METODOS FISICOS DE CONSERVACION

MÉTODOS FISICOS DE CONSERVACIÓN DE ALIMENTOS.

Cuando los valores de los factores del medio ambiente discutidos en el capítulo 1 de este volumen están fuera del registro para el crecimiento y conservación de un microorganismo específico, el daño celular ocurre. Dependiendo de la severidad de este efecto, el crecimiento puede ser inhibido (efecto microbistático o inhibición reversible) o células que pueden ser matadas (efecto microbicida)(172). El deterioro de alimentos puede ser prevenido al aplicar una o más de las siguientes estrategias: inhibición de del crecimiento microbiano, destrucción (inactivación irreversible) de células microbianas, y remoción mecánica de los microorganismos de los alimentos.

Los métodos físicos de conservación de alimentos son aquellos que utilizan tratamientos físicos para inhibir, destruir o remover los microorganismos no deseados sin involucrar aditivos o productos antimicrobianos o productos de metabolismo microbiano como factores de conservación. (73) El crecimiento microbiano pude ser inhibido por procesos físicos de deshidratación ( secado, liofilización y concentración por congelación), al almacenar en frío o almacenamiento en congelado. Los microorganismos pueden ser destruidos al establecer tratamientos microbicidas tales como calefacción (incluyendo tratamiento de calor por microondas), Rayos Ultravioleta y Radiación Ionizante, y métodos emergentes de nuevos métodos no térmicos, tales como el uso de alta presión de presión hidrostática, campos eléctricos pulsados, campos magnéticos oscilantes, efectos fotodinámicos y una combinación de procesos físicos tales como irradiación de calor, dehidroradiación, y manothermosonización. El retiro mecánico de microorganismos de los alimentos puede ser alcanzado por filtración de membrana de los líquidos. Este capítulo discute los fundamentos de los métodos de conservación señalados anteriormente, con excepción del método de retiro mecánico. Cuando sea posible, los mecanismos y los principios subyacentes se explican.

PROCESOS FÍSICOS DE DESHIDRATACIÓN

Uno de los métodos más antiguos de conservación de alimentos es la deshidratación, y el agua es uno de los factores más importantes controlando el índice del deterioro de alimentos, tanto por efectos microbianos y no microbianos.

El sólo conocimiento del contenido de la humedad no es suficiente para predecir la estabilidad de los alimentos porque esto no es el contenido de humedad total sino la disponibilidad de agua que determina el tiempo de vida de un alimento. Una parte de agua total in el alimento es presionada a sitios específicos.

La disponibilidad de agua esta medida por la actividad del agua (aw) de un alimentos y es definida como la relación entre la presión del agua en un alimento, P, con la presión del vapor del agua pura, Po, en la misma temperatura:

Fórmula 1 : Pag. 686

La relación de aw, a la concentración soluta es expresada por la ley de Raoult para las soluciones “ideales”,

Fórmula 2 pag. 686.

Donde n1 y n2 son los números de moles de soluto y solvente, respectivamente. Un solución ideal puede ser definida como ona en la cual las moléculas de un soluto son afectadas por el medio ambiente en exactamente la misma forma cuando están en un estado puro en la misma temperatura y presión como la solución. En realidad, no hay tales soluciones porque las interacciones entre las moléculas pueden reducir el número efectivo de las partículas en una solución. De otra parte, disociación puede aumentar el número altamente.

Las desviaciones de las ideales son mayores para los nonelectrolitos en las concentraciones sobre el molal (la molalidad es el número de gramos de moles por kilogramo de agua) y para los electrolitos en todas las concentraciones.

El movimiento de vapor de agua de un alimento para el aire circundante depende del contenido del contenido de humedad, la composición del alimento, la temperatura, y la humedad del aire. En una temperatura constante, el contenido de humedad de un alimento cambia hasta que está en contacto con el equilibrio con el vapor de agua en el aire circundante. Este nivel de humedad es llamado el contenido de equilibrio de humedad de los alimentos. En el contenido de equilibrio de humedad de los alimentos, los alimentos ni ganan ni pierden peso durante el almacenamiento bajo esas condiciones.

La humedad relativa del aire circundante, expresada como un porcentaje, es entonces el equilibrio relativo de la humedad (ERH). Cuando los valores diferentes de la humedad relativa versus los contenidos del equilibrio de la humedad son marcados, una curva conocida como sorción isoterma de agua se obtiene. ERH está relacionada con aw, por la siguiente expresión: ERH (%)=AWX100.

Alimentos frescos, crudos, de altas mezclas como frutas, vegetales, carnes y pescado tienen actividad del agua, niveles de 0.98 o más altos. La conservación de alimentos por deshidratación está basada en el principio que el crecimiento microbiano esta inhibido si el agua disponible requerida para el crecimiento se retira. Por ejemplo la actividad del agua se reduce (119). Las tecnologías de secados de alimentos sólidos remueven el agua al usar aire caliente: secado por congelación (liofilización) así por sublimación después de la congelación. Los alimentos líquidos pueden ser secados por concentración de congelación, mediante la congelación seguida por remoción mecánica de agua congelada.

Tabla 32.1

Estos procesos reducen la actividad del agua de ambos tanto los alimentos y las células microbianas a niveles insuficientes del crecimiento microbiano. La actividad del agua de varias materias primas y productos alimenticios están en la lista 32.1. La estabilidad microbiológica de mucha humedad intermedia alimentos con los niveles de la actividad del agua de 0.70 a 0.85 (mermeladas, salsas secas, etc.) depende también de otros factores, ejemplo pH reducido, conservantes químicos y pasteurización; sin embargo, el la actividad del agua reducida en estos alimentos es de mayor importancia. Por la composición química y la capacidad unión de componentes, varios alimentos pueden tener diferentes contenidos de humedad en la misma actividad del agua como está ilustrado en la Tabla 32.2.

Los requerimientos de la actividad del agua de varios microorganismos varían significativamente (98). En el grado promedio de crecimiento, la disminución de la actividad del agua aumenta la fase de latencia de crecimiento y disminuye el grado de crecimiento. Los microorganismos que crecen en alimentos están agrupados de acuerdo con sus requerimientos mínimos de la actividad del agua en la tabla 32.3.

En general, entre la bacterias, las especies gram negativas tienen los requerimientos más altos para el crecimiento. Importante cantidades de bacterias desecho gram negativas, tales como la Pseudomonas spp y los mayores miembros de la familia Enterobacterianceae, puede usualmente crecer solamente en la actividad del agua sobre 0.96 y 0.93, respectivamente. Bacerias gram positivas no formadoras de esporas son menos sensibles a reducir la actividad del agua.

Tabla 32.2

Tabla 32.3

Aunque muchos miembros de la familia Lactobacillaceae tienen requerimientos mínimos de actividad de agua 0.94, algunos representativos de la familia de Micrococcaceae son capaces de crecer en la actividad en la actividad del agua bajo 0.90. Staphylococci son únicos entre las bacterias nonhalophilic (capaces de vivir en altas concentraciones de sal) en ser capaz de crecer en sustratos que contienen altos niveles de NaCl. La actividad mínima del agua generalmente reconocida para el crecimiento de Staphylococcus aureus es alrededor de 0.86 (98); sin embargo, bajo otras condiciones ideales, el crecimiento ha sido desmostrado en una actividad de agua bajo 0.93 (98).

La mayor parte de bacterias formadoras de esporas no crecen en una actividad del agua menor a 0.93. La germinación y crecimiento de esporas de cepas contaminantes de Bacillus cereus se evitan en la actividad del agua de 0.93 a 0.97 dependiendo del volumen soluto (101). Varios tipos serológicos de Clostridium botulinum difieren de requerimientos de actividad del agua. Los límites menores de la actividad del agua ajustada en medios de sal para el crecimiento del inóculo de esporas son 0.95 para tipo A, 0.94 para tipo B y 0.97 para tipo E (159).

La producción de toxina ocurre cuando en una actividad de agua cercanamente se aproxima a estos crecimientos mínimos. La actividad mínima para el crecimiento de germinación de esporas de Clostridium perfringens está entre 0.97 y 0.95 en medios complejos cuando la sacarosa o NaCl es utilizado para ajustar la actividad del agua (108). Para ambos C botulinum y C. perfringens, el crecimiento procede en actividades menores de agua y es controlada por glicerol en vez de NaCl (98).

Varias especies de levaduras tienen unas necesidades mucho más bajos que esas de bacterias. Las especies tolerantes a al asal tales como Debaryomyces hansenii, Hansenula anómala y Canidad pseudotropicalis pueden crecer bien en carnes curadas y encurtidos en las concentraciones de NaCl de más de un 11% (actividad de agua 0.93). Algunas especies “osmophilic” “osmofílicos”, por ejemplo Zygosaccharomyces rouxii, Z bailii y Z. bisporus son capaces de crecer en alimentos con altos contenidos de azúcar (mermeladas, miel, almíbar)

Los términos tales como tolerante a lo seco y sacarosa serían más apropiados para estas levaduras osmofílicas.

En general, los mohos requieren de actividades de agua mucho más bajos que aquellos de otros grupos

...