IIa) Tratamiento Termico Alimentos Feb 2016

PROCESAMIENTO TERMICO DE ALIMENTOS Facultad de Ciencias Químicas, ULSA Tecnoloía T ecnoloía de Alimentos I M! "#e$ F!

Fe% &'()

O%*eti+os 

Asegurar la destrucción tanto de microorganismos vegetativos (vivos) como de los esporulados.



Detener las reacciones metabólicas (inhibir la atividad enzimática).



Facilitar la cocción (completa o parcial) o mejorar las carácterísticas sensoriales.



Mantener el valor nutrimental del alimento procesado.

Tecnoloia T ecnoloia Alimentaia Alimentaia I -M! "ae$.

O%*eti+os 

Asegurar la destrucción tanto de microorganismos vegetativos (vivos) como de los esporulados.



Detener las reacciones metabólicas (inhibir la atividad enzimática).



Facilitar la cocción (completa o parcial) o mejorar las carácterísticas sensoriales.



Mantener el valor nutrimental del alimento procesado.


Conce/tos0 escaldado, /asteui$aci1n, esteili$aci1n 2 tindali$aci1n 

scaldado o blan!ueado (blanching)" es un proceso t#rmico !ue se aplica a $rutas % verduras para desactivar las enzimas deteriorantes del color& te'tura % sabor del mismo.



asteurización" m#todo para destruir o eliminar los microorganismos patógenos o causantes del deterioro de los alimentos & sobre todo materiales sensibles al calor como" leche& cerveza& vino entre otros.



sterilización comercial" en alimentos no es posible obtener una esterilización A*+,-A& razón por lo cual bajo este proceso se inactiva o inhibe los microorganismos %/o sus esporas & evitando !ue crezcan& para eliminar las posibilidades de da0o al alimento o problemas de salud en las condiciones normales de almacenamiento.



indalización" llamado esterilización intermitente& consiste en tratamientos t#rmicos repetitivos con descansos entre ellos de 12 h. n el 3er tratamiento se destru%en las $ormas vegetativas& mientras !ue las esporuladas !ue sobreviven vuelven a la $orma vegetativa durante el reposo& para luego ser tratadas nuevamente con calor. or lo com4n& se e$ect4an 5 tratamientos en este tipo de m#todo.


Pinci/ales 3actoes /aa calculo de /oceso t4mico 

6esistencia t#rmica de microorganismos



enetración de calor en el alimento

Tecnoloia Alimentaia I -M! "ae$.

PROCESO CALCULADO

Factoes /aa detemina un /oceso t4mico en alimentos 

EN "ASE AL MICROOR5ANISMO



6esistencia t#rmica del microorganismo más termorresistente.



Alimento" p7& composición % propiedades $ísicas.



nvase" grado de vacío.



8oncentración inicial del microorganismo en el alimento.



ipo de alimento" $ruta& hortaliza.



Manejo previo" metodo de pelado& con o sin escaldado. Tecnoloia Alimentaia I -M! "ae$.



PENETRACION DE CALOR EN EL PRODUCTO

Alimento" contenido en az4cares& grasa& almidón& partículas en suspensión.



  

9iscosidad.

emperatura inicial.

nvase (sí lo ha%)" tama0o& geometría& material& espacio de cabeza.  Medio o sist. De esterilización empleado" temperatura& agitación& medio de calentamiento (agua& vapor& $uego % aire).

TRANSMISI6N DE CALOR EN PRODUCTOS EN7ASADOS 

AMA:+ ; F+6MA D, <9A*" 8uanto más grande sea #ste& ma%or tiempo se re!uerirá para !ue el centro alcance la temperatura deseada.



MA6=A, D, <9A*" la penetración de calor es más lenta en vidrio !ue en envases metálicos.



-<+ F6>+" para destruir los microorganismos en un producto con o sin envase& el calor suministrado debe penetrar en todos los puntos del producto o recipiente. Apro'imadamente en el centro geom#trico del envase o de la masa del producto& se localiza la región !ue casi siempre es la 4ltima en calentarse % !ue se conoce como punto $río.


Locali$aci1n del /unto 3ío en en+ases con alimentos s1lidos 2 lí8uidos


Detectoes de tem/eatua -Temo/aes. Un temo/a es un instumento el4ctico de senso de -medici1n. tem/eatua 8ue est# 3omado /o dos conductoes de di3eente mateial0 co%e 2 constantan -99: Cu 2 ;9: Ni. 8ue se sueldan *untos /o los e
Tecnologia Alimentaria I (M. Baez)

Funci1n de los temo/aes o temoco/les0 tansducto Si el temo/a se coloca a di3eentes tem/eatuas, se desaolla una di3eencia de /otencial -mili+oltio. 8ue /uede se medida 2 elacionada con el cam%io de la tem/eatua ente los em/almes del temo/a! El uso de los temo/aes nos /emite detemina con e
Factoes 8ue a3ectan la /enetaci1n de calo -=olds>ot?, (@@. 

ipo % per?l de la tempeatura del autoclave.



iempo de proceso.



Medio de calentamiento.



Agitación del envase.



8onsistencia del alimento.



emperatura inicial del alimento.



8ontenido de microorganismos inicial.




ropiedades termo$ísicas del alimento. 

Acidez (p7) del alimento.

resencia de aditivos en el alimento (gomas& almidones modi?cados).



Material del envase (vidrio& hojalata& aluminio& peliculas @e'ibles).



 

Forma de envase (cilindro& rectángulo& piramidal). rans$erencia de calor por conducción& convección o combinado.

8=<=8A D M-6 La 3ase de M-6 siue una Cin4tica E

8onsideración estadística de la destrucción t#rmica de los microorganismos 





Se utili$a /o ello en su lua un tatamiento estadístico, ?aciendo la e/esentaci1n en /a/el loaítmico 2 tomando /o tiem/o el necesaio /aa educi el B de es/oas a ((' (& del nmeo oiinal! Este tiem/o se conoce /o Tiempo de Muerte Térmica a a8uella tem/eatua 2, una +e$ tanscuido, el Cl. botulinum se /uede considea destuido /aa nes /#cticos! Se o%se+a 8ue estos tiem/os de muete t4mica no e/esentan esteili$aci1n com/leta, sino un conce/to matem#tico 8ue se /uede considea como esteili$aci1n e3ecti+a!


RESISTENCIA TERMICA IDEALIZADA iempo de e'posición& minutos

B de mo ,og del C de sobreviviente sobreviviente s s



3&&



3

E



3&

G

3



3

3&

GG

3

2

3

3&

GG.G

.3

5

1

3

GG.GG

.3

1

1

3

GG.GGG

.3

3

5

3

GG.GGGG

.3




iempo

5

3

31

G

3D

E

3

33

G

1D

G

3

3

G

5D

31

.3

3I3

G

2D

3

.3

3I1

G

D


Cin4tica de destucci1n Si se denomina P a la /o%a%ilidad de esca/a a la muete /o unidad de tiem/o, de un mo e
Cin4tica de destucci1n Tomando loaitmos decimales0 log * J log < K t log  La destucci1n de los mo /uede e/esentase /o una ec! loaítmica, 2 si se e/esenta el lo de los so%e+i+ientes -en odenadas. conta el tiem/o -en a%cisas., se o%tend# una cu+a de /endiente0 d (log *) IIIIIIIIIIIIII J log  dt Tecnologia Alimentaria I (M. Baez)

Cu+a de su/e+i+encia de un mo a una tem/eatua cte  (('HC y

y=ax+b

b

y2 – y1 a = x1 – x2

1 a=− D

' x Tecnologia Alimentaria I (M. Baez)

An#lisis de la ecuaci1n de la ecta Si se ?ace0

( lo P  

D Se denomina D al tiem/o necesaio /aa 8ue la ecta ecoa un ciclo loaítmico -una unidad en odenadas., se tend# 8ue0 t lo S  lo N  D Tecnologia Alimentaria I (M. Baez)

An#lisis de la ecuaci1n de la ecta Que en la 3oma e
-&.

D se conoce como el Tiempo de reducción decimal 2 se e
 &!) min '!K;


An#lisis de la ecuaci1n de la ecta Como D es un tiem/o, se /od# e

An#lisis de la ecuaci1n de la ecta Cuando se a/li8ue una educci1n decimal -n(., se tend# 8ue t  D 2 entonces0 Pt  PD  ('JDD  ('J(  '!( Des/u4s de este tatamiento se /uede es/ea 8ue so%e+i+an un (' : de los mo iniciales, mientas 8ue si el tatamiento 3uea de n  &0 Pt = P&D  ('J&DD  ('J&  '!'( E
9alor D caracteriza la termorresistencia de una especie de microorganismo de?nida a una temperatura determinada

Cuando se mantiene una sus/ensi1n de es/oas a una tem/! cte! duante un tiem/o de D mins!, se destu2e el @': de la /o%laci1n inicial si se alaa el tatamiento duante otos D mins, se destui# el @': de la /o%laci1n esidual! Tecnologia Alimentaria I (M. Baez)

Conociendo el +alo del /a#meto D de un mo a una tem/ denida 2 el B de educciones decimales deseadas, se /od# detemina cual se# la duaci1n del tatamiento a a/lica a esa tem/eatua!

Esteili$aci1n a%soluta  Cuando e
/esentes en un alimento, 2a 8ue la cu+a e/esentada en coodenadas decimales es asint1tica con el e*e de tiem/o, /o lo 8ue se# necesaio 8ue tanscua un tiem/o innito /aa 8ue el nmeo de su/e+i+ientes sea ceo! Tecnologia Alimentaria I (M. Baez)

Esteili$aci1n comecial  



Desci%e la condici1n 8ue e
/esentes, /odían cece dento del /oducto 2 /o+oca su descom/osici1n, %a*o condiciones nomales de mane*o 2 almacenamiento! Tecnologia Alimentaria I (M. Baez)

Esteili$aci1n comecial 

,os alimentos comercialmente est#riles pueden contener un n4mero mu% pe!ue0o de esporas bacterianas resistentes& pero normalmente estas no proli$eran en el alimento.



*in embargo& si estuvieran aisladas del alimento % en condiciones ambientales especiales& podría demostrarse !ue están vivas.



,os alimentos enlatados !ue son comercialmente est#riles pueden ser conservados generalmente durante 1 a0os o más. Tecnologia Alimentaria I (M. Baez)

$ecto de la temperatura de proceso Cuanto ma2o sea la tem/eatua meno se# el +alo de la educci1n decimal0 es necesaio menos tiem/o /aa conseui la destucci1n del @' : de los mo iniciales, 2a 8ue al incementase la tem/eatua se incementa la /endiente de las cu+as conseuidas!


Tasa de motalidad de un emen es/o1eno -Clostridium sporogenes! a di3eentes tem/eatuas


Cu+as de educci1n decimal a distintas tem/eatuas


8urvas de reducción decimal a distintas temperaturas En los e*em/los de la #ca se /uede +e 8ue 0 ( D(''   &)!K minutos '!'K ( D(('   &!) minutos '!K' ( D((9   '!9 minutos (!() Tecnologia Alimentaria I (M. Baez)

Pa#meto $ del micooanismo Del mismo modo 8ue se o%tu+o el /a#meto D, se /od# conseui oto /a#meto $ en ados centíados, cu2o +alo coes/onde al /aso de la ecta /o un ciclo loaítmico cu2a ecuaci1n es0 ( $

 ('HC '!'@@9


O%tenci1n del /a#meto $ a /ati de los /a#metos D


Pa#meto $ de los mo 

Dene la temoesistencia caacteística de cada es/ecie de mo en un medio de com/osici1n denida!



Cuando se ele+a la tem/ de tatamiento en $ ados, el tiem/o e8ueido /aa conseui la misma destucci1n t4mica es (' +eces meno!


Pa#meto $ de los mo La ecuaci1n de la ecta e/esentada en la #ca /od# esci%ise tam%i4n como0 T lo D  a J $ Como t  n GD, se /od# eneali$a la ec anteio0 T lo t  A J $ Donde A  a  lo n Tecnologia Alimentaria I (M. Baez)

arámetro z de los mo 



El +alo A es la ecuaci1n del con*unto de /untos -/ae*as de tiempos 2 Tem/eatuas. 8ue /esentan la misma letalidad 3ente al mo consideado, en el medio deteminado! Como se constu21 la #ca anteio /aa un tatamiento en el 8ue t  D, se /od#n constui otas con distintas letalidades, 8ue se#n /aalelas a la /imea, 2 tanto m#s se/aadas del e*e de Tem/eatuas cuanto ma2o sea la letalidad coes/ondiente a cada /oceso! Tecnologia Alimentaria I (M. Baez)

Misma letalidad de un mo /aa una elaci1n de tiem/o 2 tem/eatua


Relaci1n tiem/o J Tem/eatua 





La letalidad de todos los /untos 8ue com/onen cada ecta es la misma, /o lo tanto /aa cada tatamiento se dis/one de innitas /ae*as de tiempo " Tem/eatua con la misma e3ecti+idad 3ente al mo estudiado! Cada una de ellas /o/ociona# un tatamiento t4mico e8ui+alente, /eo de condiciones tiempo  Tem/eatua distintas! Po lo tanto, la letalidad de un tatamiento +end# denida /o las coodenadas del /unto -t " T. 2 la /endiente de la cu+a -$. 8ue indica el micooanismo 8ue se em/lea como /at1n! Tecnologia Alimentaria I (M. Baez)

RESISTENCIA AL CALOR DE ALGUNAS BACTERIAS VEGETATIVAS

Microorgani Medio de smo calentamien to Escherichia coli 8aldo

,isteria monoc%togene s *almonella t%phimurium

nutriente ,eche 8arne de vacuno

*olución de sacarosa " glu (ANJ.GG) *taph%lococcus ,eche aureus Tecnologia Alimentaria I (M. Baez)

9alor D (mins) a L8

9alor z (8)

.E .2

2.G E.

.3

E.L

.5

3L.

.5

.3

Condiciones est#nda 

En eneal, se considea tem/eatua de e3eencia estanda la de &9'HF -(&(HC. 2 se denomina +alo de F el tiem/o en minutos necesaio /aa destui a &9'HF -(&(HC. a un micooanismo cual8uiea!



El +alo F /aa C. botulinum es de &! minutos!


#$%V& T'()* D( )$(%T( T(%)'#&

" D ! 1000 o  a V ( s o 100 t u n i m n e 10 o p m e i T 1

Para el Cl. botulinum a 250°F (121°C) tiene un valor D de 2.8 inuto!.

Z

210 220 230 240 250 260 Temp. °F


Modelo matem#tico de la temodestucci1n %acteina 

*e emplea la ecuación general para la inactivación microbiológica& enzimática o degradación de componentes termolábiles del alimento (vitaminas)"

 

-(.

 

Donde 8 es la concentración de la especie reaccionante al tiempo t& P n es la velocidad de reacción especí?ca con unidades de QconcentraciónRnI3QtiempoRI3% n es el orden de la reacción. ,a concentración de reactantes puede ser el n4mero de microorganismos.



or lo general cuando una suspensión de microorganismos es calentada a una temperatura constante el n4mero de bacterias viables (<) disminu%e siguiendo una cin#tica de reacción de primer orden (grado) -&.





Donde P es la constante de destrucción microbiana de primer orden. ,a unidad P es QtiempoRI3 % es independiente a la concentración de microorganismos.



=ntegrando la ecuación (1) % empleando la siguiente condición"



< J < a t J 





rans$ormando la ecuación (2) en logaritmo decimal tenemos"




(5)

obtenemos"

-;.

-9.

-).


Donde D es de?nido como Stiempo de reducción decimalT o Svalor DT& siendo este el tiempo de calentamiento& en minutos necesario para lograr la destrucción del GB de las bacterias presentes (reducción del n4mero de microorganismos por un $actor de 3).



l parámetro D puede obtenerse mediante ensa%os de resistencia microbiana& determinando el recíproco negativo de la pendiente de la recta !ue resulta de gra?car el log < versus tiempo.


7aiaci1n del nmeo de micooanismos con el tiem/o a Tem/eatua constante

Siendo


7alo D 

s una constante !ue depende de la termorresistencia de las di$erentes especias bacterianas % del medio en el cual se encuentran presentes.



8ada microorganismo tiene su resistencia al calor !ue lo caracteriza& cuanto ma%or es el valor D& ma%or es su termorresistencia.



sta resistencia tambi#n es a$ectada por un amplio rango de $actores ambientales tales como" el p7& la actividad acuosa& % la presencia de solutos como az4car % sales.


7alo $ 

7asta este momento se ha considerado un tratamiento de temperatura constante& sin embargo& en la ma%oría de los procesos t#rmicos la temperatura no es constante& sino !ue involucran etapas de calentamiento % en$riamiento.



8omo sabemos la velocidad de destrucción microbiana se incrementa con la temperatura& % para describir esta dependencia se emplea un parámetro denominado Stemperatura de reducción decimal" zT.



ste se de?ne como el n4mero de grados centígrados necesarios para reducir la d#cima parte el tiempo de reducción decimal (D) % se calcula a partir de la pendiente de la recta !ue se obtiene de representar los valores de D& para un rango limitado de temperaturas!


7aiaci1n del tiem/o de educci1n decimal con la tem/eatua


#$%V& T'()* D( )$(%T( T(%)'#&

" D ! o 1000  a V ( s o t u 100 n i m n e 10 o p m e i T 1

Para el Cl. botulinum a 250°F (121°C) tiene un valor D de 2.8 inuto!.

Z

210 220 230 240 250 260 Temp. °F


TERMORRESISTENCIA DE ESPORAS DE

8epa

Clostridium botulinum

emp. 8

9alor D (min.)

9alor z (8)

ipo A (proteolítico)

313.3

.35

G

ipo  (proteolítico)

313.3

.3

33

ipo  (no proteolítico)

O1.1

3. U 51.5

O.5 U 3E.

ipo F (proteolítico)

313.3

.32 U .11

G.5 U 31.3

ipo V (proteolítico)

33.E

.1 U .1G

1.G U 1L.5


TERMORRESISTENCIA DE ALGUNOS ESPORULADOS MESOFÍLICOS

Micooanism Tem/eatua o HC #acillus cereus

"! Coaulans "! Lic?eni3omis "! Su%tilis Clostidium %ut2icum Cl! S/ooenes Cl! /e3inens Tecnologia Alimentaria I (M. Baez)

7alo D -min.

('' (&( @) (&( ('' (&( 9

9!9' &!K  K (K '!K  '! (&  &K

(&( (''

'!&  (!9 '!K  (!)

TERMORRESISTENCIA DE ESPORAS TERMOFILICAS

Micooanismo

7alo D (&(HC -min.

7alo $ HC

#acillus stearothermophilus

()

!

Dessul3otomaculum niicans

99

@!9

Clostidium t?emosacc?aol2ticum

) (@9

(( )!@


*a!,met!os -inti-os /e aunas itaminas

7itamina

Tem/! HC

7alo D -('JK 7alo $ -HC. se.

A

311

1.2

15

Tiamina "( Ri%oa+ina ") Ac! Pantot4nico Ac! asc1%ico

3

.O5

11

313

12

2

313

35O

5.O

313



3O.1


Temoesistencia mico%iana en alimentos en+asados de %a*a acide$ -Toledo &''. Microorgnismo Clostridium botulinum $%&'#

"acillus Steaot?emo/?il lus FS (9(


roducto

D (minutos)

W (grados centigros)

udías +dedes A+e*as

'!&& '!&&

(& 

Maí$ A+e*as Camaones Es/inaca

;!K& )!() K!@' ;!@;

(& (( @ (&

Temoesistencia mico%iana en alimentos #cidos -Toledo &''. Microorganism o #acillus coagulans

emperatura de D minutos re$erencia (X8) (&(!( '!'

W X centígrados ('

(''

'!9

@

Mycobacterium tuberculosis

&!&

'!'''K

)

(almonella spp.

&!& &!&

'!''K& '!'')K

 

&!&

&!9

@

Clostridium pasterianum

(taphilococcus spp. )ongos y le*aduras Tecnoloia Alimentaia I -M! "ae$.

Temoesistencia %acteiana 

l valor z para la ma%oría de las esporas bacterianas es de 3X8& mientras para sus $ormas vegetativas (vivas) es menor (2I3X8).



-n valor bajo de z indica !ue el microorganismo es mu% sensible a la temperatura.



ara dos valores de D % sus correspondientes temperaturas & el valor de z puede ser estimado a partir de la siguiente relación"






-.


Si el +alo D es medido a una tem/eatua de e3eencia este se denomina De3 , con lo cual la ecuaci1n  /uede edenise como0 -.

  

Donde la elaci1n DDe3 es una medida de destucci1n de micooanismos a una tem/eatua dada 2 se conoce como Letalidad inteado es conocido como +aloJF -ecuaci1n [email protected]

 


-@.


Paa una tem/eatua constante T, el +alo de F es iual al +alo de Lt sin em%ao, si la tem/eatua +aia, como nomalmente sucede en /ocesos t4micos, es necesaio el c#culo de la letaliad inteada -F. ecuaci1n ('0





Paa esto se e8uiee conoce la ?istoia temica en un /unto deteminado del /oducto, siendo este enealmente el de calentamiento m#s lento -/unto 3ío. del alimento!


-('.

7aiaci1n de la tem/eatua 2 la letalidad con el tiem/o

emp Autoclave emp punto $rio ,etalidad


7alo F' 

El +alo de F es es/ecico /aa el micooanismo 2 la tem/eatua 8ue se toma como e3eencia! Es comn 8ue /aa /ocesos de esteili$aci1n se considea al Clostridium botulinum, con un +alo de $ de ('C 2 una tem/eatua de e3eencia de (&(!(C -F (&(!( (' .!



El +alo F e+aluado, con dic?as tem/eatuas de e3eencia, se conoce como F'




Pa#metos a considea /aa el esta%lecimiento del /oceso t4mico


valuación del proceso t#rmico +ptimización a temperatura variable *e cuenta con 2 m#todos clásicos"  M#todo biológico propuesto por Michiels (3GL1)  M#todo de igeloN ó m#todo general grá?co (3G1)  M#todo de all % +lson ó m#todo de $órmula (3G15)  l m#todo del nomograma Tecnologia Alimentaria I (M. Baez)

Clasicaci1n de alimentos en 3 /= <+ A8=D+*

A8=D+*

6F J 1X F (313X 8)

6F J 131X F (3X 8)

Acide$ "a*a

Acide$ media

Acidos

Acide$ Alta

/= V 9!K

/=0 9!K  ;!)

/=0 ;!9  K!

/=W K!

Cane Pescado Lec?e 7eetales

Es/aueti So/as Es/#aos Es/inacas


itomates Peas =ios PiXas

Col aia Encutidos Cee$as Cíticos

Resistencia T4mica de alunos micooanismos Microorganismos

9alor z 9alor D X8 XF X8 XF minutos Alimentos de %a*a acide$ o semi#cidos -/= ma2o 8ue ;!9. D -(&(YC -&9'YF.. Tem1los -es/oas. "! Steaot?emo/?ilus (&!&YC -&&YF. ;!' C! !YC -()YF. K!' T?emosacc?aol2ticu !YC -()YF. &!' m C! Niicans ('YC -(YF. '!&( Mes1los -es/oas. ('YC -(YF. (!9' Clostidium %otulinum0 A," C! S/ooenes Tecnologia Alimentaria I (M. Baez) -PAK)@.


9alor z X8 XF Alimentos #cidos -/= ente ;!'  ;!9 Tem1los -es/oas. "! Coaulans ('YC -(YF. Mes1los -es/oas. "! Pol2m2
9!9YC -('YF.


9alor D X8 XF minutos D (&(YC -&9'YF. '!' D (''YC -&(&YF. '!9' '!9' D 9YC -(9YF. 9!''


9alor z X8 XF

9alor D X8 XF minutos

Alimentos altamente #cidos -/= meno 8ue K!. "acteias no es/oulantes Lacto%acillus s// Leuconostoc s// 2 le+aduas 2 mo?os

Fuente0 Stum%o, (@)! Tecnologia Alimentaria I (M. Baez)

9!9YC -('YF.

(!''

Cin4tica de destucci1n de mo 

Z  a <  % ec! (e ado a<  %  ' ,og
,og < 2

mJI 3/D

tiempo Y


*iendo < el C de c#lulas sobrevivientes& dicha relación se escribe" ,og < J a t K b (3) *iendo
Cin4tica de destucci1n de mo II ,a población de c#lulas vivas !ueda dividida por 3 (o lo !ue es lo mismo& la proporción de c#lulas destruídas es del GB). or lo tanto se +btiene D J 3 / a % la ec (1) se escribe" ,og < J I t / D K log

Factores !Z pueden interaccionar c/la destrucción de los mos o esporas (!

Los mos son menos temoesistentes en medio #cido 8ue en medio neuto! Los alimentos se clasican en ; cateoias0

Alimentos /oco #cs! /= V 9!K Alimentos modeada #cs! ;!) W /= W 9!K Alimentos #cs! K! W /= W ;!) Alimentos mu2 #cidos /= W o  K!)


Factores !Z pueden interaccionar c/la destrucción de los mos o esporas == &! La temoesistencia de las le+aduas o de las %acteias es tanto m#s ele+ada cuanto meno es la acti+idad del aua del medio!  Pesencia de a$caes en el medio tiene un sensi%le e3ecto /otecto! K! Pesencia de antis4/ticos en el medio, como etanol, disminu2e netamente la temoesistencia de los micooanismos!


Temoesistencia de micooanismos "acillus steaot?emo/?ilus D(&(!(HC  K mins Clostidium s/ooenes D(&(!(HC  ( mins Cl! "otulinum D(&(!(HC  '!&( mins Fomas no es/ouladas D(&(!(HC  9 < ('J mins Co

E3ecto de la Tem/eatua de tatamiento 



E

E3ecto de la Tem/eatua de tatamiento II %  i e m p o

b aJI3/z

emperatura& ' Figura 1


Inuencia de la tem/eatua so%e el tiem/o de tatamiento t4mico necesaio /aa alcan$a cieta tasa de destucci1n! 2a<%

E3ecto de la Tem/eatua de tatamiento III 

Las com%inaciones tiem/oJTem/eatua /etenecientes a la ecta -Fiua &. coes/onden a un tatamiento t4mico +-/01+2T+! Sea una com%inaci1n tiem/oJTem/eatua est#nda -t[ , T[. /eteneciente a dic?a ecta0 la ecuaci1n -9. se esci%i#0 lo t[  a T[  %


-).

E3ecto de la Tem/eatua de tatamiento I7 Com%inando las ecuaciones -9. 2 -). o%tenemos0 t lo JJJJJ  J a - T  T[ . -. t[ La ecuaci1n -. /emite calcula la di3eencia de Tem/eatua $ /aa la cual, el tiem/o de tatamiento de%e se multi/licado o di+idido /o un 3acto (' a n de o%tene un tatamiento t4mico e8ui+alente! Se llea a $  (  a 2 la ecuaci1n -. se con+iete en0 


E3ecto de la Tem/eatua de tatamiento 7 J - T  T[ . lo t  JJJJJJJJJJJJJJJ  lo t[ $ O %ien en 3oma e
-.

t  t [ < (' J - TJT[ .  $ -@. Po lo tanto, $ coes/onde a la ele+aci1n de tem/eatua necesaia /aa educi en ((' el tiem/o de tatamiento t4mico est#nda /aa o%tene la misma tasa de destucci1n! Tecnologia Alimentaria I (M. Baez)

E3ecto de la Tem/eatua de tatamiento 7I Za 8ue los tiem/os de educci1n decimal son +aloes /aticulaes de t, 8ueda clao 8ue la ecuaci1n -@. se a/lica iualmente a D! Así /ues, los +aloes de D a la tem/eatua T est#n elacionados con el +alo D[ a la tem/eatua T[ /o la le20 D  D[ < ('J -TJT[.  $


-('.

E3ecto de la Tem/eatua de tatamiento 7II or lo tanto& z es un parámetro de termoIresistencia característico de cada microorganismo. *us valores& menos @uctuante !ue los de D& son generalmente del orden de 2 a L 8 para las $ormas vegetativas % de 38 para las esporas. ueden observarse desviaciones importantes seg4n las condiciones de calentamiento. n calor h4medo se ha indicado un valor de z de E.28 para acillus stearothermophilus! mientras !ue en calor seco el valor de z sobrepasa los 18. Tecnologia Alimentaria I (M. Baez)

8+<*=D6AF=8+ A6A 8ADA M6A-6A& A, V6AF=8A6 < *8A,A ,+VA6>M=8A ,+* 9A,+6* D D 8+<6A & * +=<"

r # a d e T i e m p o d e M u e r t e T$ r m i c a .

(m

D i g n) o ,

t4 ,m ic a

,t

M u e e

T ie m / o d e

l inverso de la pendiente de la curva M está representado por el valor z & !ue e!uivale al intervalo de temperatura necesario para !ue la curva atraviese un ciclo logarítmico.

m J I3

3

z

3

z

. 311

12 1

1E 3


1O

 (XF)

W corresponde a la elevación de la emperatura& necesaria para reducir en 3/3 el tiempo de tratamiento t#rmico estándar para obtener la misma tasa de destrucción. W representa un cambio de S'T n4mero de X 8entígrados o XFarenheit % <+ una temperatura

W caracteriza la dependencia de un $actor biológico con la emperatura. l e$ecto causado debido a un cambio en la temp. sobre la resistencia de alg4n componente del alimento. 9alores z pe!ue0os, indican +aiaciones o cam%ios sinicati+os en los com/onentes con /oco cam%io de T  5an De/endencia! 9alores Tecnoloia z grandes, indican 8ue se necesitan cam%ios andes en la T Alimentaia I -M! "ae$.

n el caso de la destrucción microbiana& el M se representa por el valor F& !ue es un m4ltiplo de D. F J valor esterilizante (min) s decir& mientras !ue D es el tiempo necesario para reducir un GB la población microbiana& F representa el tiempo re!uerido para reducir la carga microbiana por un m4ltiplo de D. l valor de F es especí?co para una temperatura % un microorganismo dados& por lo !ue debe indicarse la temperatura a la cuál se calculó % el valor z del microorganismo al cuál está dirigido" Fzre$


,A *=V-=< 8-A8=\< 6,A8=+
Fre$ J D (log a U log b) J D ' $actor

6educciones Decimales $

ara alcanzar una seguridad su?ciente en destrucción de m.o.s& se utilizan las siguientes reducciones decimales" •

Tres reducciones decimales %'D& /aa /oductos con /= W ;!9, 2 tam%i4n /aa

destui %acteias tem1las en /oductos con /= V;!9 -conse+as to/icales.! • Cinco reducciones decimales %(D& /aa /oductos con /= V ;!9, -destucci1n de Clostridium sporogens!. • Seis reducciones decimales %)D& /aa /oductos de 3utas -destucci1n de #yssochlamys ful*a! • Doce reducciones decimales %*+D& /aa destui Clostridium botulinum. Tecnoloia Alimentaia I -M! "ae$.

TRATAMIENTOS TERMICOS ESTANDAR Una com%inaci1n est#nda de tiem/oJTem/eatua -t[, T[. ?a sido eleida como unidad de tatamiento!  Paa la esteili$aci1n la unidad ado/tada es0 T[  &9'HF  (&(!(HC t[  ( minuto  Paa /asteui$aci1n de %e%idas, la unidad coes/onde a0 T[  )'HC 2 t[( minuto


TRATAMIENTOS TERMICOS ESTANDAR II El B de unidades acumuladas a lo lao del tatamiento dene el 7alo de esteili$aci1n, e/esentando como F T[! Así, el +alo de esteili$aci1n de un tatamiento de t minutos a (&(!(HC es /o denici1n0 F(&(!(HC  t

-7alo de esteili$aci1n.


TRATAMIENTOS TERMICOS ESTANDAR III Si se desea eali$a un tatamiento t4mico e8ui+alente a F T[  ( a una tem/eatua TT[, el tiem/o necesaio /aa loa dic?o o%*eti+o es -en minutos.0 t  ( < ('  -TJT[.  $ Si a dic?a tem/eatua T, no se a/lican t minutos, sino ( minuto, el +alo de la esteili$aci1n o%tenido se#0


TRATAMIENTOS TERMICOS ESTANDAR I7 ( F T[  JJJJ  (' TJT[$ -((. t Este 7alo de esteili$aci1n, o%tenido a la tem/eatua T, duante ( minuto, es /o denici1n, el 7alo de destucci1n %iol1ica -7D". asociado a la tem/eatua T! Se e/esenta enealmente como L T esci%iendo0 Tecnologia Alimentaria I (M. Baez)

TRATAMIENTOS TERMICOS ESTANDAR 7 L T  (' TJT[$ -(&. En esteili$aci1n se ado/ta la escala siuiente0 T[  (&(!(HC $  ('HC Paa la /asteui$aci1n de %e%idas0 T[  )'HC $  HC Podemos esci%i /o denici1n0 7alo de esteili$aci1n F T[  L T t -(K. Tecnologia Alimentaria I (M. Baez)

TRATAMIENTOS TERMICOS ESTANDAR 7I Al a/lica un tatamiento t4mico a escalas sucesi+as de tem/eatua T i duante inte+alos de tiem/o \ t i , 8ueda clao 8ue el +alo de esteili$aci1n o%tenido se# de0 F T[  ] Li \ ti

-(;.

Z si la +aiaci1n de tem/eatua es contínua F T[  ^ot L -T. d t


-(9.

TRA TRATAMIENTOS TERMICOS ESTANDAR 7II Po seuidad, el 7alo de esteili$aci1n 8ue de%e a/licase se elie en 3unci1n del micooanismo micooanismo /at1eno m#s esistente! Po ello, en la a//eti$aci1n o enlatado, se en3oca ?acia la destucci1n de es/oas del Clostridium botulinum, /aa la cocci1n del *am1n, se en3oca ?acia la destucci1n de +streptococos del u/o D!


TRA TRATAMIENTOS TERMICOS ESTANDAR 7III Eleido el micooanismo /ue%a -test., 8ueda /o *a la tasa de educci1n decimal a conseui cons eui -Una educci1n decimal n coes/onde a una tasa de so%e+i+ientes N  No  ('Jn.! La educci1n decimal n es tal 8ue, sen la ecuaci1n -;.0 N lo JJJJJ  J t  D  J n tnD -(). No Tecnologia Alimentaria I (M. Baez)


____ ___METODO GENERAL MEJORADO___ _____ Fundamento" 8ada punto de las curvas de calentamiento % en$riamiento de la historia t#rmica de un producto& ejerce un e$ecto letal sobre el m.o. contaminante de dicho producto.

=<V6A8=\< V6^F=8A D, F8+ ,A, D D=87+* -<+* Di$erentes combinaciones tI pueden lograr el mismo e$ecto letal sobre un m.o. dado.


 F  (250 − T ) De la curva de M& se tiene log  = z  F 250  !ue" (250 T ) 4 3 T TMT T 4 z

T z

−

4

3 250

=

10

=

1

*e establece un valor arbitrario de FJ3 como base del ( 25 0−T ) proceso& esto z es& calculando M a partir10 de & se tiene !ue e!uivale a 3*i minuto a 1 una XF (FJ3 min). de proceso de 151 XF % se utilizara temperatura zJ3O XF & entonces se tendría" ( 250

250 232

T )

−

−

10

z

=

10


18

=

1

10

=

TMT T

1

3 min a 151 XF e!uivalen en letalidad a 3 min a 1 XF, o %ien, utili$ando el ecí/oco del t4mino TMT(, se o%tendía 0

1

1

=

TMT T

( 250

10

T )

1

=

( 250 232 )

−

z

−

10

18

=

1 10

=

0.1

Lo 8ue sinica 8ue 3 min a 151 XF e8ui+alen a .3 min a 1 XF l t#rmino ,etalidad

3 1

se conoce como 9elocidad letal& 9alor letal o

TMT T IIIIIIII M

; se utiliza para calcular los tiempos de proceso t#rmico. ste t#rmino está en $unción de la emperatura del roducto % del valor z. Tecnologia Alimentaria I (M. Baez)

< M-87+* 8A*+*& 8+M+ < , 6AAM=<+ 6M=8+ D 6+D-8+* z

^8=D+* -
F T

A -
z M-; AD8-ADA&  =<8,-*+& < 6+D-8+* <+ ^8=D+* -D< F -=,=WA6* T z

*= * 8+<+8 , 9A,+6 F T 1 A -
F T 1

= 10

(3)

( T 1

T 2 )

−

Z

F T 2

=

10


z

* F T Z 1

(1)

( T 1−T 2) 5

3 T 2

= 10

4

5

* 3 T 1

n donde" 1 J emp. a la !ue se desea e$ectuar el tratamiento t#rmico 3 J emp. de re$erencia para el tratamiento t#rmico

F T

2

F T

J 9alor esterilizante buscado ( a 1)

1

J 9alor esterilizante conocido ( a 3) z J 9alor “z” del microorganismo utilizado como base del proceso Tecnologia Alimentaria I (M. Baez)

l procedimiento para aplicar el m#todo general mejorado& re!uiere los datos de " • enetración de calor • ,a conversión de la temperatura del producto a valores de letalidad. (T −T ref )

L = 10

z

n donde " L

 

J 9alor letal o letalidad. J 8ada una de las temperaturas registradas durante el calentamiento % en$riamiento del producto Alimentaria I (M. J Tecnologia emperatura deBaez) re$erencia.

or lo tanto& el valor F pro c

t

∫

t

∫

F proc = L *dt = 10 t =0

t =0


(T −T ref ) z

(F de proceso) será "

t

∑

* dt = 10 0

(T −T ref ) z

* dt

Formas para resolver la ecuación anterior" 1. Obteniend !" #$!%e" !et$!e" de &$d$ &'bin$&i(n t ) T * +%$,i&$%!"

L ( ! !) !; !& t -min.

1. 8on la sumatoria del registro de la temperatura de penetración de calor a cada minuto ( T −T ref ) t t

3 proc = ∑ 1 * dt = ∑10 0

t

* dt

0

t

F pro c = ∑ L *1 min = ∑10


4

(T −T ref ) z

*1 min

1. *e obtiene el valor F correspondiente a esa temperatura con la ecuación ( T −T ) t t 3 proc =

∑ 1 * dt = ∑10 0

ref

4

* dt

0

n el caso de registro min. a min& F J al valor letal en valor num#rico. 5. *e e$ect4a la sumatoria de cada valor F obtenido con el de los anteriores& para obtener “F acumulado” para el calentamiento % para el en$riamiento. 2. Finalmente& la Fproc en los di$erentes tiempos se determina" Fproc J F acumulada hasta el min “n” K F acumulada en Tecnologia Alimentaria I (M. Baez)

Po%lema0 N4cta de dua$no Se desea detemina el tiem/o de /oceso t4mico e8ueido /aa n4cta de dua$no -/=;!'. en en+ases de ?o*alata nmeo ((& -K'(<;((., /ocesado a @&YC, cu2os datos de /enetaci1n de calo en el /unto 3ío son los siuientes0




Soluci1n Po tatase de un /oducto #cido -/= in3eio a ;!9., se considea como micooanismo indicado a #ysoclamys ful*a, con los siuientes +aloes de $ 2 D0 6 -9YC. 9 min 4 = 7.78C 9%:83!

Se considea tam%i4n 8ue /aa este caso es suciente un 3acto de ) D, /o lo tanto0


Soluci1n F$ T  ) D  ) < 9  K' min -Fe8 a 9YC. Como el /oceso se e3ecta a @&YC 2 no a 9YC, es necesaio o%tene F e8 a @&YC, /aa lo cual se utili$a la ecuaci1n

t

t

3 proc = ∑ 1 * dt = ∑10 0


0

( T −T ref )

4

* dt

Soluci1n t

t

∑

∑

0

0

3 92 = 1 * dt = 10

(85 −92) 5.5


*30min = 1.65min 3req92º C

Soluci1n Tem/  '!)YC -tem/ inicial o con la 8ue inicia el minuto '.

(80.6 92 ) −

1

=

10

5.5

=

8.45+

−

03

F $ T  F'!)  L < ( min  !;9 EJ'K -( min.  !;9 EJ'K min F $ T acumulado  _' t F $ T  F $ T -min '.  !;9 EJ'K min Tecnologia Alimentaria I (M. Baez)

9alores ,etales& de F % Fproc del ejemplo de n#ctar de durazno. Tie'- Te'-e%$t0%$ 'in/ C/

C$!ent$'ient 0 1 2 3 4

80.6 80.8 81.5 82.5

8.45 E-03 .20 E-03 0.012233 0.018!4

8.45 E-03 0.01!66 0.02 0.048!3

. .

. .

. .

16 1! 18

88.8 8!.3 86.1

0.2613 0.13!8 0.08458

0.58560 0.323!0 0.1830

. .

. .

. .

. .

. .

En,%i$'ient


9alores ,etales& de F % Fproc del ejemplo de n#ctar de durazno. Tie'- Te'-e%$t0%$  C/ 'in/

C$!ent$'ient .

.

.

.

11 12

88.3 88.! 8.2 8.5 8.!

0.21246 0.2511 0.3068 0.35111 0.381!8

0.880 1.1500 1.45!! 1.8108 2.126!

16 1! 18

88.8 8!.3 86.1

0.2613 0.13!8 0.08458

0.58560 0.323!0 0.1830

. .

. .

. .

. .

12 14 15

En,%i$'ient


"1.4!38 # 1.65 2.0453 $ 1.65 2.364 $ 1.65 2.!!82 $ 1.65



IIa) Tratamiento Termico Alimentos Feb 2016

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