Docentes:
Dr. Pablo D. Ribotta Esp. Ing Hernán C. Severini MSc. María A. Marín Dra. Marcela L. Martinez
– Composición de los alimentos.
Definición de nutrición, Nutrientes,
clasificación. Análisis de alimentos. Alimentos de origen animal y de origen vegetal.
– Composición de los alimentos.
Definición de nutrición, Nutrientes,
clasificación. Análisis de alimentos. Alimentos de origen animal y de origen vegetal.
Transformación de los alimentos Culturas precolombinas Liofilización: Operación de secado en estado congelado: papas, sol durante el día y frío congelador durante la noche. Romanos Aditivos alimentarios conservantes: Cloruro de sodio (salmuera) y ácido acético (vinagre). Ácido benzoico y ácido sórbico naturales en algunas especias, como la canela y el clavo. Europa (siglo V al XV) Ahumado, Aditivo conservante: aldehído fórmico, presente en el humo de madera Europa del Norte (1400 Primera industrialización de cerveza. d.C) Europa (siglo XV al Fábricas de chocolate, obtención de grasas, carne y XVIII) subproductos de ballenas, producción de dulces, confituras y mermeladas Europa (siglo XIX) Incorporación de métodos de producción y tecnología avanzada “alimentos cómodos” 1960-70 últimos 25 años Eficacia, calidad, reducción de costos, innovación, diversificación de productos y el prestigio de las marcas
Fabricación de q ueso de Au vernia, Francia, en 1768,
según la Enciclopedia de Diderot y D’Alembert.
•GARANTIZAR DISPONIBILIDAD •MEJORAR DIGESTIBILIDAD •VARIAR SU SABOR •EVITAR DETERIORO
Tecnología de alimentos Desarrollo, evaluación, operación y administración del procesamiento de alimentos.
Transformaciones industriales (procesados), que una materia prima, sea de origen animal, vegetal o fermentado, sufre hasta llegar a rendir un alimento.
Aplicación de las ciencias físicas, químicas y biológicas al procesado y conservación de los alimentos, y al desarrollo de nuevos y mejores productos alimentarios
Demanda creciente de alimentos semipreparados/ mayor vida útil, con la composición, inocuidad, genuinidad y/o valor nutritivo adecuados.
Industria lechera; jugos; cerveza Industria de los cereales Industria de las especias; pollos.
Automatización; disminución del costo energético; utilización de subproductos; disminución de mano de obra productos adecuados al estilo de vida actual; presentación: "packaging” control de la calidad del producto, la materia prima y los ingredientes. Control del proceso gestión de los riesgos alimentarios Nuevos productos; optimización de condiciones de conservación de nutrientes
Los diseños de equipos y consideraciones de los procesos hasta el comienzo del siglo XXI, se basaban en una descripción macroscópica de los fenómenos que ocurren en los alimentos, la mayoría de los elementos que participan, activa y críticamente, en las propiedades de transporte, el comportamiento físico y reológico, las características de textura y las pautas sensoriales, son componentes o partículas que están en un rango por debajo de 100 micrómetros (Aguilera, 2005).
El desafío en éste marco es poder correlacionar la información reológica y las propiedades mecánicas con las estructuras a un nivel molecular y supramolecular para derivar modelos funcionales que faciliten el desarrollo de productos y la sustitución de ingredientes.
¿Porqué? ¿Para qué?
Acceso físico, social y económico a suficientes Todas las personas, en todo momento,
cantidades de alimentos
SEGURIDAD ALIMENTARIA INOCUOS Y NUTRITIVOS,
Satisfacer sus necesidades dietéticas y preferencias alimentarias (preferencias de
Para llevar una vida activa y saludable en un forma continua
ALIMENTO, es toda sustancia que se ingiere en estado natural, semielaborada o elaborada y se destina al consumo humano, incluidas las bebidas y cualquier otra sustancia que se utilice en su elaboración, preparación o tratamiento, pero no incluye los cosméticos, el tabaco, ni las sustancias que se utilizan únicamente como medicamento. RESOLUCION GMC Nº 26/03 REGLAMENTO TÉCNICO MERCOSUR PARA ROTULACIÓN DE ALIMENTOS ENVASADOS
NUTRIENTE: Cualquier sustancia química consumida normalmente como componente de un alimento que: a) proporciona energía; y/o
NUTRICIÓN
ENERGÍA NUTRIENTES
b) es necesaria, o contribuya al crecimiento, desarrollo y mantenimiento de la salud y de la vida; y/o c) cuya carencia hará que se produzcan cambios químicos o fisiológicos característicos. RESOLUCIÓN GMC Nº 46/03 REGLAMENTO TECNICO MERCOSUR SOBRE EL ROTULADO NUTRICIONAL DE ALIMENTOS ENVASADOS
Funciones vitales Nutrición: Proceso biológico en el que los organismos asimilan y utilizan los alimentos (sólidos y líquidos) para el funcionamiento, el crecimiento y el
TECNOLOGÍA DE LOS ALIMENTOS Y ATRIBUTOS DE SEGURIDAD ALIMENTARIA
INOCUIDAD TRAZABILIDAD
SENSORIALES
NUTRICIONALES COMERCIALES
CADENA DE VALOR PARA LA PRODUCCIÓN DE ALIMENTOS
ACTORES: Instituciones que elaboran políticas; técnicos; tecnólogos, profesionales involucrados; trabajadores involucrados en las distintas etapas; investigadores; extensionistas; mayoristas; minoristas; inversionistas; consumidores, entre otros
El procesamiento de alimentos implica tecnologías que se aplican a la producción primaria, el transporte, el diseño e instalación de plantas, el procesamiento y la distribución de alimentos.
MATERIALES
(MP/INSUMOS
PRODUCTIVOS Y NO PRODUCTIVOS)
ENERGIA AGUA
RESIDUOS/
El Sistema alimentario desde un paradigma no lineal
Emergente sistémico
EN ARGENTINA, Proyecto Regional TCP/RLA/3107 Desarrollo de Bases de Datos y Tablas de Composición de Alimentos de Argentina, Chile y Paraguay para fortalecer el comercio internacional y la protección de los consumidores
En 1983 se creó la Red Internacional de Sistemas de Datos de Alimentos INFOODS- con la participación de Universidad de las Naciones Unidas (UNU) y Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO)
Objetivo: Promover la cooperación internacional en la obtención e intercambio de datos confiables del contenido de nutrientes de los alimentos.
¿ Para que sirve una tabla de composición de alimentos naturales y procesados? Evaluación del estado nutricional de la población (carencias/ excesos); Programas de fortificación de alimentos (deficiencias de micronutrientes); Dietas o menús individuales o colectivos (diferentes grupos etáreos o con requerimientos especiales); para elaborar las guías alimentarias (educación alimentaria y Base nutricional); Implementación del etiquetado nutricional, el comercio internacional de alimentos en el marco de la Facilita globalización;
y apoya a la industria de alimentos para el desarrollo
de nuevos productos.
Declaración de Valor Energético y Nutrientes Declaración de nutrientes: Es una relación o enumeración normalizada del contenido de nutrientes de un alimento. RESOLUCIÓN GMC Nº 46/03 – REGLAMENTO TECNICO MERCOSUR SOBRE EL ROTULADO NUTRICIONAL DE ALIMENTOS ENVASADOS
ENERGÍA kilocalorías (kcal) y kiloJoule (kJ)
Carbohidratos (g) Proteínas (g) Grasas totales (g); grasas saturadas y grasas trans (mg) Fibra alimentaria (dietaria) (g) Sodio (mg) Vitaminas y minerales (mg o μg), (cantidad mayor al 5% de la IDR) Agua. •
•
•
NUTRIENTES
•
•
•
•
NUTRIENTE proteínas
FACTOR DE DETERMINACIÓN CONVERSIÓN en E Nitrogeno total (N) Kjeldahl (o método 17 kJ/g (4 kcal/g)
carbohidratos
17 kJ/g (4 kcal/g)
comparable ) x factor (AOAC, 2000); f: 5,75 proteínas vegetales f: 6,38 proteínas lácteas f: 6,25 proteínas cárnicas o mezclas de proteínas y proteínas de soja y de maíz 100 (contenido de proteínas+ grasas+ fibra alimentaria+ humedad + cenizas) HC disponibles por diferencia: total de HC disponibles Fibra dietaria (método de Prosky) Ácidos grasos expresados como trigliceridos (FAO, 1998) Método gravimétrico (AOAC, 2000) –
–
Lípidos
37 kJ/g (9 kcal/g)
Alcohol Ácidos orgánicos
29 kJ/g (7 kcal/g) 13 kJ/g (3 kcal/g)
Polialcoholes
10 kJ/g (2.4 kcal/g)
Polidextrosas
4 kJ/g (1 kcal/g)
No se aplica a: 1 - Bebidas alcohólicas 2 - Aditivos alimentarios y coadyuvantes de tecnología 3 - Especias 4 - Aguas minerales naturales, y a las demás aguas destinadas al consumo humano. 5 - Vinagres 6 - Sal (Cloruro de Sodio) 7 - Café, yerba mate, té y otras hierbas, sin agregados de otros ingredientes 8 - Alimentos preparados y envasados en restaurantes o comercios gastronómicos, listos para consumir. 9 - Productos fraccionados en los puntos de venta al por menor que se comercialicen como premedidos. 10 - Frutas, vegetales y carnes que se presenten en su estado natural, refrigerados o congelados. 11 - Alimentos en envases cuya superficie visible para el rotulado sea menor o igual a 100 cm2, esta excepción no se aplica a los alimentos para fines especiales o que presenten declaración de propiedades nutricionales.
CANTIDAD EN g o mL PORCIÓN EN MEDIDAS CASERAS
NUMERO DE PORCIONES POR
ENVASE CANTIDAD DE NUTRIENTES
CANTIDAD DE
POR 100 mL
NUTRIENTES POR PORCION
CONTENIDO DE VITAMINAS Y MINERALES POR 100 g o 100 mL
COMO PORCENTAJE DE LA DOSIS DIARIA DE REFERNECIA
NUTRIENTES AGUA: Principal constituyente de los tejidos vivos (por lo menos 60%). Componente estructural de la células y tejidos.
FUNCIONES Transporte de nutrientes y productos residuales Disolvente de sustancias (soluciones/ suspensiones coloidales) Participación en reacciones físicas, químicas (bioquímicas). Regulación de la temperatura corporal Sus propiedades físico-químicas influyen en el diseño de los procesos de manipulación y transformación de los alimentos.
Distribuida en los tejidos animales y vegetales de manera heterogénea. El agua tiene distintas propiedades fisicoquímicas en los productos alimentarios: AGUA LIBRE: se volatiliza, se pierde por calentamiento, se congela. Responsable de la actividad del agua (aw).
AGUA LIGADA: no congela a -20 ºC.
HIELO, AGUA y VAPOR DE AGUA son estructuralmente diferentes. Las propiedades coligativas, reológicas y de textura de un alimento dependen de su contenido de agua. Y éste, influye definitivamente en las reacciones físicas, químicas, enzimáticas y microbiológicas
CARBOHIDRATOS
FUNCIONES •Fuente de energía. •Participan en la síntesis de material genético • Aportan fibra dietaria/ alimentaria.
derivan de la presencia masiva de grupos hidroxilo que les da una gran capacidad de retención de agua.
,
,
POLISACARIDOS
Alimentos
Función
Propiedades
Usos alimentarios
Derivados de CELULOSA Carboximetilcelulosa metil celulosa celulosa microcristalina
Frutas, Hortalizas cereales
Aditivos
Aglutinante, estabilizante (EST), espesante (ESP), emulsificante (EMU)
Productos aireados, Productos congelados, panificación, salsas, aderezos
ALMIDÓN Derivados del ALMIDÓN Dextrinas Almidones modificados
Cereales Tubérculos frutas
PECTINAS
Cáscara de cítricos, Manzanas, peras Animales
Fuente de Glucosa Aromatizantes/ saborizantes Aditivos Aditivos
• • •
GLUCÓGENO GOMAS (fibra cruda) Xántano Ágar Carrageninas
Leguminosas Sintetizadas por bacterias Algas rojas Algas rojas
INULINA
Achicoria, alcaucil, ajo, cebolla,
Endulzante ESP/EST ESP/ EST/EMU
Fabricación de bebidas
ESP/ EST/EMU/ GEL
Jaleas, gelatinas, bebidas
Fuente de Glucosa
Energéticas
Aditivos
ESP/EST/EMU/ Helados, confitería, GEL/ jugos, cerveza, vinos, CRIOPROTECCIÓN quesos, mermeladas, aderezos, embutidos
Obtención de Fructosa
Fibra dietaria: Concepto fisiológico-nutricional en relación a los CH que componen los alimentos y no son digeridos en el intestino delgado. En el colon, son fermentados por las bacterias (la microflora), dando una cantidad variable de ácidos grasos de cadena corta y gases como el CO 2 , H2 y CH4. Los AG de cadena corta son fuente directa de energía para la mucosa colónica, ya que son absorbidos y entran en el metabolismo intermediario (Cummings, 1981).
Oscurecimiento o pardeamiento: constituyen las más interesantes a considerar CARAMELIZACIÓN: se presenta en alimentos tratados térmicamente tanto a pH ácido como alcalino. Ej: derivados de la panificación, frituras, dulce de leche. REACCIÓN DE MAILLARD: azúcar reductor y grupo amino libre proveniente de un aa o una proteína. reducción del valor nutritivo; propiedades funcionales de las proteínas se reducen.
CONSERVACIÓN
CRISTALIZACIÓN
HIDRATACIÓN
PODER EDULCORANTE
Globulares. Solubles , elevada capacidad de retención de agua y desempeñan una importante función de regulación osmótica
HOLOPROTEINAS •no son solubles en agua en su
Fibrosas
estado nativo, sí se pueden solubilizar como resultado de tratamientos desnaturalizantes (productos como la gelatina) •pueden afectar la reología de los alimentos que las contienen cuando son tratados de la forma correcta. Los geles de colágeno se licuan con la temperatura y vuelven a solidificarse al enfriarse. (muses y
Tipo de proteína
Función
Propiedad F-Q
Usos alimentarios
Proteínas del suero
solubilidad
Hidrofilicidad
bebidas
Gelatina, soja
viscosidad
Hidrofilicidad Hidrodinámica del tamaño y forma Absorción de agua Hidrofilicidad
Sopas, salsas, postres y aderezos
Proteínas musculares, proteínas del huevo y de la leche
Gelación
Atrapamiento Atrapamiento de agua, formación de redes
Cárnicos, pasteles, panadería, quesos, geles
Proteínas del suero. Proteínas musculares y del huevo
Adhesión cohesión
Hidrofobicidad, interacciones iónicas y puentes H
Salchichas, cárnicos pastas y panificación
Proteínas musculares. Gluten y proteínas de cereales
Elasticidad
Interacciones hidrofóbicas, puentes S-S
Panadería y cárnicos
Proteínas musculares, proteínas del huevo y de la leche
Emulsificación
Proteínas musculares y huevo
Proteínas del huevo y de la leche Proteínas del huevo y de la leche l eche Gluten y proteínas de cereales
Flexibilidad y rigidez. Estructura. Adsorción interfacial y formación de películas Espumado Adsorción interfacial y formación de películas Capacidad de ligar Interacciones hidrofóbicas, grasa y sabor atrapamiento
Salchichas, pasteles y panes
Salchichas, sopas, aderezos, tortas Merengues, helados, productos batidos Productos de panadería bajos en grasa, donas
PROTEÍNAS ESPECIALES: ENZIMAS FUNCIONES Catalizador biológico específico USOS EN TECNOLOGÍA DE LOS ALIMENTOS Síntesis de edulcorantes Conservación de alimentos Producción de alimentos bajos en calorías Eliminación de compuestos antinutricionales
FUENTES DE ENZIMAS INDUSTRIALES
FUENTE Vegetales V egetales Malta Trigo Soja
ACTIVIDAD ENZIMÁTICA -amilasa; -amilasa, -glucanasa -amilasa Lipooxigenasa
Animales Estómago porcino Páncreas Estómago de rumiantes Hígado porcino
Pepsina Tripsina, lipasa Renina, lipasa Catalasa
MO Hongos Aspergillus oryzae
-amilasa, glucoamilasa, lactasa, proteasa, lipasa
Levaduras Saccharomyces sp.
Invertasa
Bacterias Bacillus cereus
-amilasa, proteasa
APLICACIONES DE LAS ENZIMAS EN LA INDUSTRIA ALIMENTARIA Enzima Amilasa
Celulasa Invertasa Lactasa Proteasas Lipasas
Alimento
Función
Prod. de panificación Cerveza Chocolate Cerveza
Aumentar el contenido de azucares fermentables. Producir maltosa para la fermentación Fluidificar almidón Hidrolizar la pared celular de la cebada
Edulcorantes
Azúcar invertido para caramelos
Helados Leche
Mejorar la textura, evita cristalización de la lactosa Producir leche deslactosada Ablandar, liberar aceite Producir caseína. Sabores durante la maduración Sabores durante la maduración Convertir grasas y aceites en glicerol Monitorear escaldado
Carne y pescados Quesos Quesos Lípidos Vegetales
Peroxidasas y catalasas Glucosa oxidasa Prod. varios y catalasa
Eliminar O2 y/o glucosa para evitar oxidación y oscurecimiento
LÍPIDOS
FUNCIONES Fuente energética Transporte de vitaminas liposolubles Actividad biológica Mantenimiento de la temperatura corporal CLASIFICACIÓN a) Simples: (AG+ alcoholes) b)
c)
Compuestos:
Asociados:
Grasas y aceites Ceras Fosfoglicéridos Glucolípidos Lipoproteínas AG derivados de lípidos simples Pigmentos Vitaminas liposolubles Esteroles Hidrocarburos
•Flavor y Flavor carrier : resultado de la percepción conjunta de olor-sabor. •Fusibilidad, punto de fusión: proporciona sensaciones particulares en la boca y en
el masticado, liberando sabores. •Textura: otorgan cremosidad y permanencia. •Formación de estructuras: capacidad de formar recubrimientos. •Emulsificacion: Algunas grasa, como los fosfolípidos o la lecitina •Atrapamiento de burbujas de aire: Forman, al solidificarse, espumas sólidas. •Anti-bloom Impiden la aparición de manchas blancas en la superficie del chocolate •Viscosidad: agentes espesantes •Plasticidad: capacidad de deformarse sin romperse. •Extensibilidad: su baja tensión superficial las hace vehículos muy adecuados para la formulación de salsas y “spreads” (untables)
Sistemas grasos en alimentos MARGARINA MANTECA GRASAS PARA ALIMENTOS INFANTILES HELADOS MAYONESA ADEREZOS SUSTITUTOS DE LA MANTECA DE CACAO
VITAMINAS (micronutrientes)
FUNCIONES Actúan en los sistemas enzimáticos (cofactores) para mejorar el metabolismo de las proteínas, los hidratos de carbono y las grasas. Participan en la formación de las células de la sangre, hormonas, sustancias químicas del sistema nervioso y materiales genéticos. CLASIFICACIÓN: Liposolubles: vitaminas A, D, E y K. Hidrosolubles: vitamina C y el complejo vitamínico B.
CONTENIDO VITAMÍNICO DE ALIMENTOS Alimentos
Vitaminas liposolubles Vitaminas hidrosolubles
Hígado, leche, huevo, pescado. Leche, queso, huevo, manteca, aceite de pescado Hígado, leche, huevo Carnes
Vitamina A
Vegetales Espinaca, col, zanahoria Frutas
Provitamina A (precursores Vitaminas B carotenoides) Vitamina K Vitamina C Vitamina C
Aceites de soja, oliva, nuez
Vitamina E
Vitamina B6 y B12 Vitamina D3 Vitamina K
Vitamina B1 Vitamina B2, B6 y B12
MINERALES (NUTRIENTES INORGÁNICOS)
FUNCIONES Reconstrucción estructural de los tejidos corporales. Participan en sistemas enzimáticos, contracción muscular, reacciones nerviosas y coagulación de la sangre. CLASIFICACIÓN Macroelementos:
calcio fósforo magnesio sodio hierro yodo potasio.
Microelementos:
cobre cobalto manganeso flúor cinc.
Nutriente inorgánico Calcio Magnesio
Hierro
Cobre y cinc
Función
Alimento
Huesos, tejido conjuntivo y músculos. Con el potasio y el magnesio, es esencial para una buena circulación de la sangre y juega un papel importante en la transmisión de impulsos nerviosos. Esencial para la asimilación del calcio y de la vitamina C, interviene en la síntesis de proteínas y tiene un suave efecto laxante. Importante para la transmisión de impulsos nerviosos, equilibra el sistema nervioso central y aumenta la secreción de bilis.
Lácteos, frutos secos, pescados de los que se come la espina (anchoas, sardinas), sésamo, bebidas de soja enriquecidas Cacao, soja, frutos secos, legumbres y verduras verdes y pescado.
Producción de hemoglobina, interviene en los procesos de obtención de energía. Se absorbe mejor el hierro de los alimentos de origen animal que el de origen vegetal (la vitamina C y el ácido cítrico, en frutas y verduras, mejoran su absorción). Formación de enzimas. Insuficiencia de cobre asociada a la imposibilidad de utilizar el hierro para la formación de la hemoglobina Insuficiencia de cinc impide el crecimiento normal
Carnes (sobre todo la de caballo), hígado, pescados, yema de huevo, cereales enriquecidos, frutos secos y levaduras. Cantidades suficientes en casi todos los alimentos
– Factores de descomposición de
alimentos. Causas. Mecanismos de degradación de nutrientes. Microorganismos presentes en los alimentos.
• Agentes Físicos
Agentes Químicos
Agentes Biológicos
Agentes Mecánicos
Agentes Químicos: Bajo determinadas condiciones ambientales se originan reacciones químicas espontáneas •
Actividad del agua (aw) mínima para: 0.3 Enzimas Reacciones hidrolíticas 0.2-0.3 Oscurecimiento no enzimático 0.2 >0.3-0.4 Oxidación de lípidos
• Agentes Biológicos:
Microorganismos: bacterias, levaduras, hongos. La contaminación del alimento se puede producir desde sus materias primas, a partir del agua, el suelo, el aire, el polvo; durante su transporte, almacenamiento, elaboración, mantenimiento, exhibición y servicio. FACTORES QUE CONTRIBUYEN AL CRECIMIENTO MICROBIANO a)Humedad b)Temperatura, c)pH. d)Nutrientes.
a) Humedad Actividad del agua
Actividad del agua mínima para: Bacterias 0.8 Levaduras 0.7-0.8 Mohos 0.7 b) Temperatura Entre 4 y 60 ºC se lo denomina ZONA DE PELIGRO.
c) pH (Acidez) Alimentos ácidos, cítricos, tomate, gaseosas, vinagre, vinos, dificultan la proliferación de microorganismos. Ácidez cercana a la neutralidad: crecimiento de MO en leche, pollo, carne cruda, pescados, mariscos, legumbres, cereales. d) Nutrientes Alta concentración de azúcar, sales, otros conservantes no permiten el crecimiento microbiano. Las bacterias prefieren alimentos con un alto contenido en proteínas como son las carnes y los productos lácteos (alimentos de alto riesgo). Mohos y levaduras, ávidos de hidratos de carbono, se desarrollan mejor en panes y en vegetales.
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Clasificación de los alimentos Según su potencial peligrosidad: : Muy rico en agua disponible, y con poca o ninguna acidez. Muy perecedero. Temperatura de conservación menor a + 4°C (carne, leche, algunos pasteles ricos en crema, fruta fresca). Los trozados o restos, aún más frágiles, se conservan por debajo de + 3°C, la carne picada por debajo de + 2°C y el pescado entero en hielo fundente, a una temperatura cercana a 0°C. : . Medianamente perecedero, rico en agua disponible y/o con un poco de acidez. Temperatura de conservación inferior a + 6°C (Embutidos ligeramente secados, quesos de pasta cocida en ruedas, yogures, postres lácteos acidificados). Para productos lácteos los estudios de envejecimiento industriales indican el límite de + 6°C.
: . Alimento seco, estable, con una casi ausencia de agua disponible para el desarrollo microbiano, o de un alimento rico en agua pero conservado en ácido como el vinagre. Puede conservarse a temperatura ambiente, siendo la temperatura ideal cercana a + 15°C (Embutidos muy secos, las galletas, los condimentos ácidos como los pepinillos).
Tipo de alimento Alimentos lácteos
alimento Leche (en todas sus formas) Queso (todos los tipos) Yogur Cremas Manteca, etc
Productos cárnicos que se consumen sin tratamiento térmico
Chacinados Embutidos Fiambres Salados Ahumados, etc
Alimentos refrigerados
Aves Vegetales Pescados y mariscos
Tipo de alimento Alimentos congelados
Pastas frescas Bebidas analcohólicas Frutas secas Condimentos Conservas
alimento Platos preparados Helados Pescados y mariscos Vegetales Hielo, etc. con y sin relleno Agua Jugos de frutas, etc maní, etc salsas y aderezos de productos vegetales y animales
• Físicas: Temperatura, luz, deshidratación, se traduce en
pérdidas de peso y en variaciones de las características específicas (textura, color) del alimento.
Mecánicas: Insectos, roedores, vibración, manipulación. Plagas en las cosechas, golpes, mal manejo, entre otras, ocasionan pérdidas en cosechas.
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Capitulo III CAA, Artículo 159 - (Res 712, 25.4.85) Se consideran
los siguientes
a) Conservación por el frío b) Conservación por el calor c) Desecación, deshidratación y liofilización d) Salazón e) Ahumado f) Encurtido g) Escabechado h) Radiaciones ionizantes i) Elaboración de productos de humedad intermedia j) Otros procedimientos.
Inicio humanidad: Secado al sol y salado
Avance mayor tecnificación: Temperatura Aw pH Conservadores
DAÑO CONSIDERABLE EN LA CALIDAD
Alimentos inocuos Calidad sensorial del producto Facilidad de acceso Ingredientes y alimentos saludables Alimentos con alto valor cultural específico Comidas de «un solo plato»
Cumplimiento de la legislación en materia inocuidad y medio ambiental Garantizar Inocuidad y Calidad Optimización de los procesos. Innovación de productos.
Nichos de mercado diferenciadores Buenas prácticas de ingenieria, tecnología, gestión, comercialización Productos frescos o mínimamente Biotecnologia procesados Comidas para llevar a casa Globalización, entre otros. (ready-to go), entre otros
Frente a estas demandas surge
Combinación inteligente de factores de conservación a bajas dosis que representan obstáculos para el crecimiento microbiano y que interactúan aditiva o sinérgicamente TECNOLOGÍA DE OBSTÁCULOS O DE BARRERAS Dosis bajas de varios factores aprovecha interacciones significativas Efecto barrera para controlar procesos de deterioro
Menor pérdida de calidad y seguridad
La aplicación de sea
para estabilizar los alimentos, ya , es parte del concepto de .
" barreras al crecimiento microbiano y al deterioro o la desestabilización química de los alimentos. Casi todos los alimentos conservados son ejemplos de la aplicación de tecnología de obstáculos.
Cada obstáculo (calentamiento, refrigeración, actividad del agua, pH, potencial de oxidación-reducción, conservantes, y la irradiación) tiene un efecto específico de inhibición en un tipo de deterioro, y su combinación dará lugar a la preservación del alimento.
Conservación de alimentos (desde el punto de vista microbiológico) Exponer a los MO a un medio hostil con el objetivo de inhibir su crecimiento, acortar su supervivencia o causarle la muerte.
Los MO resisten
mecanismos homeostáticos (MH) Mecanismos que actúan para mantener
relativamente sin cambio los parámetros y las actividades fisiológicas claves de los microorganismos, aún cuando el medio que rodea a
la célula se haya modificado y sea diferente
Para ser efectivos, los factores de conservación deben superar la resistencia microbiana homeostática.
Las respuestas homeostáticas requieren que las
células gasten energía. La reducción de la generación de E y/o la restricción de E disponible por el empleo de «obstáculos» incrementan la efectividad de la
conservación basada en sólo un factor antimicrobiano. Si la demanda energética (requerida por los obstáculos) supera la capacidad de generación de energía el crecimiento cesa. La homeostasis microbiana puede ser interferida
utilizando no sólo un «obstáculo», sino una combinación de los mismos, aplicados a un nivel que permite la mejora en la calidad nutricional y sensorial.
BARRERAS UTILIZADAS EN ALIMENTOS
Altas temperatura: inactivación de enzimas, destrucción de MO
Bajas temperaturas: retarda las reacciones químicas y la actividad de las enzimas, previene o detiene la multiplicación y la actividad de los MO.
Modificación de la Actividad de agua (aw):.
Las bacterias de deterioro comunes se inhiben a aw 0,97; los Clostridios patógenos a aw 0,94, y la mayor parte de la especie Bacillus a aw 0,93.
Staphylococcus aureus es el patógeno que posee mayor tolerancia a la
aw y puede crecer en aerobiosis a aw de 0,86. Muchos hongos y levaduras son capaces de proliferar a aw debajo de 0,86; levaduras osmofílicas y hongos xerófilos pueden crecer lentamente a aw > 0,60.
Alimentos
totalmente deshidratados, aw aproximadamente iguales a 0,30
Métodos químicos •métodos que sólo conservan : Conservantes químicos, sustancias con actividad
antiséptica. •los que además de conservar, modifican las propiedades sensoriales del alimento: ácidos orgánicos, sales, componentes del humo, azúcar, Fermentaciones Acidez
(pH): • El pH óptimo para crecimiento de las bacterias 6,5-7,5. • Algunas bacterias patógenas pueden crecer a pH 4,2 • Algunas bacterias deteriorativas se multiplican en condiciones ácidas pH=2 • hongos y levaduras tienen mayor habilidad para crecer a pH ácidos, pudiendo proliferar a 1,5. Para controlar el crecimiento de todos los microorganismos por pH, el valor requerido en ausencia de otros factores de conservación sería muy bajo (<1,8) y causaría rechazo de los productos por consideraciones sensoriales.
Sal: reducción de a w, pero tiene por sí misma efecto bacteriostático.
Producto estable debe contener al menos 27 g sal / 100 g agua (a w < 0,7) para inhibir el crecimiento y formación de toxina de Clostridium Botullinum tipo E.
Preferencias y requisitos: alimentos con bajo contenido de sal.
Adición de azúcar : cubiertas, glaseado
Potencial redox (Eh). potencial de oxidación o reducción de un sistema alimenticio. Alimentos: Eh (a pH 7) entre +300 y –200 mV. Determina el crecimiento de microorganismos aerobios (Pseudomonas) o anaerobios (Clostridium) e influencia el color y flavor del alimento. Influenciado por la eliminación de aire (O 2 ), la exclusión de luz, la adición de sustancias reductoras (ac ascórbico), el crecimiento de bacterias, la presencia de nitrito, la temperatura y especialmente el pH.
Componentes del humo: Fenoles, acido fórmico y acético, melanoidinas y productos de reacción de Maillard, entre otros, acción bactericida, antifúngica y cambios sobre el flavor y color del alimento
Conservadores:
ácidos orgánicos débiles (ácidos sórbico,
propiónico y/o benzoico). Acidez suficiente para asegurar gran proporción del ácido en forma no disociada (transportadora de protones a través de la membrana celular, aumenta velocidad de su entrada a la célula). MH: se necesita energía extra para mantener el pH constante
Barreras de Origen Microbiano Flora competitiva:
como fermentación, en la cual el crecimiento
“espontáneo” de los distintos tipos de microorganismos puede cubrir al
alimento completamente y por su mera magnitud puede detener o inhibir el crecimiento de otros microorganismos. Fermentación:
Proceso catabólico de oxidación incompleta, totalmente
anaeróbico. Producto final un compuesto orgánico e involucra el crecimiento y actividad controlada de MO como mohos, bacterias o levaduras. Tipos de fermentaciones: Fermentación acética (vinagre), Fermentación alcohólica (cerveza), Fermentación láctica (yogurt), Fermentación pútrida
(indeseable de proteínas), Fermentación butírica (indeseable de la manteca).
Cultivos Iniciadores (starters): Alimentos tradicionales conservados con la ayuda de microorganismos incluyen productos cárnicos, lácteos,
vegetales, vino, etc. Las bacterias ácido lácticas son particularmente apropiadas en la
conservación de alimentos ya que reducen el pH, actúan como antagonistas o producen metabolitos antimicrobianos (por ejemplo, bacteriocinas).
Alimentos cuya estabilidad se basa en una conservación de factores
AHI
Alimentos de humedad intermedia (AHÍ) Alimentos de alta humedad (AAH)
Aw se logra con azúcares, sales y poliholes (características sensoriales) Aw comprendida en el rango 0,60-0,90 - Humedad entre 10-50 % Almacenados a temperatura ambiente durante varios meses, consumidos sin rehidratación, listos para consumir
Microorganismos de deterioro: hongos y levaduras (A w 0,6) algunas bacterias (Aw cercana al límite superior 0,90) Barrera adicionales para lograr estabilidad •Conservadores químicos (nitrito, sorbato, sulfito, benzoato, antimicrobianos de
origen natural, componentes del humo) •Reducción del pH inhibe o disminuye crecimiento bacteriano, potencia la acción de los antimicrobianos y aumenta los valores mínimos de Aw •Microorganismos competitivos •Tratamiento térmico (microorganismos sensibles al calor)
AAH
Aw > 0,90 - Humedad > 50 % La reducción por A w menor significancia
Estabilidad a temperatura ambiente se alcanza mediante la aplicación de la tecnología de obstáculos diseñada cuidadosa e intencionalmente. Microorganismos de deterioro: la mayor parte de los microorganismos son capaces de proliferar
Tratamiento térmico suave pH Antimicrobianos Agentes antipardeamiento (sulfitos) Envasado especial
Estabilidad, propiedades sensoriales, nutritivas, tecnológicas y económicas
Positivas o negativas
AHI, debido a la incorporación de grandes cantidades de solutos, como azúcar o sal, para reducir la Aw hasta el nivel deseado, son muy dulces o muy salados, siendo no deseables desde el punto de vista nutricional y sensorial.
Factores de selección de barreras: -Tipos de microorganismos que pueden estar presentes y pueden crecer; - Reacciones bioquímicas y físicoquímicas que pueden deteriorar la calidad del producto - Infraestructura disponible para la elaboración y el almacenamiento; - Propiedades sensoriales, la vida útil y el tipo de envasado deseado
FRUTAS DE ALTA HUMEDAD AUTOESTABLES
Selección, lavado, pelado y cortado 2 min con vapor saturado y enfriado con agua corriente Adición de jarabe, ácido fosfórico/cítrico, sorbato de potasio y bisulfito de sodio
Escaldado
EQUILIBRIO
pH 3.0-4.1, aw = 0.94 - 0.98, 1,000-1,500 ppm SK 150 ppm SO2 En frascos de vidrio o en bolsas de PE, con suficiente jarabe para cubrir las piezas de fruta
Envasado
Materia prima (mango, papaya, piña, durazno, etc.)
Proceso físico no térmico utilizado para destruir ciertos microorganismos presentes en los alimentos con dosis de radiación inferiores a 10 kGy, considerada segura, sin riesgo toxicológico.
actúa principalmente a través de la lisis de la célula microbiana. Los pulsos son generalmente del orden de microsegundos, con ciclos rápidos (5-10 Hz).
exposición directa a luz solar simulada. Su efecto es mayor en las superficies de material de embalaje o en superficies lisas y regulares.
Presión uniforme en el orden de 100 a 1000 MPa (1 a 10 kbar) en todas las direcciones y casi instantánea a todos los puntos del alimento. Produce la rotura de enlaces débiles, puente hidrógeno o fuerzas de van der waals, pero no afecta los enlaces covalentes de las proteínas.
paquetes que cambian, activa y constantemente, la composición interna de la atmósfera durante el almacenamiento y distribución. Se basan en absorbedores de oxígeno, absorbedores de humedad, reguladores de humedad, amortiguadores de las emisiones de CO2, absorbedores de etileno, emisores de CO 2 y emisores de etanol. También, en el agregado a los materiales de envasado de productos químicos que sirven como agentes antimicrobianos, antioxidantes, o que proporcionan actividad enzimática.
proporcionan información a los consumidores en relación al abuso o la calidad del producto, como en el caso de indicadores de tiempo y temperatura externo.
: paso de una corriente eléctrica a través de un alimento, provocando la elevación de la temperatura en su interior como resultado de la resistencia que ofrece al paso de la corriente eléctrica. El rango de calentamiento se determina por el voltaje aplicado y por la conductividad eléctrica del producto. Es rápido y tiene mayor capacidad de penetración que las microondas.
Permiten establecer cuáles son los puntos débiles de un producto al someterlo a determinadas condiciones de almacenado. El conocimiento de los mismos es la base para la mejora de los productos a través de su reformulación o de cambios en la protección ofrecida por sus envases. Se utilizan en la industria alimentaria para poder predecir el
ESTUDIOS DE ENVEJECIMIENTO EN CONDICIONES FORZADAS Ensayos acelerados de envejecimiento en los que el producto se somete a condiciones extremas, o bien a ciclos de temperatura, humedad, luz, etc., con el fin de simular las condiciones de transporte, exposición en los puntos de venta, almacenamiento, etc.
La microbiología predictiva es una herramienta útil mediante la cual pueden ser modeladas las respuestas de crecimiento de microorganismos de interés en los alimentos respectos a los principales parámetros de control (temperatura, pH, actividad del agua ó aw) y estudia la respuesta de crecimiento de microorganismos en los alimentos frente a los factores que les afectan y a partir de estos datos predecir lo que sucederá durante su almacenamiento. Los modelos predictivos permiten predecir la vida útil de alimentos de conservación muy larga (por ejemplo esterilizados o congelados) en un periodo de tiempo menor al real, mediante .
Para acelerar la vida útil de los alimentos, y obtener en menor tiempo datos sobre su cinética de deterioro, se almacena cada producto a varias temperaturas de conservación superiores a la normal y se hace un seguimiento de la evolución de los parámetros de calidad del producto a cada una de esas temperaturas. Se realizan muestreos periódicos para análisis microbiológicos de dichos parámetros y análisis sensoriales. a la A partir de los datos obtenidos, se puede predecir temperatura real de conservación de cada producto. Los datos se ajustan a distintas distribuciones de probabilidad como la función de riesgo de Weibull, la log-normal para cada producto y cada temperatura.
•Alimentos de Primera Gama Alimentos frescos y en estado natural: frutas, verduras y carnes sin tratamientos de conservación, irradiación o vacío. Sin envase individual y poseen todas sus características de frescura. •Alimentos de Segunda Gama Conservas o enlatados: frutas en almíbar, mermeladas y pescados, sometidos a una cocción y conservados en entorno húmedo o graso para ser envasados en latas o frascos de vidrio para que perduren largos periodos. •Alimentos de Tercera Gama Productos congelados por sistema IQF (Individual Quick Freezing): frutas y verduras, hamburguesas, pescados y mariscos
ensaladas surtidas listas, cebollas peladas, papas peladas en cubos y zanahoria rallada.
pizzas congeladas, lasañas, platos preparados. Los alimentos de esta gama es realizada por grandes empresas con rigurosos sistemas de calidad, como HACCP o ISO.
especias y condimentos, pollo, carnes, etc.
PRODUCCIÓN DE ALIMENTOS Y DESARROLLO SOSTENIBLE
Alimentación animal, vacunas, medicamentos Semillas, fertilizantes, pesticidas
MATERIALES (MP/INSUMOS PRODUCTIVOS Y NO PRODUCTIVOS) RESIDUOS (sólidos, líquidos, gaseosos) / SUBPRODUCTOS ENERGIA AGUA Papel, plásticos, vidrio
Proporciona una manera de desarrollar un marco para la toma de una visión integrada de las cuestiones ambientales en la elaboración.
EVOLUCION DE LOS OBJETIVOS Y REQUISITOS EN LA CADENA DE VALOR PARA LA PRODUCCIÓN DE ALIMENTOS
INDUSTRIALIZACIÓN •Adaptación de
la ingeniería química
ENERGIA
CALIDAD
•Productividad •Bajas calorías •Bajo contenido
Mecanización
INOCUIDAD •Higiene •Inocuidad
SOSTENIBILIDAD •Energías
alternativas de grasas •Alimentos •Gestión del •Reducido en sal saludables agua y azúcar •Comida •Tecnologías •Más fibras limpias “fresca” •Sin aditivos •Aumento de •Disminución y •Sin la vida útil reciclado de conservantes residuos •Antioxidantes •CICLO DE Gestión VIDA Control
DESARROLLO SOSTENIBLE DE LAS CADENAS AGROALIMENTARIAS
Investigación e innovación en alimentos dirigida hacia el logro de tecnologías de producto y de procesos favorecedoras de un desarrollo sostenible:
Reducir al mínimo el impacto medioambiental global
mediante la mejora de las materias primas, mejorando cada las operaciones de la unidad, con la reutilización y el reciclaje y la mejora de las estrategias de tratamiento de residuos. • • • • • •
Reducción en la fuente. Reciclaje Recuperación Conversión Tratamiento. Disposición
Desarrollo de una metodología de evaluación del ciclo de la vida y la base de datos para la cadena de suministro de alimentos de procesamiento. biotecnología y mejoramiento de animales y materias primas vegetales PARA facilitar la reducción de residuos y de energía en el procesamiento, así como la minimización de los plaguicidas, etc, en la agricultura. El desarrollo y la aplicación de las técnicas de minimización de la energía y el agua en el procesamiento de alimentos. Cambio en la matriz energética Mejora de la tecnología de separación, por ejemplo, procesos de membrana para la recuperación del producto que se han reducido considerablemente el ensuciamiento y una mayor vida útil de la membrana. Técnicas para mejorar el tratamiento de residuos, por ejemplo, tratamiento biológico con la generación de lodos reducidos, la oxidación supercrítica, o la eliminación de olores de la mejora de corrientes gaseosas. Técnicas mejoradas para la “limpieza en el lugar” (CIP: clean in place) de equipos de proceso para reducir la cantidad de agua, vapor, tensioactivos, y biocidas requeridos.
