
5 min, 7°C
Prolonga 2 semanas la vida
útil.
Hurtado et al.,
2000
Lechuga y tomate
300 MPa,
10 min, 20°C
Reduce en 1 log la
población microbiana.
Arroyo et al.,
1997
Fuente: Téllez et al., 2001.

 SISTEMAS Y EQUIPOS GENERADORES DE ALTAPRESIÓN EN ALIMENTOS

En el Sistema Internacional de medidas, la unidad de presión es el Pascal o N/m2, pero esta
es una unidad muy pequeña para medir presiones altas. En la actualidad se utilizan muchas
unidades por lo que es muy útil conocer los factores de conversión de las mismas, pues
según las aplicaciones y el país se emplean unas u otras: 100 MPa = 1 Kbar = 10.2

53. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 45

2015
Kgf/mm
2
=987 atm = 14504 lbf/in
2
(psi) = 6.475tonf/in
2
. Algunos autores incluyen tablas más
completas con la conversión de estas unidades (Téllez et al., 2001).

Sistema de presurización

Según varios autores (Mertens y Deplace; Barbosa-Cánovas et al.; citado por Téllez et al.,
2001) se conocen 3 procesos básicos donde se usan altas presiones con o sin variaciones de
temperatura. En la industria se empleará uno u otro en función de la aplicación a que se
destinen.

En los sistemas de presión isostática en frío (PIF) los materiales en polvo se colocan en un
molde elastómero y se someten a APH. Las presiones aplicadas oscilan entre 50 – 600 MPa,
se opera a temperatura ambiente y el tiempo de tratamiento oscila entre 1 y 30 minutos. El
volumen de la vasija, cilindro o cámara de presurización puede variar entre algunos cm
3
y
más de 1 m
3
. Esta técnica se empleó inicialmente en la industria de metales, cerámica,
carbón – grafito y plástico. Hoy día promete ser la de mayor aplicación en la industria de
alimentos. Cuando estos sistemas se emplean en las industrias alimentarias, el medio o
agente presurizante utilizado es agua potable mezclada con un pequeño porcentaje de
aceite como anticorrosivo y lubricante. En la industria alimentaria se utilizan básicamente
los sistemas de presurización en frío. El procesado de alimentos requiere tiempos de
tratamiento de 5 a 20 minutos y las presiones aplicadas no suelen ser inferiores a 400 MPa y
no superan los 900 MPa (Téllez et al., 2001).

Los otros 2 sistemas se diferencian básicamente por el rango de temperaturas aplicadas.
Así, los sistemas de presión isostática templada (PIT) emplean temperaturas que oscilan
entre 20°C y 200°C, mientras que los de presión isostática caliente (PIC) utilizan
temperaturas de unos 2000°C y el medio presurizante es un gas. El primer equipo para
procesar alimentos que emplea alta presión fue diseñado por Mitsubishi Heavy Industries
Ltd. en Japón (Pothakamury et al., citado por Téllez et al., 2001).

Métodos de presurización

La alta presión se puede producir por distintos métodos: Compresión directa, compresión
indirecta o por calentamiento del medio presurizante (Téllez et al., 2001).

Para lograr la compresión directa, se emplea un pistón para presurizar; la alta presión es
generada por la presurización del medio a través del extremo del pistón de diámetro
pequeño. Este método permite compresiones muy rápidas, pero las limitaciones del sellado
entre el pistón y la superficie interna de la vasija restringen su uso a laboratorios pequeños
o a plantas piloto (Téllez et al., 2001).

En el método de compresión indirecta, se usa un intensificador de alta presión para
bombear el medio presurizante desde un depósito hacia la cámara de presurización y así se
alcanza la presión deseada. Este es el método más empleado a escala industrial (Téllez et al.,
2001).

54. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 46

2015
En cuanto al tercer procedimiento, se basa en la propiedad de expansión del medio
presurizante cuando se le aplica temperatura, produciéndose una elevación de la presión. El
efecto se logra cuando se combina alta presión con alta temperatura. Este método requiere
un control muy preciso de la temperatura dentro del volumen interno total de la cámara de
presurización (Téllez et al., 2001).





Figura 30: Máquinas horizontales NC Hyperbaric, en una línea de producción (400 y 600
MPa) (Nc Hyperbaric, 2012).


Hiperbaric 55
Hiperbaric 120
Integrated Range
Tandem Concept

55. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 47

2015
2.1.1.4. PULSOS ELÉCTRICOS DE ALTO VOLTAJE (PEAV)

Los pulsos eléctricos de alto voltaje (PEAV) son una nueva tecnología de procesado de los
alimentos que consiste en la aplicación intermitente de campos eléctricos de alta intensidad
y corta duración (μs) a un material colocado entre dos electrodos. Estos tratamientos
provocan la permeabilización de las células tanto eucariotas como procariotas sin apenas
aumentar la temperatura del medio. Los efectos de los PEAV han sido estudiados en
profundidad debido a las numerosas aplicaciones de esta tecnología en distintas áreas como
la biología celular, la biotecnología, la medicina y más recientemente en la tecnología de los
alimentos. Las dos principales aplicaciones en esta última área son la inactivación
microbiana a temperaturas que no afectan a las propiedades de los alimentos y la mejora de
la transferencia de masa a través de las membranas celulares (Álvarez y Raso, 2010).

 APLICACIONES

Los pulsos eléctricos de alto voltaje provocan un fenómeno conocido como electroporación
que conduce al aumento de la permeabilidad de las membranas celulares, tanto de células
eucariotas como procariotas. Este efecto causado por estos tratamientos se está
investigando para inactivar microorganismos y pasteurizar alimentos a temperaturas que no
afecten a las propiedades de los alimentos y para permeabilizar células eucariotas con el
propósito de mejorar procesos de transferencia de masa en la industria alimentaria (Álvarez
y Raso, 2010).

Aunque las ventajas de la tecnología de los pulsos eléctricos de alto voltaje para distintas
aplicaciones se han demostrado tanto a escala de laboratorio como de planta piloto, por el
momento, sólo ha habido una aplicación industrial de esta tecnología para la pasteurización
de zumos de frutas. Sin embargo, cabe esperar que el esfuerzo que se está realizando,
especialmente, para el desarrollo de equipos, pronto dé sus frutos y esta tecnología se
convierta en un tratamiento habitual en la industria alimentaria, no sólo para conservación
de alimentos líquidos sino también como método de mejora de la extracción de
componentes intracelulares de interés para la industria alimentaria (Álvarez y Raso, 2010).


Figura 31: Mecanismo de inactivación celular por PEAV. “E”: intensidad del campo eléctrico.
“Ec”: intensidad del campo eléctrico crítica (Álvarez y Raso, 2010).

56. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 48

2015

En la figura 05 (A), se muestra el incremento de las cargas de diferente signo a ambos lados
de la membrana, provocando que aparezcan unas fuerzas de atracción electrostáticas que
comprimen la membrana. Cuando el potencial transmembrana generado por el campo
eléctrico aplicado supera el valor de 1 voltio, la compresión de la membrana es tan intensa
que provoca la formación de poros como se observa en la figura 05 (B). El número y tamaño
de los poros formados depende de la intensidad del campo eléctrico y del tiempo de
tratamiento. Cuando se aplican campos eléctricos superiores a la intensidad del campo
eléctrico crítica o tiempos de tratamiento más largos, aumenta el número y tamaño de los
poros, lo que provoca una permeabilización irreversible de la membrana o incluso su
ruptura mecánica como se observa en la figura 05 (C).

 GENERADOR DE PEAV

El generador de pulsos eléctricos de alto voltaje está constituido por un generador de
corriente eléctrica continua de alto voltaje, un condensador y un interruptor. El generador
de corriente eléctrica continua transforma la corriente alterna de la red eléctrica en
corriente continua con laque se carga el condensador. El condensador, o condensadores,
son el almacén de energía eléctrica que se descargará en la cámara de tratamiento a través
del interruptor. El interruptor controla el paso de la corriente eléctrica desde el
condensadora la cámara de tratamiento (Álvarez y Raso, 2010).


Figura 32: Esquema básico de un sistema de generación de PEAV (Álvarez y Raso, 2010).

2.1.1.5. PULSOS DE LUZ

La tecnología de pulsos lumínicos es aplicable mayoritariamente en la esterilización o
reducción de la población microbiana en las superficies de los materiales de envasado, en el
equipo de envasado y procesado, en alimentos y en aparatos médicos, así como en muchas
otras superficies. Tradicionalmente, el material de envasado utilizado en el procesado
aséptico es esterilizado con peróxido de hidrógeno. Los residuos de peróxido de hidrógeno
en el material de envasado o en el producto alimentario pueden ser altamente indeseables.
Los pulsos lumínicos se pueden utilizar para reducir o eliminar la necesidad de
desinfectantes y conservantes químicos (Barbosa et al., 1999).

57. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 49

2015

El espectro de luz utilizado para los propósitos de esterilización incluye longitudes de onda
desde el ultravioleta (UV) a longitudes de onda en la región del infrarrojo cercano. El
material a esterilizar se expone al menos a un pulso de luz teniendo una densidad
energética en el intervalo de alrededor 0,01 a50 J/cm
2
en la superficie, utilizando una
distribución de longitudes de onda talque al menos el 70% de la energía electromagnética se
distribuya en un intervalo de longitud de onda desde 170 nm a 2600 nm (Barbosa et al.,
1999).

 GENERADORES DE PULSOS LUMÍNICOS

Pulse Bright utiliza una técnica conocida como procesado con energía pulsada.
Almacenando energía eléctrica en un condensador de almacenamiento de energía eléctrica
de alta densidad y liberándola en pulso cortos de alta intensidad, se pueden generar niveles
de potencia con máximos altos. Tales pulsos de potencia con máximos altos de energía
eléctrica se pueden utilizar para crear pulsos intensos de luz o pulsos de campo eléctrico
elevado. La energía almacenada pulsa una lámpara de gas inerte para producir un destello
intenso de luz duradero sólo unos pocos cientos de microsegundos (Barbosa et al., 1999).

El sistema Pure Bright de generación de pulsos lumínicos consiste en dos partes principales:
la unidad de potencia y la unidad de la lámpara. La unidad opera convirtiendo la potencia AC
del voltaje de cable en potencia DC de alto voltaje. La DC de alto voltaje se utiliza para
cargar un condensador. Una vez cargado el condensador hasta el punto programado, un
interruptor de alto voltaje descarga la energía lumínica desde el condensador a las
lámparas. La frecuencia de encendido de Ia lámpara se puede controlar con un controlador
interno o conectando con el controlador de la máquina de envasado/procesado (Barbosa et
al., 1999).


Figura 33: Pulso Beamer, usa para esterilizarlas superficies interiores de las tapas de botellas
(ECONOS JAPAN CO., LTD., 2005).

 APLICACIONES

Los pulsos lumínicos pueden inactivar microorganismos en el material utilizado en el
envasado del procesado aséptico, en alimentos líquidos, sólidos tales como productos

58. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 50

2015
cárnicos y pescados yen alimentos hechos al horno. El sistema Pure Bright puede reducir la
población de microorganismos vegetativos en cerca de nueve ciclos logarítmicos, y la
población de esporas se puede reducir en siete ciclos logarítmicos en una superficie lisa no
porosa. En superficies porosas y complejas tales como carne, se obtiene una reducción
aproximada de dos a tres ciclos logarítmicos. También se ha observado que las esporas de
mohos antes que las esporas bacterianas son más resistentes a la luz UV (Barbosa et al.,
1999).

En el caso de productos cárnicos, rodajas finas permiten la penetración de la luz a través del
material alimentario. Además, productos cárnicos preparados y procesados tales como
salchichas y empanadas de carne picada se pueden tratar para aumentar su vida comercial
bajo refrigeración sin necesidad de congelación. De forma similar, hortalizas (patatas y
tomates), frutas (manzanas y plátanos), y productos alimentarios preparados (pastas y
platos de arroz) se pueden tratar para aumentar su vida comercial. Los tomates después de
pocos días son muy propensos a la formación de mohos en su superficie, incluso cuando son
almacenados bajo refrigeración. Los tomates frescos tratados con pulsos lumínicos de Pure
Pulse Technologies y almacenados bajo refrigeración permanecen aceptables durante 30
días. De modo análogo, rodajas de pan blanco tratadas a través del material de envasado
mantuvieron un aspecto fresco durante más de 2 semanas, mientras que rodajas de pan
blanco no tratadas se vuelven mohosas. La exposición a los pulsos lumínicos reduce las
poblaciones de listeria y salmonella inoculadas en carne, con mínimos cambios en el
contenido de nutrientes (Barbosa et al., 1999).

Las superficies de alimentos y de materiales de envasado son normalmente expuestas entre
1 y 20 pulsos lumínicos de alta intensidad y corta duración. La corta duración de cada pulso
permite la localización espacial de los efectos letales de los pulsos lumínicos en una capa
fina, tal como la superficie del producto (Barbosa et al., 1999).

Según Barbosa et al. (1999), indican que además de la desinfección de alimentos, los pulsos
lumínicos intensos también se pueden utilizar para el tratamiento de:

 Cosméticos e ingredientes utilizados en la elaboración de cosméticos.
 Equipo, productos, aparatos o áreas que requieran un alto grado de limpieza, por
ejemplo, el envasado aséptico.
 Equipo de procesado de alimentos, para reducir los niveles de contaminación y la
posibilidad de recontaminación.
 Efluentes de aguas procesada o parcialmente procesada, para reducir la carga
microbiana o viral.
 Aire u otros gases o compuestos gaseosos, para reducir la carga de microorganismos.

2.1.1.6. CAMPOS MAGNÉTICOS OSCILATORIOS (OMF)

La utilización de campos magnéticos oscilatorios para inactivar microorganismos posee un
potencial de pasteurización de alimentos con una mejora de la calidad y vida comercial
comparada con los procesos convencionales de pasteurización (Barbosa et al., 1999).

59. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 51

2015
Los campos magnéticos, en general, influyen en la dirección de migración y alteran el
crecimiento y reproducción de los microorganismos. Los campos magnéticos aumentan la
síntesis de ADN, cambian la orientación de biomoléculas y biomenbranas en una dirección
paralela o perpendicular al campo magnético aplicado, y cambiando de flujo iónico a través
de la membrana plasmática provocando una alteración de la velocidad de reproducción de
la célula. La población de células nocivas se reduce cuando es colocada en campos
magnéticos oscilatorios, facilitando el tratamiento del cáncer (Barbosa et al., 1999).

Muchos métodos de conservación de alimentos alteran significativamente la naturaleza del
alimento o imparte características indeseables. Por ejemplo, la leche adquiere un aroma a
cocido cuando está sujeta a un procesado térmico. Alimentos tales como queso y cerveza
son productos de fermentación con microorganismos. Una fermentación más allá del
alcance deseado provoca el deterioro de los productos alimentarios. Por tanto, los
microorganismos deberían ser inactivados después de la fermentación deseada. La
tecnología de campos OMF será útil en la inactivación de microorganismos después de la
fermentación deseada (Barbosa et al., 1999).

El requisito más importante de un alimento satisfactoriamente conservado con la tecnología
de campos magnéticos es que posean una resistividad eléctrica elevada, mayor que 10 a 25
Ohmios-cm. Muchos alimentos poseen resistividad eléctrica en este intervalo. Por ejemplo,
la resistividad eléctrica de zumo de naranja es de 30 Ohmios-cm. La intensidad de campo
magnético aplicada es función de la resistividad y espesor de alimento que se está
magnetizando, con intensidades de campo magnético elevadas utilizadas para las
resistividades más pequeñas y los espesores más altos. Los sistemas alimentarios
conservados con campos magnéticos fueron: Leche con Streptococcus thermophilus; yogurt
con Saccharomyces; zumo de naranja con Saccharomyces y rollos de pasta Brown'N Server
con esporas bacterianas (Barbosa et al., 1999).

La conservación de alimentos con campos magnéticos supone que se cierre el alimento en
una bolsa de plástico, sometiéndolo de 1 a 100 pulsos en un campo OMF con una frecuencia
entre 5 y 500 KHz a una temperatura de0°Ca 50°Ccon un tiempo total de exposición en el
intervalo de 25 µs a 10 ms. El tiempo de exposición es igual al número de pulsos
multiplicado por la duración de cada pulso. La duración de cada pulso incluye 10
oscilaciones. Después de 10 oscilaciones, el decaimiento sustancial del campo magnético
tiene un efecto despreciable. Con los campos magnéticos no se puede utilizar un envase
metálico (Barbosa et al., 1999).

Antes del tratamiento con campos OMF no se necesita una preparación especial del
alimento. Las frecuencias más altas que 500 KHz son menos efectivas para la inactivación
microbiana y tienden a calentar el material alimentario. Los tratamientos con campos
magnéticos se llevan a cabo a presión atmosférica y a una temperatura que estabiliza el
material alimentario. El alimento se esteriliza sin ningún cambio detectable en la calidad. La
temperatura del alimento aumenta de 2°Ca 5°C, y las propiedades organolépticas cambian
muy poco después de un tratamiento con campos magnéticos (Barbosa et al., 1999).

60. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 52

2015
Tabla 05: Inactivación de microorganismos de deterioro de alimentos con campos
magnéticos.
Tipo de
alimento
Temperatura
(°C)
Intensidad
de campo
(Tesla)
Numero
de
pulsos
Frecuencia
de los
pulsos
(Khz)
Recuento
inicial de
bacterias/ml
Recuento
final de
bacterias/ml
Leche 23 12 1 6 25000 970
Yogurt 4 40 10 416 3500 25
Zumo de
naranja
20 40 1 416 25000 6
Masa de
panecillos
listos para
hornear
7,5 1 8,5 3000 1
Fuente: Hofmann, citado por Barbosa et al. (1999).

 VENTAJAS

 Desnaturalización térmica mínima de propiedades nutritivas y organolépticas.
 Necesidades energéticas reducidas para un adecuado procesado.
 Tratamiento potencial de alimento en el interior de envases flexibles de película para
prevenir la contaminación postproceso (Barbosa et al., 1999).

2.1.1.7. PLASMA FRÍO

El plasma, conocido como el "cuarto estado de la materia" (después del estado sólido,
líquido y gaseoso), es una mezcla cargada altamente energética de átomos gaseosos, iones y
electrones. El plasma tiene una amplia gama de aplicaciones potenciales, entre ellas la
producción y control de la energía, los tratamientos biomédicos y la recuperación del medio
ambiente (Drexel University, 2012).

En el sector alimentario las tecnologías basadas en plasma frío permiten la eliminación de
patógenos del aire y de las superficies en contacto con los alimentos, asegurando de esta
forma la seguridad de los alimentos y su mejor conservación. En la actualidad hay un interés
creciente por la incorporación de esta tecnología a las líneas de procesado (Ainia, 2010).

Baxx ha desarrollado y patentado un equipo de plasma frío capaz de eliminar bacterias,
virus y esporas en el ambiente. El plasma frío se basa en la dispersión en el aire de radicales
hidroxilo (OH-), formados a partir de la humedad del ambiente. Estos inestables hidroxilos
se adhieren a la pared celular de las bacterias robándoles los átomos de hidrógeno
causando su muerte. Como resultado de este proceso, se eliminan los microorganismos
patógenos (Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Campylobacter, Listeria
monocytogeneses, Pseudomonas y Aspergillus niger) y se forma agua (Ainia, 2010).

Experiencias llevadas a cabo por los desarrolladores de la tecnología indican que tras 90
minutos, la efectividad del sistema en la eliminación de bacterias transportadas por el aire
es del 99% mientras que en las trazas de virus la efectividad es del 88.96% (Ainia, 2010).

61. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 53

2015
 APLICACIONES

 Puede emplearse en procesos de descongelación, enfriamiento, procesado, envasado
de los alimentos y en la eliminación de olores no deseados.
 Es capaz de elimina los microorganismos garantizando la seguridad de los alimentos y
una mejor conservación.
 Este sistema no reemplaza el uso de técnicas de limpieza e higienización sino que se
trata de un sistema adicional que mejora la eficacia de los procesos de desinfección
(Ainia, 2010).

En el estudio de Drexel University (2012), las muestras de pollo fresco contaminado con las
bacterias Salmonella enterica y Campylobacter jejuni fueron tratadas con plasma durante
distintos periodos de tiempo. El tratamiento con plasma eliminó o casi eliminó las bacterias
cuando se encontraban en niveles bajos en la pechuga de pollo sin piel y en la piel de pollo,
y redujo significativamente la cantidad de bacterias cuando los niveles de contaminación
eran altos.


Figura 34: Tratamiento de pechuga de pollo con plasma (Drexel University, 2012).

2.1.1.8. TECNOLOGÍA DE SEPARACIÓN POR MEMBRANAS

Las membranas se caracterizan esencialmente por su permeabilidad y su rechazo. La
permeabilidad se refiere al caudal de filtrado o permeado que la atraviesa por unidad de
superficie. Su valor depende de su naturaleza y porosidad, así como de las condiciones de
operación y la naturaleza de la alimentación a tratar. Generalmente se expresa en litros o en
kg por unidad de tiempo y área de membrana (1/h.m
2
o Kg/h m
2
) y en muchas ocasiones y a
efectos comparativos (sobre todo en ósmosis inversa y nanofiltración) se puede expresar
por: unidad de fuerza impulsora (atm. o bar) (1/h.m
2
.bar) (Blanco et al., 2006).

La permeabilidad de una membrana determina el tamaño de la instalación industrial y es en
realidad inversamente proporcional a la misma. Más importante aún que la permeabilidad
es el rechazo de la membrana, que es la capacidad de retención de determinados solutos.

62. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 54

2015
Cuando se desea una concentración o una purificación se busca que la especie de interés
quede completamente retenida en la fracción denominada concentrada, mientras que el
resto de "contaminantes" pasen lo más libremente posible a la corriente de permeado. Si
una membrana no cumple este requisito debe de ser desechada inmediatamente. A priori,
el rechazo de una membrana está relacionado con su porosidad (Blanco et al., 2006).

Tabla 06: clasificación de operaciones impulsadas por la presión.
Operación
Presión
(bar)
Permeabilidad
en proceso
(L/h.m
2
)
Tamaño de
poro
Principio de
separación
Microfiltración (MF) 0,1 – 2 > 50 0,05 – 10 mm Convectivo
Ultrafiltración (UF) 1 – 5 10 – 60 1 – 100 nm Convectivo
Nanofiltración (NF) 5 – 20 5 – 30 < 2 nm Convec./Difus.
Osmosis inversa (OI) 10 – 100 < 40 < 1 nm Difusional
Fuente: Blanco et al., 2006.

 VENTAJAS

 Son técnicas que pueden trabajar a temperatura ambiente y que no requieren cambios
de fase, puede llevar a cabo una concentración o purificación a baja temperatura sin
que se altere o desactive por calor.
 Son consideradas como técnicas limpias, ya que no requieren la adición de productos
químicos.
 Son sistemas modulares que pueden ajustarse fácilmente a moderados, cambios de
productividad sin necesidad de grandes inversiones, por lo que se adapta muy bien a
limitadas oscilaciones de los mercados que a veces obligan a la industria a modificar los
procesos productivos.
 Los constantes desarrollos en nuevos materiales están permitiendo separación cada vez
más finas tanto en lo que se refiere a la naturaleza de las sustancias a separar como la
eficacia de separación (Blanco et al., 2006).

 DESVENTAJAS

 Solamente pueden tratar disoluciones relativamente diluidas (máximo 30% de extracto
seco).
 Son procesos intermitentes como consecuencia de la polarización por concentración y
del ensuciamiento de la membrana. Durante la limpieza el proceso no solamente no es
productivo sino que es consumidor de productos químicos que pueden afectar el
comportamiento y la vida de las membranas.
 La vida media de las membranas puede llegar a ser muy corta si la selección no es la
adecuada o si los procesos productivos y de limpieza no se controlan adecuadamente.
 El coste de sustitución de las membranas puede llegar a ser un porcentaje importante
del coste total de la planta.
 Generalmente es necesario la realización de algún tipo de experimento preliminar para
evaluar las posibilidades reales de la tecnología a nivel industrial, además, para
acercarse al tipo de membrana y condiciones optimas de trabajo (Blanco et al., 2006).
 APLICACIONES

63. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 55

2015

En la industria alimentaria los procesos de separación por membranas se utilizan
fundamentalmente para la concentración, fraccionamiento y purificación de productos
líquidos. Entre las distintas técnicas de membranas, las más utilizadas son la microfiltración
(MF), ultrafiltración (UF), nanofiltración (NF) y ósmosis inversa (OI). La separación de gases
se utiliza únicamente en el sector de frutas y vegetales durante el envasado en atmósfera de
nitrógeno (Blanco et al., 2006).

Cada vez es más frecuente la utilización de técnicas de separación por membranas en la
industria alimentaria con el objetivo de tratar y revalorizar los subproductos y residuos
generados durante el procesado. Además, la utilización de procesos de separación por
membrana para el acondicionamiento del agua utilizada en este tipo de industrias es
también muy amplia (Blanco et al., 2006).

Tabla 07: Procesos de separación por membrana en distintos sectores de la industria
alimentaria.
SECTOR APLICACIÓN TIPOS DE MENBRANA
Aceites y grasas Tratamiento de aguas residuales. OI
Azúcar
Preconcentración de soluciones diluidas
de azúcar.
UF
Concentración de jarabes. UF/OI
Recuperación de azúcar de agua de
lavado.
UF/OI
Clarificación de azúcar. MF/UF
Clarificación de dextrosa. MF/UF
Bebidas
Estabilización en frío de cerveza. MF/UF
Decoloración de vino Y vinagre.
OI
Desalcoholización de vino y cerveza.
Concentración de mosto. NF
Tratamiento de agua residual. OI/UF/NF
Pre-tratamiento de agua. OI
Recuperación de fermento de levadura. MF
CARNES
Fraccionamiento de sangre.
UF Recuperación de proteínas.
Concentración de gelatina.
Frutas y
vegetales
Concentración de zumo de tomate. OI/UF
Tratamiento de aguas residuales. OI/UF/NF
Concentración de zumos. OI/UF
Concentración de aromas. UF/OI
Recuperación de proteínas de soja. UF
Concentración de extracto de café. OI
Industria láctea
Concentración del suero.
Concentración de leche.
Desmineralizado de leche
Tratamiento de residuos.
OI
OI/NF
NF
UF/NF

64. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 56

2015
Concentración de huevos.
Eliminación de agua de la clara de huevo.
Eliminación de grasas.
UF
OI
MF
Molienda
cereales
Tratamiento de agua residual
Recuperación de sub-productos.
UF/NF
UF
Fuente: Blanco et al., 2006.

 ÓSMOSIS INVERSA (OI)

La concentración de zumos mediante OI se ha venido estudiando durante los últimos 30
años. Las ventajas que ofrece OI sobre los procesos tradicionales de evaporación son un
menor daño térmico del producto, el aumento en la retención de aromas, menor consumo
energético y menores costes de equipos. Por el contrario, la desventaja principal de la OI es
su incapacidad para producir zumos de concentración superior a 25-30 °Brix (inferiores a los
estándares de la industria) debido a las elevadas presiones osmóticas. A pesar de ello son
numerosos los estudios que se encuentran en la bibliografía sobre utilización de OI para la
concentración de una gran variedad de zumos (manzana, pera, pomelo, kiwi, piña, tomate)
en los que se estudia el efecto de las condiciones de operación, el tipo de membrana y la
configuración del módulo en el flujo de permeado y en la retención de compuestos
relacionados con el aroma del zumo. En general, se han obtenido mejores resultados de
retención de aromas mediante la utilización de membranas de poliamida que con las de
acetato de celulosa o polieter-urea (Chua et al.; Fukutani y Ogawa; Sheu y Wiley; citado por
Blanco et al., 2006). También se han observado diferencias en la retención de aromas en
distintas configuraciones de membranas. Chou et al., citado por Blanco et al. (2006)
observaron durante la concentración de zumo de manzana una mayor retención de n-
hexanal utilizando módulos de placas que con un módulo espiral. Por otra parte, un
aumento de la presión transmembranaria (PTM) da como resultado un aumento del flujo de
permeado, una reducción del tiempo de procesado y unas pérdidas menores de compuestos
aromáticos atribuidos a la volatilización y a la adhesión a la membrana. La PTM afecta
también a la máxima concentración que puede ser obtenida, variando desde 19 hasta 27,5
°Brix para un aumento de 35 a 55 bar (Álvarez et al., citado por Blanco et al., 2006). En el
cuadro 08, se presentan las ventajas e inconvenientes de la utilización de OI para producir
armos concentrados.













Tabla 08: Ventajas e inconvenientes de la OI para la concentración de zumos de frutas.

65. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 57

2015
VENTAJAS INCONVENIENTES
ASPECTOS TÉCNICOS
 Amplio espectro de aplicación industrial.
 Empleo de temperaturas moderadas.
 Disponible a nivel comercial combinado
con evaporadores al vacío y sistemas de
recompresión de vapor.
 Ensuciamiento de membranas
 Elevadas presiones
 Necesidad de un pretratamiento de
inactivación de enzimas.
 Concentración de zumo limitada a 22-23
°Brix.
 Perdida de aromas durante el proceso.
 Dificultad para el tratamiento de
soluciones con elevado nivel de solidos en
suspensión.
ASPECTO ECONÓMICO
 Energética y económicamente mejor
comparada con la evaporación térmica.
 Elevado coste relacionado con la
sustitución de la membrana.
 Coste elevados procesos.
Fuente: Blanco et al., 2006.

2.1.2. TRATAMIENTO QUE CONLLEVAN A UN CONTROL DE MICROORGANISMOS

2.1.2.1. REDUCCIÓN POR TEMPERATURA

2.1.2.1.1. REFRIGERACIÓN

El almacenamiento refrigerado correcto de frutas y hortalizas se efectúa, en términos
generales, lo más pronto posible después de la recolección y se aplica, tan solo, a productos
de un grado de madurez adecuado y de buena calidad comercial. Cada fruta y cada hortaliza
una vez cosechadas, tienen un potencial de vida, que está determinado fundamentalmente
por su intensidad respiratoria y por sus reservas metabólicas. Este potencial de vida es la
expresión directa de la calidad de conservación; sin embargo el marchitamiento, la
podredumbre y la súper madurez pueden reducir simplemente la maduración de la vida en
el curso de almacenamiento frigorífico, es obvio que, salvo algunas excepciones, cuanto
antes se someta al producto, después de la recolección, a la temperatura idónea de
almacenamiento, mayor será el tiempo de conservación ya que la temperatura gobierna y
reduce los tres procesos mencionados, los factores más importantes que influyen en la
conservación de frutas y hortalizas al estado refrigerado son la calidad inicial del producto,
la pre refrigeración y las condiciones de conservación (Hall, 1974).

 CONSERVACIÓN POR REFRIGERACIÓN

Involucra el uso de bajas temperaturas como medio de eliminar o retardar la actividad de
los agentes degenerativos (microorganismos y enzimas). El grado de temperatura baja varía
con el tipo de producto almacenado y con el periodo de tiempo en almacenaje. La
utilización de una u otra técnica esta acondicionada por la naturaleza y características del
propio producto, por la necesidad de un enfriamiento más o menos rápida, muy ligado al
valor de su intensidad respiratoria, por el destino que se vaya a dar al producto, por el costo

66. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 58

2015
y/o consumo energético de la tecnología a aplicar por el coeficiente de utilización de la
misma (Hall, 1974).

 CONDICIONES Y TEMPERATURAS DE ALMACENAMIENTO

Las condiciones dependerán del tipo de producto y periodo de almacenamiento. Cada
producto tiene su temperatura de almacenamiento, sino se controlan estrictamente estos
rangos, se tendrán problemas con las “enfermedades de almacenamiento por frio”, la
temperatura influye de forma muy importante en la vida del producto y cambios en la
misma pueden afectar muy sensiblemente al tiempo de conservación, si bien la influencia
de pequeños cambios en la temperatura tiene mayor efecto a temperaturas más bajas que
las altas (Hall, 1974).


Figura 35: Efectos de temperatura sobre el tiempo de conservación de algunas variedades
de manzana y pera (Wills, 1981).

 HUMEDAD Y MOVIMIENTO DEL AIRE

El almacenamiento de alimentos deteriorables requiere de un control de: temperatura,
humedad y movimiento del aire. En el almacenamiento de alimentos frescos como la carne,
pescado, frutas, vegetales, quesos y huevos, tan importante como el control de la
temperatura del espacio refrigerado en el que se almacenan, es el control de la humedad y
los movimientos de aire (Hall, 1974).

Una de las principales causas del deterioro de estos alimentos frescos es la pérdida de
humedad en la superficie del producto por la evaporación del aire, un proceso conocido
como deshidratación. Las frutas y vegetales a consecuencia de la deshidratación se arrugan
y marchitan a la vez que pierden peso y vitaminas. Las carnes y quesos, pierden color y
merman. También aumenta su velocidad de la oxidación, los huevos, también pierden peso
(Hall, 1974).

67. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 59

2015
 CONDICIONES DEL PRODUCTO AL ENTRAR A ALMACENAMIENTO

Las frutas y hortalizas frescas que van a hacer conservadas por el frio deben estar tan
exentas como sea posible de daños de origen mecánico que puedan ser vía de acceso para
la invasión y posterior desarrollo de los microorganismos causantes de podredumbres.
Asimismo los productos deben estar libres de ataques de insectos, hongos o bacterias y de
residuos de plaguicidas en dosis superiores a las admitidas por la legislación. Es pues
mediante el almacenamiento de frutas y hortalizas de alta calidad inicial como puede
alcanzarse una conservación adecuada en el tiempo y con un mantenimiento de calidad
suficiente que permita su buena comercialización a la salida de la cámara frigorífica (Hall,
1974).

Tabla 09: Tiempo de conservación de frutas.
Producto
Tiempo de conservación (semanas)
0 a 4°C 5 a 9°C 10 a 12°C
Muy perecederas (0 – 4 Sem.)
Albaricoque
Cereza
Frambuesa
Fresa
Higo
Mango
Melón
Papaya coloreada
Papaya verde
Plátano verde
Plátano maduro
Sandia

Perecederas (4 – 8 Sem.)
Aguacate
Ciruela
Mandarina
Melocotón
Piña madura
Piña madura
Uva

Semi-perecedera (6 – 12 Sem.)
Coco
Melón
Naranja

No Perecederas (+ de 12 Sem.)
Limón
Manzana

2 a 4
1 a 3
3 a 5 días
1 a 5 días
1 a 2










2 a 7

1 a 4


4 a 6


6 a 8

8 a 12



8 a 30






2 a 6
1 a 3
1 a 3



2 a 3


2 a 4

4 a 6

2 a 4






4 a 8







10 a 12

1 a 3
1 a 3
5 a 10 dias








4 a 6




8 a 12



12 a 20
Fuente: Hall, 1974.

68. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 60

2015
Tabla 10: Tiempo de conservación de verduras.
Producto
Tiempo de conservación (semanas)
0 a 4°C 5 a 9°C 10 a 12°C
Muy perecederas (0 – 4 Sem.)
Alcachofa
Berenjena
Brécol
Coles de Bruselas
Coliflor
Espárragos
Espinaca
Guisante (vaina)
Haba
Lechuga
Maíz dulce
Pepino
Pimiento dulce
Setas

Perecederas (4 – 8 Sem.)
Col
Tomate verde

Semi-perecedera (6 – 12 Sem.)
Puerro

No Perecederas (+ de 12 Sem.)
Ajo
Batata
Calabaza
Cebolla
Chirivía
Nabo
Patata
Remolacha

3 a 4

1 a 2
2 a 4
2 a 4
1 a 2
1 a 3
1 a 3
2 a 3
1 a 3
1 a 2


5 a 7 días


4 a 8



6 a 10
8 a 12

28


12 a 28
12 a 20
16 a 24

12 a 20


1









1 a 2
1 a 3
















16 a 24



2















1 a 3






16 a 24
12 a 24
Fuente: Hall, 1974.

 ENFRIAMIENTO DEL PRODUCTO

El enfriamiento se distingue del almacenamiento en que el producto entra a la cámara o
cuarto de almacenamiento a una temperatura elevada (generalmente, temperatura de
cosecha o sacrificio) y se enfría tan rápido como sea posible a la temperatura de
almacenamiento. El equipo de refrigeración debe tener la capacidad suficiente para evitar
que la temperatura del cuarto de enfriamiento se eleve excesivamente durante el periodo
máximo de enfriamiento (Hall, 1974).

69. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 61

2015
 HUMEDAD RELATIVA Y VELOCIDAD DEL AIRE EN CUARTOS DE ENFRIAMIENTO

La humedad relativa es un factor que influye de forma muy notable en el almacenamiento
frigorífico en frutas y hortalizas. Si es demasiado baja se produce el marchitamiento y la
deshidratación, si es demasiado elevada se favorece el desarrollo de microorganismos y por
lo tanto la podredumbre, siendo muy difícil el control de estas cuando la humedad relativa
se aproxima al 100 %, pues se origina la condensación de la humedad sobre la superficie de
productos. Se recomienda para la mayoría de frutas y hortalizas una humedad relativa del
85-95 % con algunas excepciones, como es el caso de los frutos secos, dátiles, cebollas y
bulbos, ya se ha dicho en términos generales, las frutas muestran síntomas apreciables de
marchitamiento cuando la pérdida de peso por evaporación del agua alcanza el 5 % (Hall,
1974).

La deshidratación también es considerada cuando la presión del vapor del alimento es
mayor que la presión del vapor del aire que circula alrededor. La rapidez de la pérdida de
humedad del producto es proporcional a la diferencia entre las presiones del vapor y el área
de superficie expuesta del producto. Esta diferencia de presión se produce por la humedad
relativa y la velocidad del aire en el recinto (Hall, 1974).


Figura 36: Influencia de la humedad relativa en la pérdida de peso de manzanas Golden
Delicious (1), Grimes Golden (2) y Jonathan (3) (Wills, 1981).

Las condiciones ideales para prevenir la deshidratación serían el 100% de humedad relativa
con aire estancado pero esto es inviable ya que provocaría un alto crecimiento de hongos.
Además una correcta circulación de aire alrededor del producto es necesaria para la
adecuada refrigeración del mismo (Muñoz, 1985).

70. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 62

2015
 CONDICIONES ESPECÍFICAS PARA LA CONSERVACIÓN DE FRUTAS Y HORTALIZAS AL
ESTADO REFRIGERADO

Como todo ser vivo las frutas y hortalizas presentan grandes variaciones de una especia a
otra, de una variedad a otra incluso de un individuo a otro. Ante la imposibilidad, en la
práctica comercial, de dar recomendación de conservación a nivel individual se dan
orientadas sobre como llevara cabo el almacenamiento a nivel de especie y a nivel de
variedad, de algunas variedades ante unas mismas condiciones de conservación (Hersom,
1996).

 VARIACIONES GRADUALES DE LA TEMPERATURA

Mediante este procedimiento se procede a un descenso escalonado de la temperatura con
el fin de evitar la alteración fisiológica por frio. Así por ejemplo el transporte frigorífico por
barco de fruta de hueso, ciruela especialmente, sensible al frio (Hersom, 1996).

 ACCIDENTES DE CONSERVACIÓN: ALTERACIONES FISIOLÓGICAS

Se denominan alteraciones fisiológicas de frutas y hortalizas a aquellas que, no estando
causadas ni por microorganismos ni por daños de origen mecánico, suponen una respuesta
de los productos a unas condiciones ambientales adversas, especialmente a la temperatura,
o una deficiencia nutricional durante el crecimiento de desarrollo (Pantastico, 1975).

Las manifestaciones externas o internas de la alteración por frio, varían: picado,
pardeamiento, descomposición interna, empapado de agua y fallo en la maduración, la
incidencia de la alteración por frio, depende también de las especies, variedades, grado de
madurez y tiempo de conservación. En general, en el caso de los frutos tropicales y
subtropicales y con independencia de la variedad, los frutos maduros son menos sensibles a
la alteración que los verdes (Pantastico, 1975).

Tabla 11: Alteraciones fisiológicas de algunos alimentos.

Fuente: Pantastico, 1975.

71. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 63

2015
La alteración por frio se traduciría en una perturbación de las actividades oxidativa y
fosforilante de la mitocondrias que se acompañan por una alteración del sistema de
transporte de energía y por un aumento de la energía de variación de los enzimas ligados a
las membranas mitocondriales y, en consecuencia, podría originarse una alteración del
balance metabólico de los sistemas extra mitocondriales no ligados las membranas (Muñoz,
1985).

2.1.2.1.2. CONGELACIÓN

Aunque se acepta de forma general, que la congelación en condiciones óptimas es un buen
método de conservación de los alimentos puesto que permite que estos retengan la
mayoría de su valor nutritivo y atributos de calidad originales, no es menos cierto que
durante el proceso de congelación u ulterior de conservación al estado congelado, se
produzcan algunos cambios cuya importancia es variable (Muñoz, 1985).

Los productos vegetales, dada su estructura y organización celular, sufren durante el
proceso de congelación una serie de modificaciones que en parte son la lógica consecuencia
del cambio de estado, de líquido a sólido, de su agua de constitución. Este fenómeno origina
un aumento de volumen que depende principalmente de la cantidad de agua congelable y
el gas contenido en los espacios intercelulares (Muñoz, 1985).

Por lo general se aplica a productos que deben preservarse en un estado fresco original por
periodos relativamente largos. Es una técnica relativamente antigua en los productos
animales (carne y pescado), su aplicación en los productos vegetales data de sólo unos 80
años atrás (Muñoz, 1985).

 FACTORES QUE RIGEN LA CALIDAD Y VIDA DE ALMACENAMIENTO DEL PRODUCTO
CONGELADO

La naturaleza y composición del producto a ser controlado. El cuidado que se haya puesto
en la selección, manejo y preparación del producto, para su congelación y las condiciones de
su almacenamiento (Muñoz, 1985).

Para cada tipo de fruta y hortaliza existe una relación entre la temperatura de
almacenamiento y el tiempo a partir del cual se produce, a esa, temperatura, una pérdida
de calidad perceptible. Para cada temperatura de almacenamiento existe pues una perdida
diaria de calidad que se va acumulando a las sucesivas hasta que llega un momento en que
se hacen perceptibles al consumidor, por lo tanto si la temperatura de almacenamiento
fluctúa de forma importante y durante un tiempo prolongado, las pérdidas de calidad
sufridas por un producto almacenado durante algunos días a una temperatura más elevada
pueden ser iguales e incluso superiores a las que se producirán en un almacenamiento más
prolongado a la temperatura más baja (Muñoz, 1985).

Es pues necesario asegurar el mantenimiento de una temperatura lo más estable posible
desde el momento de la congelación y envasado hasta el de su consumo, para reducir al
mínimo las variaciones se recomienda, disponer de muelles de carga y descarga climatizados
en los cetros de producción, gran rapidez, vigilancia de la temperatura durante el

72. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 64

2015
transporte, reducción al mínimo de la frecuencia y tiempo se apertura de las puertas de los
vehículos de reparto urbano (Muñoz, 1985).

 OPERACIONES Y TRATAMIENTOS PREVIOS A LA CONGELACIÓN

Las operaciones previas a la congelación tienen como objetivo proporcionar un producto
inicial sano, atrayente, de características homogéneas y prestas al consumo. Entre estas
operaciones pueden citarse lavado, selección, calibrado, pelado, deshuesado y troceado de
frutas, lavado desgranado, corte en pequeños cubos, picado y escaldado de hortalizas. La
necesidad de algunas o de todas las operaciones citadas depende del producto en cuestión
(Espinoza, 1984).

 TIEMPO DE CONGELACIÓN

Está determinado por: temperatura inicial y final del producto y su cambio en entalpias,
temperatura del tiempo de enfriamiento, dimensiones y forma del producto, coeficiente
total de transferencia de calor, coeficiente de transferencia de calor superficial (q) y la
conductividad térmica del producto (k) (Espinoza, 1984).

Tabla 12: Tiempo de conservación de frutas y verduras

Fuente: Muñoz, 1985.

73. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 65

2015
 VELOCIDAD DE CONGELACIÓN

La congelación siempre debe ser lo suficientemente rápida para minimizar el desarrollo de
los cambios microbiológicos y enzimáticos (Madrid et al., 2003).

 Congelamiento lento: 0,2 cm/h (Túnel de baja velocidad de aire)
 Congelamiento normal: 0,5–3 cm/h (Túnel C/5m/s, Placas)
 Congelamiento rápido: 5–10 cm/h (10F Fluidización)
 Congelamiento ultra rápido: 10 - 100 cm/h (Inmersión Criogénicos)

 LA CONGELACIÓN LENTA PUEDE DAÑAR LOS PRODUCTOS ALIMENTICIOS

Se forman grandes cristales que producen roturas celulares, cuando se congela un alimento,
hay tres etapas en el proceso. Primero, la temperatura se reduce hasta el punto de
congelación. El agua en el alimento se convierte en hielo (esta fase se llama también la del
calor latente). Finalmente, la temperatura se reduce aún más hasta el punto de congelación
final (normalmente -18°C). La congelación lenta puede dañar los productos alimenticios
porque el proceso destruye sus células (Muñoz, 1985).


Figura 37: Congelación lenta de una célula vegetal (Muñoz, 1985).

 CONGELAMIENTO RÁPIDO

Una congelación rápida y una descongelación a ritmo moderado contribuyen de forma
notable a evitar una importante desorganización y fragmentación del protoplasma. Sin
embargo en todos los productos vegetales después de un proceso de congelación-
descongelación, el retículo endoplasmatico, los ribosomas, el aparato de Golgi y las
mitocondrias, aparecen irreconocibles en las células muy vacuoladas y a rotura y
fragmentación dela pared celular, con la perdida consiguiente de líquidos intracelulares, da
a los productos una textura distinta a la del producto fresco (Muñoz, 1985).

74. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 66

2015

Figura 38: Congelación rápida de una célula vegetal (Muñoz, 1985).

 MEJOR CALIDAD MEDIANTE UNA CONGELACIÓN MÁS RÁPIDA

La congelación rápida (ultracongelación) es más beneficiosa para la calidad del producto
(cristales de hielo pequeño), que la lenta (cristales granes de hielo), cuando se alcanzan
temperaturas de -18°C, se detienen los procesos microbianos en su mayoría y también por
completo los procesos enzimáticos, en la congelación, se produce una desecación superficial
de los productos, por lo que es aconsejable que estos vayan envasados. Esa desecación es
en muchos casos reversible y, cuando el alimento se descongela, puede absorber gran parte
dela gua perdida, la luz provoca un pardeamiento de los alimentos congelados como
consecuencia de oxidaciones superficiales, es por lo tanto aconsejable mantenerlos al abrigo
de la luz (Madrid et al., 2003).

 CONGELAMIENTO ULTRA RÁPIDO

La disminución de la temperatura por debajo de su punto de congelación inhibe el
crecimiento de la mayoría de los microorganismos, pero si a esto sumamos que la formación
de cristales de hielo aumenta la concentración de nutrientes en solución, es decir que se
reduce a “actividad de agua” menos agua disponible para los microorganismos, la inhibición
microbiana es total (Madrid et al., 2003).

 CONGELACIÓN IQF vs CONGELACIÓN LENTA

La diferencia sustancial entre una congelación IQF y una congelación lenta es el tamaño del
cristal que se forma. En la segunda el cristal es tan grande que rompe las paredes celulares,
permitiendo el derrame de fluidos internos y por ende un deterioro en textura, sabor y valor
nutritivo (Madrid et al., 2003).

Adicionalmente, el uso de este proceso garantiza que los productos no necesiten de ningún
tipo de químicos o persevantes para su preservación. Además es importante recalcar que
gracias a los cambios dramáticos de temperatura se reduce de forma importante la
presencia de microorganismos (Madrid et al., 2003).

75. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 67

2015
 CONGELADOR POR NITRÓGENO LIQUIDO

Muñoz, (1985) Generalmente, el nitrógeno líquido a 196 °C, se pulveriza sobre el producto
que se desliza sobre una cinta transportadora de malla de acero inoxidable, el nitrógeno no
se evapora y los vapores se dejan escapar una vez que se les ha puesto en contacto con el
producto, a la entrada del túnel para su pre enfriamiento.

La congelación se puede llevar acabo, también en armarios o arcones enfriados con
nitrógeno líquido, si bien el procedimiento es discontinuo y el rendimiento y capacidad son
mucho menores (Muñoz, 1985).


Figura 39: Principio de funcionamiento de un túnel de congelación rápida (Muñoz, 1985).

En un congelador típico de Nitrógeno Líquido con una banda recta, éste es rociado sobre el
producto a -196°C el cual es circulado con agitadores en el ambiente interior. Como el
nitrógeno cae directamente sobre el producto se evapora rápidamente y se circula este
vapor en contra flujo para tener un pre enfriamiento. Finalmente, el Nitrógeno Líquido
provee un rápido ciclo de congelación y una gran capacidad de reserva. En algunos casos, la
capacidad de congelación puede duplicarse, pero se tiene un gran consumo
incrementándose grandemente los costos. También, algunos productos pueden no resistir el
esfuerzo térmico por la alta congelación a que son sometidos pudiendo rajarse su superficie
(Madrid et al., 2003).

76. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 68

2015
2.1.2.2. MODIFICACIÓN DE ATMOSFERA

2.1.2.2.1. ATMOSFERA CONTROLADA

Es una técnica frigorífica de conservación en la que se interviene modificando la
composición gaseosa de la atmósfera en una cámara en frio conservación, en la que se
realiza un control de regulación de las variables físicas del ambiente (temperatura, humedad
y circulación del aire). Se entiende como atmósfera controlada (AC) la conservación de un
producto hortofrutícola, generalmente, en una atmósfera empobrecida en oxígeno (O2) y
enriquecida en carbónico (CO2). En este caso, la composición del aire se ajusta de forma
precisa a los requerimientos del producto envasado, manteniéndose constante durante
todo el proceso (Kader, 1992).

El almacenamiento en atmósferas controladas o modificadas deberá utilizarse como
suplemento de un control adecuado de temperatura y humedad relativa. Algunos métodos
sencillos para modificar la composición del aire en el ambiente del almacén se enumeran a
continuación (Kader, 1992).

 AVANCES TÉCNICOS EN ATMÓSFERA CONTROLADA

En ciertos productos, principalmente en el caso de manzanas y peras, el almacenamiento
tiene una importancia (técnica y económica) primordial, por lo que aquellas mejoras
técnicas que optimicen el mismo supondrán una ventaja competitiva y un beneficio
adicional para la empresa (Kader, 1992).

 VENTAJAS DE LA ATMOSFERA CONTROLADA

 Prolongación del periodo óptimo de la conservación entre un 40 y 60 %, respecto de la
conservación en atmósfera normal.
 Reducción de alteraciones y podredumbres típicas del frío, de la conservación frigorífica
a 0°C, ya que permite elevar temperaturas.
 Reducción de las mermas por peso.
 Mayor resistencia del producto después de la conservación en cuanto al reinicio del
metabolismo.
 Permite el empleo de temperaturas elevadas, necesitando menos frigorías respecto al
frío Normal.
 Efecto fungicida debido a la elevada concentración de CO2.
 Se reduce el calor de respiración del fruto como consecuencia de la mínima intensidad
respiratoria debido al bajo contenido en O2 y la elevada concentración de CO2 (Muñoz,
1985).

 INCONVENIENTES DE LA ATMOSFERA CONTROLADA

 Inversión inicial elevada.
 Mantener la adecuada composición de la atmósfera.
 Necesidad de un instrumental para su control.
 Limitaciones de apertura de la cámara.

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2015
 Incompatibilidades entre variedades a consecuencia de las diferentes condiciones de
conservación.
 Nuevas fisiopatías y desórdenes propios de la AC (Muñoz, 1985).

 REQUISITOS

1) Aplicarlo a frutos recolectados en estado de madurez óptimo, el cual deberá ser distinto
en función del destino del producto (conservación acorto o largo plazo, venta
inmediata, industria, etc.).
2) Refrigerar rápidamente el producto hasta la temperatura de régimen.
3) Rápida puesta a régimen de la atmósfera de almacenamiento.
4) Mantener y regular la composición gaseosa de la atmósfera de forma precisa.

Entre las nuevas tendencias de conservación de atmosfera controlada destaca el pre
tratamiento con fuertes concentraciones de CO2 durante largo plazo, y el principio de la
conservación, el pre tratamiento mediante utilización de una atmosfera empobrecida en O2
o enriquecida de nitrógeno con una concentración en o2 inferior al 1%, los choques de CO2,
conscientes en un enriquecimiento del 20-30% periodo y breve, de la atmosfera de la
cámara de conservación con dicho gas, seguido de un periodo de aireación activa más o
menos prolongado (5-15) días según los casos (Marcellin, 1982).

2.1.2.2.2. ATMOSFERA MODIFICADA

Los términos de atmosfera modificada y controlada se utilizan a veces indistintamente para
denominar a la atmosfera en que los componentes del aire se cambian intencionadamente.
La diferencia radica en que mientras la atmosfera modificada (AM) no se interesa ni se
pretende controlar la proporción de los diferentes componentes, en la atmosfera controlad
(AC) si se regulan las concentraciones de los distintos gases, manteniéndolos dentro de unos
valores prefijados. La conservación de frutas y hortalizas en atmosfera controlada permite
en términos generales, respecto a la conservación frigorífica en atmosfera normal, una
extensión de periodo de almacenamiento y una mejor retención de atributos de calidad de
los productos (Muñoz, 1985).

Todos los factores que se han mencionado como influyentes en la conservación frigorífica
de productos hortofrutícolas en atmosfera normal (clima, prácticas de cultivo, tratamientos
previos y posterior recolección, variedad, calidad inicial, etc.) deben considerarse asimismo
para la conservación en atmosfera controlada. El descenso de concentraciones de O2 hasta
valores de 1,5% a 3% no es, generalmente, un problema de importancia en al mayoría de
frutas y hortalizas. La susceptibilidad al CO2, no depende solamente de la especie y variedad
sino también del grado de madurez, del tiempo y la temperatura de conservación y de la
concentración del O2 (Muñoz, 1985).

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2015
Tabla 13: Condiciones de conservación en atmosfera controlada de algunas frutas y
hortalizas.

Fuente: Pantastico, 1975.

2.1.2.2.3. ATMOSFERA HIPOBÁRICA

Consiste en colocar el producto en un ambiente donde la presión, la temperatura del aire, y
la humedad son reguladas precisamente. Cada uno de estos factores actúa individualmente
y en estrecha relación, para lograr un excelente ambiente de almacenamiento para
productos agrícolas perecibles a corto tiempo. A diferencia de los almacenamientos en
atmósfera modificada o controlada, en el almacenamiento hipobárico se requiere sólo
presencia de aire (Scribd, 2005).

Esta técnica se basa en el hecho de que al disminuir la presión, disminuye la cantidad de
oxígeno disponible para el producto y como consecuencia de esto, desciende la velocidad de
respiración; este hecho hace que disminuya la velocidad de síntesis de productos volátiles
ya sea por falta de energía necesaria o porque se evitan reacciones oxidativas esenciales y
peculiares de la síntesis de dichos gases: Por otra parte al retirar de la cámara los gases
desprendidos, se inhibe también la maduración y el envejecimiento de los productos
(Scribd, 2005).

 ALMACENAMIENTO HIPOBÁRICO NATURAL

Las operaciones de almacenamiento hipobárico pueden clasificarse como naturales o
artificiales. En el sistema hipobárico natural, se conservan los productos in situ sin ningún
tratamiento artificial. Se utilizan las bajas presiones y temperaturas predominantes en
regiones ubicadas sobre los 3600 m.s.n.m. para la conservación de productos agrícolas.
También podrá prescindirse de la consabida instalación artificial, si se dispone de un local
subterráneo, que permita mantener estas temperaturas por medios naturales (Scribd,
2005).

 ALMACENAMIENTO HIPOBÁRICO ARTIFICIAL

En el sistema hipobárico artificial, se reduce la presión de 101,325 Kpa a niveles de 0.66 a
13,3 Kpa y como la concentración de oxígeno es proporcional a la presión, se ve también

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2015
reducida hasta concentraciones de 0 a 2,6%.Se han diseñado diversos sistemas de
almacenamiento hipobárico, uno de ellos es un sistema compacto, altamente eficiente para
el control preciso en la cámara hipobárica, desarrollando dos subsistemas separados, uno
para el control de temperatura y el otro para controlar la presión, humedad y ventilación
(Scribd, 2005).

2.1.2.3. PRESERVACIÓN QUÍMICA

La biopreservación es un método de conservación que ofrece diversas condiciones para
extender la vida útil y aumentar la seguridad de los alimentos, por medio del uso de una
microbiota natural o controlada y de sus productos antimicrobianos. Diferentes estudios
han aplicado la biopreservación mediante el uso de una microbiota natural como las
Bacterias Acido Lácticas (BAL) aisladas de productos lácteos, cárnicos, pescados y vegetales,
utilizando las propiedades antibacterianas, atribuidas a los productos finales de su
metabolismo como ácido láctico, acético, peróxido de hidrógeno, diacetaldehido, reuterina
y bacteriocinas. El uso de las bacteriocinas en la industria de los alimentos puede ayudar a
reducir la adición de preservantes químicos así como también la intensidad del tratamiento
térmico (Hugas, 1998).

Esta actualización pretende reunir los aspectos más relevantes de la biopreservación y
abarcar algunos estudios aplicados en carnes y sus derivados en los últimos años utilizando
bacteriocinas o sustratos que las contienen (Hugas, 1998).

2.1.2.3.1. ADITIVOS

Según la normativa relativa a la aproximación de las legislaciones de los Estados Miembros
sobre los aditivos alimentarios autorizados en los productos alimenticios al consumo
humano, se define como ‘aditivo alimentario’ a ‘cualquier sustancia que, normalmente no
se consuma como alimento en sí, ni se use como ingrediente característico en la
alimentación, independientemente de que tenga o no valor nutritivo y, cuya adición
intencionada a los productos alimenticios con un propósito tecnológico en la fase de su
fabricación, transformación, preparación, tratamiento, envase, transporte o
almacenamiento, tenga o puede esperarse que tenga, directa o indirectamente, como
resultado que el propio aditivo o sus subproductos se conviertan en un componente de
dichos productos alimenticios’. Los aditivos alimentarios se asocian a tiempos modernos,
pero llevan siglos utilizándose, estando presentes en muchos de los productos alimenticios.
El uso de aditivos ha posibilitado tener una mejor conservación de los alimentos, modificar
sus características sensoriales (olor, sabor, color) y mejorar los procesos de elaboración
(permitiendo la estabilización de mezclas y modificando la estructura y las características
físicas del alimento). Es decir, sin perder sus propiedades nutritivas, se consiguen alimentos
más atractivos para el consumidor y que duran más tiempo en condiciones óptimas (Cabal,
1999).

Los aditivos alimentarios se especifican siempre en la lista de ingredientes del alimento en el
que se ha utilizado. Se debe identificar tanto la función de aditivo en el producto terminado
(por ejemplo, si se trata de un colorantes, conservante, etc.) y la sustancia específica
utilizada, nombrada ya sea haciendo referencia a su NÚMERO E o su nombre. El hecho de

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que un aditivo tenga un NÚMERO E asignado da la garantía de que aditivo ha pasado
controles de seguridad y que ha sido aprobado para su uso en la Unión Europea. El sistema
de NÚMEROS E se utiliza además como una manera práctica y sencilla de etiquetar los
aditivos autorizados en todos los idiomas de la Unión Europea (Cabal, 1999). La clasificación
general de los NÚMEROS E, según sus funciones, es la siguiente:

Tabla 14: Aditivos en función al código.

Fuente: Cabal, 1999.

2.1.2.3.2. MÉTODOS BIOLÓGICOS

 FERMENTACIONES

Sirve para uno o ambos objetivos siguientes: Producir sabores y características físicas
nuevas y deseables y ayudar a la Conservación del alimento. La conservación por
fermentación depende de la conversión de azucares a ácidos por la acción de los
microorganismos y de la imposibilidad de las bacterias de crecer en un medio ácido. Aquí es
necesario inhibir el desarrollo de los microorganismos capaces de provocar la putrefacción.
El cloruro de sodio (sal común) es muy útil, limita el crecimiento de gérmenes putrefactos e
inhibe el crecimiento de gérmenes indeseables en el proceso de la fermentación. No
obstante hay ciertas bacterias que soportan grandes concentraciones de sal y crecen en las
mismas. Las fermentaciones pueden estar producidas por bacterias, levaduras, mohos o
ambas. El pan, vinos, vinagre, cerveza, quesos, encurtidos son producto de un proceso de
fermentación por algunos de estos microorganismos (Vásquez, 2007).

Fermentación alcohólica

La fermentación alcohólica tiene como finalidad biológica proporcionar energía anaeróbica
a los microorganismos unicelulares (levaduras) en ausencia de oxígeno para ello disocian las
moléculas de glucosa y obtienen la energía necesaria para sobrevivir, produciendo el alcohol
y CO2 como desechos consecuencia de la fermentación. Las levaduras y bacterias causantes
de este fenómeno son microorganismos muy habituales en las frutas y cereales y
contribuyen en gran medida al sabor de los productos fermentados . Una de las principales
características de estos microorganismos es que viven en ambientes completamente
carentes de oxígeno (O2), máxime durante la reacción química, por esta razón se dice que la
fermentación alcohólica es un proceso anaeróbico (Vásquez, 2007).

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Fermentación láctica

Es una ruta metabólica anaeróbica que ocurre en el citosol de la célula, en la cual se oxida
parcialmente la glucosa para obtener energía y donde el producto de desecho es el ácido
láctico (Nelson y Cox, 2005).

Este proceso lo realizan muchas bacterias (llamadas bacterias lácticas), hongos, algunos
protozoos y muchos tejidos animales; en efecto, la fermentación láctica también se verifica
en el tejido muscular cuando, a causa de una intensa actividad motora, no se produce una
aportación adecuada de oxígeno que permita el desarrollo de la respiración aeróbica.
Cuando el ácido láctico se acumula en las células musculares produce síntomas asociados
con la fatiga muscular. Algunas células, como los eritrocitos, carecen de mitocondrias de
manera que se ven obligadas a obtener energía por medio de la fermentación láctica; por el
contrario, el parénquima muere rápidamente ya que no fermenta, y su única fuente de
energía es la respiración aeróbica (Nelson y Cox, 2005).

Un ejemplo de este tipo de fermentación es la acidificación de la leche. Ciertas bacterias
(Lactobacillus, Streptococcus), al desarrollarse en la leche utilizan la lactosa (azúcar de leche)
como fuente de energía. La lactosa, al fermentar, produce energía que es aprovechada por
las bacterias y el ácido láctico es eliminado. La coagulación de la leche (cuajada) resulta de la
precipitación de las proteínas de la leche, y ocurre por el descenso de pH (acidificación)
debido a la presencia de ácido láctico. Este proceso es la base para la obtención del yogur. El
ácido láctico, dado que otorga acidez al medio, tiene excelentes propiedades conservantes
de los alimentos. Ejemplos de esto último son el chucrut y el ensilado de granos para forraje
(Nelson y Cox, 2005).

Fermentación acética

La fermentación acética es la fermentación bacteriana por Acetobacter, un género de
bacterias aeróbicas, que transforma el alcohol en ácido acético que se encuentra en pocas
proporciones en el vinagre (Nelson y Cox, 2005).

La fermentación acética del vino proporciona el vinagre debido a un exceso de oxígeno y es
considerado uno de los fallos del vino. La fermentación acética es un área de estudio dentro
de la cimología (Nelson y Cox, 2005).

La formación de ácido acético (CH3COOH) resulta de la oxidación de un alcohol por la
bacteria del vinagre en presencia del oxígeno del aire. Estas bacterias, a diferencia de las
levaduras productoras de alcohol, requieren un suministro generoso de oxígeno para su
crecimiento y actividad (Nelson y Cox, 2005). El cambio que ocurre es descrito
generalmente por la ecuación:

C2H5OH + O2 → Acetobacter aceti → CH3COOH + H2O

82. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 74

2015
2.1.2.4. CONCENTRACIÓN

Las jaleas, compotas, conservas, mermeladas y antes de frutas son productos preparados de
fruta y/o plantas con azúcar añadida después de ser concentradas por evaporación a un
punto donde no puede ocurrir la descomposición microbiana. El producto preparado puede
ser almacenado sin sellado hermético, aunque tal protección es útil. El crecimiento de moho
sobre la superficie de las conservas de frutas es controlado por la exclusión del oxígeno. La
pérdida de humedad, el crecimiento de moho y la oxidación son llevadas bajo control
(Hersom, 1996).

Jalea: Es definida como el alimento semisólido hecho de 45 partes por peso de jugo de fruta
para cada 55 partes por peso de azúcar. Pueden añadirse agentes de sabor y colorantes. Así
mismo pectina y acido para suplir las deficiencias que puedan ocurrir en la fruta misma. La
formación de jalea depende de la combinación pectina, azúcar y acido. Las frutas ideales
para la manufactura de jalea deben contener suficiente pectina y acido para dar una buena
jalea: manzanas, cerezas, fresas, duraznos y peras. El proceso de la manufactura de jalea
involucra la ebullición de la fruta para extractar la pectina (convirtiendo la Pro pectina) para
obtener las sustancias que imparten el sabor característico de la fruta. El jugo de fruta
hervida es extraído en seguida de la pulpa de la fruta por colado o prensado. El azúcar es
añadido al jugo ya sea sólido o como jarabe. El jugo es agitado y calentado durante la
adición de azúcar. El jugo debe ser concentrado rápidamente a su punto crítico para la
formación del gel del sistema pectina-azúcar-acido (Hersom, 1996).

Antes de fruta: Son los alimentos semisólidos molidos preparados de una mezcla
conteniendo no menos de 5 partes por peso de ingredientes de fruta por cada 2 partes de
azúcar (Hersom, 1996).

Mermelada: Es un producto hecho de frutas cítricas (usualmente) preparados con azúcar,
es concentrado para alcanzar estructura de gel similar a la de la jalea, con los mismos
estándares aproximadamente, excepto por el uso de piel (Hersom, 1996).

Salado y Salmuera: La salmuera es una disolución altamente concentrada de sal, por encima
de 100 000 mg. de sal por litro de agua. El uso de la sal para la conservación de los alimentos
está muy extendido, debido a que aporta sabor, ejerce un efecto conservador e influye en la
textura. La sal empleada debe de ser de buena calidad, es decir, debe presentar un bajo
contenido en calcio, magnesio y hierro, un color blanco y debe encontrarse libre de
bacterias halofíticas y materias extrañas. El salado y la salmuera son las principales
aplicaciones de la sal en la preparación de los encurtidos y salsas. Son numerosas las
hortalizas que pueden conservarse solamente con sal seca (raíces, calabacines, judías
escarlata, etc.). Cuando se introducen hortalizas en una salmuera con una concentración
salina del 8-11 %, queda inhibida la multiplicación de la mayoría de los microorganismos,
aunque aquéllos responsables de las fermentaciones son capaces de tolerar dichas
concentraciones (Hersom, 1996).

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2015
2.1.2.5. EVAPORACIÓN

Es un procedimiento de eliminación de agua de los alimentos por ebullición, en la
evaporación del calor latente del medio de calentamiento (vapor) se transmite al alimento
para aumentar su temperatura hasta el producto de ebullición (calor sensible). La velocidad
de evaporación se halla determinada por la transferencia de calor del alimento y la
transferencia de masa desde el alimento que está siendo evaporado (Scribd, 2005).

 VENTAJAS

 Mejora la conservación del producto (disminuye la Aw).
 Permite un ahorro energético en operaciones subsecuentes (deshidratación,
congelación).
 Reduce gastos de almacenamiento, transporte y material de empaque (reduce
volumen).
 Facilita el uso del producto, tanto al consumidor (sopas, puré tomate) como a la
industria (pectina líquida concentrada, fruta concentrada. para helados, yogurts,
pastelería) (Scribd, 2005).

 DESVENTAJAS:

 Por sí sola no conserva al producto. Requiere métodos coadyuvantes de conservación
(refrigeración, congelación, tratamiento térmico y envasado al vacío, etc.).
 Puede haber pérdida del aroma del producto (si no se recupera) (Scribd, 2005).

2.1.2.6. SECADO

Según Brenan (1980), la mayoría de los alimentos contiene una cantidad de humedad
suficiente para permitir la actividad de sus propios enzimas y la de los microorganismos, de
forma que para conservarlos por desecación es necesario que su humedad sea eliminada o
fijada. La desecación se suele conseguir eliminando el agua. La humedad de los alimentos se
puede eliminar mediante varios procedimientos, que van desde la desecación mediante la
acción de los rayos solares hasta los procedimientos artificiales que se emplean en la
actualidad. La conservación de alimentos por desecación se ha practicado durante siglos.
Prácticamente desde la era de la prehistoria donde el hombre se percató que los frutos y
granos que recogía, duraban más tiempo cuando se exponían por un tiempo a los rayos del
sol.

Desecación con aire caliente, consisten en dirigir sobre el alimento a desecar un corriente de
aire caliente y de humedad controlada. El desecador más sencillo es el evaporador u horno
de desecación. Los ingredientes deshidratados por aire ofrecen múltiples ventajas. La
eficiencia en el procesamiento garantiza un costo competitivo. Muchos de los productos
tienen más de un año de vida de anaquel. Después de la rehidratación, el color, la textura y
el sabor no cambian. Son ideales para fabricar productos con ingredientes secos, así como
para usarse con productos húmedos o congelados (Brenan, 1980).

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2015
2.1.2.7. CRISTALIZACIÓN

La operación de cristalización es aquella por media de la cual se separa un componente de
una solución liquida transfiriéndolo a la fase sólida en forma de cristales que precipitan. Es
una operación necesaria para todo producto químico que se presenta comercialmente en
forma de polvos o cristales, ya sea el azúcar o sacarosa, la sal común o cloruro de sodio.
En la cadena de operaciones unitarias de los procesos de fabricación se ubica después de la
evaporación y antes de la operación de secado de los cristales y envasado (Mullin ,1999).

Toda sal o compuesto químico disuelto en algún solvente en fase liquida puede ser
precipitada por cristalización bajo ciertas condiciones de concentración y temperatura que
el ingeniero químico debe establecer dependiendo de las características y propiedades de la
solución, principalmente la solubilidad o concentración de saturación, la viscosidad de la
solución, etc. (Mullin ,1999).

Para poder ser transferido a la fase sólida, es decir, cristalizar, un soluto cualquiera debe
eliminar su calor latente o entalpía de fusión, por lo que el estado cristalino además de ser
el más puro, es el de menor nivel energético de los tres estados físicos de la materia, en el
que las moléculas permanecen inmóviles unas respecto a otras, formando estructuras en el
espacio, con la misma geometría, sin importar la dimensión del cristal (Mullin ,1999).

La cristalización en el seno de soluciones impuras, es un proceso químico-físico, y la
formación y crecimiento de los cristales está asociado con la creación de cierto grado de
inestabilidad en el medio, para conseguir que las moléculas del soluto, se difundan a través
del seno de la misma y se depositen sobre los cristales ya presentes o formen nuevos
cristales. La inestabilidad que se necesita en el medio, para que se formen nuevos cristales o
crezcan los ya existentes, se obtiene manipulando la solubilidad del soluto en el sistema, es
decir, mediante un estado de sobresaturación del sistema, por lo que la información de
solubilidad es básica a la hora de seleccionar el método de cristalización que será usado
(Mullin ,1999).

2.1.2.8. LIOFILIZACIÓN

La liofilización o desecación por congelación al vacío consiste en la sublimación del agua de
un alimento congelado, mediante vacío y aplicación de calor a la bandeja de desecación.
Durante este proceso y bajo la influencia de un ligero calentamiento, el agua contenida en
los productos en forma de hielo, es convertida en vapor y eliminada de las células. La forma,
el color, el tamaño y la consistencia se conservan. La estructura porosa de las células
resultantes en el producto final permite reabsorber rápidamente el agua. Las ventajas para
emplear ingredientes liofilizados son: larga vida de anaquel almacenamiento a temperatura
ambiente, facilidad de manejo durante la producción, una rehidratación instantánea y una
excelente microbiología. Alimentos deshidratados: frutas, hortalizas, carne, pescado, leche,
huevos (Scribd, 2005).

 FACTORES QUE REGULAN LA DESECACIÓN

El estudio de la adecuada regulación de la desecación incluye los siguientes factores:

85. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 77

2015

 Temperatura empleada: Depende del alimento y del procedimiento de desecación que
se utilice.
 Humedad Relativa del aire: Depende de alimento y del estado de desecación.
 Velocidad del aire.
 Duración de la desecación (tiempo) (Scribd, 2005).

2.1.2.9. ALIMENTOS DE HUMEDAD INTERMEDIA

El término humedad intermedia ha sido introducido en el vocabulario de los tecnólogos de
los alimentos durante los años sesenta para identificar a un grupo heterogéneo de
productos que se asemejan a los alimentos desecados en su resistencia a las alteraciones
microbiológicas pero que contienen mayor cantidad de agua en su constitución y en
consecuencia mejores propiedades organolépticas. Los alimentos de humedad intermedia
(AHÍ) se definen como aquellos que son estables básicamente por reducción de su actividad
del agua (Aw). En los últimos años se ha observado un renovado interés por este tipo de
productos que pueden ingerirse sin previa rehidratación y a pesar de ello, presentan
suficiente estabilidad frente a la alteración microbiana como para no requerir ningún
tratamiento térmico ni de refrigeración para su conservación (Kaplow, 1970).

La mayoría de los microorganismos presentes en los alimentos proliferan a valores de Aw
elevados siendo generalmente aceptado que el crecimiento de la mayor parte de las
bacterias cesa por debajo de Aw de 0,90. Así, si la Aw disminuye, pocos géneros de
microorganismos van a ser capaces de multiplicarse sobre/o en los alimentos. De acuerdo
con estos autores, la Aw no es el único factor limitante del crecimiento microbiano en los
AHÍ, factores como el pH, Eh, valor-t, valor-F y conservantes así como la presencia de una
microflora competitiva, influyen igualmente sobre la posibilidad de desarrollo de los
microorganismos (Karel, 1976).

Tabla 15: Humedad intermedia para vegetales y derivados.

Fuente: Córdova y Fernández, 1988.

86. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 78

2015
BIBLIOGRAFÍA

1. Ainia. 2010. Tecnologías de plasma frío para eliminar patógenos en los alimentos. Leído
27 de septiembre del 2012. Disponible en:
http://www.alimentariaonline.com/desplegar_nota.asp?did=6207

2. Álvarez, I. y Raso, J. 2010. Nuevas tecnologías en la conservación y transformación de
los alimentos. Cap. 8: Aplicaciones de los pulsos eléctricos de alto voltaje en la industria
alimentaria. Universidad de Burgos. Editorial IM&C S.A. Madrid – España pp. 93 - 110.

3. Barbosa, G.; Pothakamury, U.; Palou, E. y Swanson, B. 1999. Conservación no térmica de
alimentos. Editorial Acribia, S.A. Zaragoza-España pp. 280.

4. Blanco, C.; Gómez, M.; Ronda, F. y Caballero, P. 2006. Técnicas avanzadas de
procesados y conservación de alimentos. Editorial Universidad de Valladolid. España pp.
188.

5. Brenan, J. 1980. Las operaciones de la Ingeniería de los alimentos. 2da edición, Editorial
Acribia Zaragoza – España.

6. Cabal, E. 1999. Guía de aditivos usados en alimentación. Mandala Ediciones.

7. Cano, P. 2001. Procesado y conservación de alimentos vegetales. Distribución y
alimentación Poscosecha. Horticultura 110 – 114. España.

8. Córdoba, J. y Fernández J. 1988. Alimentación, equipos y tecnología. 7 (1), 63-68.

9. Desrosier, N. 1998. Elementos de tecnología de los alimentos. Editorial Continental SA.
de C.V. México D.F., México. 783 p.

10. Drexel University. 2012. El plasma frío reduce las bacterias dañinas en el pollo crudo.
Leído el 27 de septiembre del 2012. Disponible en:
http://www.physorg.com/news/2012-02-zap-cold-plasma-bacteria-raw.html

11. ECONOS JAPAN CO. LTD. 2005. Particular features of the pulse light sterilizer “Pulse
Beamer” and its superiority. Leído el 27 de septiembre del 2012. Disponible en:
http://www.econos.co.jp/products/pdf/repo_p-beamer_en.pdf

12. Espinoza, J. 1984. En thermal processing and quallity of foods. Elsevier Applied Science
Publishers. London, New York.

13. FDA. 2011. La irradiación de los alimentos. Información sobre los alimentos. Leído 22 de
septiembre del 2012. Disponible en:
http://www.fda.gov/downloads/Food/ResourcesForYou/Consumers/UCM262298.pdf

14. Fernández, J. 2004. Pasteurización. Leído el 27 de septiembre del 2012. Disponible en:
http://www.ual.es/~jfernand/TA/Tema7/Tema7-Pasteurizacion.pdf

87. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 79

2015
15. Hall, E. 1974. Refrigeration applications to fish fruit and vegetables in South Asia. FAO –
IIR. Ed. pp. 37- 141 Rome.

16. Hersom, A. 1996. Conservas Alimenticias. Ed. Acribia Zaragoza – España.

17. Hugas, M. 1998. Bacteriocinogenic lactic acid bacteria for the biopreservation of meat
and meat products. Meat Sci. 49 (1):139-150.

18. Hurtado, F. 1975. Conservación de alimentos por calor. I curso de post-grado de
ingeniería de alimentos. Universidad de Guayaquil – Facultad de ingeniería química.

19. Jay M. 2005. Modern food microbiology. Ed. Springer. USA.

20. Jeantet, R.; Croguennec, T.; Schuck, P. y Brulé, G. 2010. Ciencia de los alimentos:
Bioquímica, microbiología, procesos y productos. Vol. 1. Editorial Acribia, S.A. Zaragoza-
España. pp. 391.

21. Juliarena, P. y Gratton R. 2010. Conservación de los alimentos. Leído el 26 de
septiembre del 2012. Disponible en:
http://www.exa.unicen.edu.ar/catedras/tecnoambiente/CAP03.pdf

22. Junta de Andalucía. 2004. Manipulación de alimentos: Manual común. Leído 26 de
septiembre del 2012. Disponible en:
http://www.juntadeandalucia.es/empleo/recursos2/material_didactico/especialidades/
aterialdidactico_manipulacion_alimentos/PDF/Manual_Comun.pdf

23. Kader, A. 1992. Postharvest biology and technology: an overview. En Postharvest
Technology of Horticultural Crops. Ed A.A. Kader. P. 161-166. Publications 3311.
University of California Division of Agriculture and Natural Resources. California.

24. Kaplow, M. 1970. Estudio de los alimentos de humedad intermedia. Food Tchnol.
24,889-893.

25. Karel, M. 1976. Intermediate moisture foods. Ed. R. Davies y K. Parker, Applied Science.

26. Madrid, A.; Gómez, J; Santiago, F.; Madrid, M y Cenzano, J. 2003. Refrigeración
Congelación y envasado de los alimentos. Ed. Mundi – Prensa. IRAGRA, S. A., Madrid –
España.

27. Marcellin, P. 1982. Refrigeration applications to fish fruit and vegetables in South Asia.
C.R. Acad. Agric. France, 682

28. Morales, V. 2002. Science, Technology and Market. Ed. New York. USA.

29. Mullin, J. 1999. Crystallization. 4th Edition. Butter worth-Heinemann.

88. Aquino y Sánchez/ DEGRADACIÓN Y CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS 80

2015
30. Muñoz, J. 1985. Refrigeración y congelación de alimentos vegetales. Número 2 de Serie
Informes. Fundación Española de la Nutrición.

31. Narvaiz, P. 2000. Irradiación de los alimentos. Leído el 22 de septiembre del 2012.
Disponible en: http://www.nutrinfo.com/pagina/info/irrad0.html

32. Nc Hyperbaric. 2012. Líder mundial de equipos de procesado de alimentos por altas
presiones para la industria alimentaria. Disponible en: http://www.hiperbaric.com/

33. Nelson, D y Cox, M. 2005. Principles of Biochemistry. New York: W. H. Freeman and
Company. 609 - 611.

34. Pantastico, Er. 1975. Fisiología de la postrecolección, manejo y utilización de frutas y
hortalizas tropicales y subtropicales. Ed. CONTINENTAL, S.A., México.

35. Patterson, M. y Linton, M. 2010. Nuevas tecnologías en la conservación y
transformación de los alimentos. Cap. 5: “Pasteurización” de alimentos por altas
presiones. Universidad de Burgos. Editorial IM&C S.A. Madrid – España pp. 59 – 72.

36. Potter, N. y Hotchkiss, J. 1999. La ciencia de los alimentos. Editorial Acribia, S.A.
Zaragoza-España.

37. Scribd, 2005. Conservación de alimentos. Leído el 05 de octubre del 2012. Disponible
en: http://es.scribd.com/doc/94133705/CONSERVACION-1

38. Téllez, S.; Ramírez, J.; Pérez, C.; Vázquez, M. y Simal, J. 2001. Aplicación de la alta
presión hidrostática en la conservación de alimentos. Rev. Ciencia y Tecnología
Alimentaria. Vol. 3, número 02, pp. 66 -80.

39. Vázquez, H. 2007. Fermentación alcohólica. VIII. 4. 249-259.

40. Wikipedia. 2012. Alimento. Leído 26 de septiembre del 2012. Disponible en:
http://es.wikipedia.org/wiki/Alimento#Perecebilidad

41. Wikipedia. 2012. Conserva. Leído 30 de septiembre del 2012. Disponible en:
http://es.wikipedia.org/wiki/Conserva

42. Wikipedia. 2012. APH – Procesado de alimentos por altísima presión. Leído el 27 de
septiembre del 2012. Disponible en:
http://es.wikipedia.org/wiki/Procesado_de_alimentos_por_alt%C3%ADsima_presi%C3
%B3n

43. Wills, R. 1981. Postharvest: An introduction to the Physiology and Handling of Fruits and
Vegetables. Australia.