Nuevas tecnologías de conservación de carnes frescas y mariscos
Aplicación de frío
Introducción
El uso de las tecnologías emergentes como la refrigeración mantienen la frescura del producto. Sin embargo, existen factores que reducen su actividad de agua generando la desecación, incluso la modificación del pH cambian notablemente su aspecto. Cabe recalcar que ninguna técnica es capaz de garantizar la completa seguridad del producto ya que producen variaciones que pueden ocasionar una ruptura en la cadena de frío y así genera el desarrollo de microorganismos patógenos y alterantes.
La congelación es una técnica versátil y conveniente para la preservación de los alimentos. De tal manera que, mantiene sus características organolépticas por un determinado tiempo. A lo largo de la historia, el uso de la congelación se ha manifestado por medio de bodegas de hielo y nieve comprimida en bodegas aisladas. También, reduce la temperatura por debajo de aquella en la que comienza a formar cristales en el material alimenticio. Los medios de inmersión pueden ser monofásicos (líquidos) o difásicos (mezcla de hielo y agua). Para lograr la dispersión del punto de congelación con los medios de inmersión se emplean mezclas de agua con diversos solutos, tales como: NaCl, KCl, azúcares y etanol.
La congelación criogénica es una tecnología emergente positiva para evitar el deterioro organoléptico de productos alimenticios delicados como carnes frescas y mariscos.
Los productos alimenticios ultra congelados son aquellos que se han sometido a un proceso de congelación rápida, en cuya ejecución sobre un enfriamiento brusco para alcanzar rápidamente la temperatura de máxima cristalización.
La técnica superchilling consiste en almacenar carnes en temperaturas de -1 - 2 °C, por debajo del punto de congelación. Formando así una capa delgada de hielo en la superficie del producto.
Descripción de las técnicas
1. Refrigeración
Esta tecnología se desarrolla en temperaturas comprendidas entre 0 y 4 °C. Su aplicación se realiza mediante el enfriamiento de una cámara frigorífica diseñada para la conservación de la carne. La velocidad de circulación de aire es de 1 m.s. Por otro lado, la función de la circulación del aire es para conseguir una homogenización de la atmósfera interna.
A continuación se muestra una figura en la que se explica la aplicación de dos tipos de enfriamiento en carnes frescas.
Aspectos legislativos
Según las normas INEN, las carnes frescas de mantener una temperatura entre 0 °C- 4°C.
La legislación de la Unión Europea, exige que la temperatura interna de las carnes sea inferior a 7 °C antes de ser distribuida.
2. Congelación tradicional
Para realizar el proceso de congelación de carnes frescas se aplica temperaturas inferiores a los 0°C, convirtiendo en hielo una gran parte del agua de los alimentos. Existen varios métodos de congelación dependiendo del medio empleado para congelar dicho producto, tales como: aire frío, medio líquido y técnica criogénica.
- Congelación lenta: se conoce como máxima cristalización, se realiza por 30 minutos en el que se producen pocos y grandes cristales de hielo fuera de la célula.
- Congelación rápida: genera cristales de hielo en el interior de la célula y por ende no causa daños a los tejidos.
- Ultra congelación: son aquellos alimentos que han sido sometidos a un proceso de congelación en el que sufren un enfriamiento brusco para alcanzar la temperatura máxima.
- Congelación por contacto: proceso en el cual el producto se coloca entre dos placas de acero con un líquido refrigerante (amoniaco), dichas placas se encuentran a una temperatura entre -50° y -30 °C.
Equipos
A continuación se muestran los equipos utilizados para realizar la congelación de las carnes frescas:
- Congeladores por aire: continuo (en espiral) y discontinuo (por lotes).
- Congelación por inmersión
- Congelador de placas
- Congelador de superficie
En el siguiente video, se muestra el uso adecuado de cada uno de los equipos antes mencionados.
Aplicaciones industriales
- En carnes rojas: se congelan en grandes habitaciones aisladas, por medio de estructuras de acero en la que se cuelgan las piezas de carne.
- En aves de corral: se congelan por sistemas de aire, pulverizados, evaporados y por inmersión.
- En pescado y mariscos: este proceso depende de la frescura de la carne de pescado que se va a congelar determinada tanto por su estado fisiológico como del proceso de captura y sacrificio. Partiendo de ahí se estimará la temperatura de almacenamiento hasta obtener la congelación.
Aspectos legislativos
Las normas INEN, se aplican a los productos cárnicos crudos, los productos cárnicos congelados, los productos a base de pescado, mariscos o crustáceos crudos , Es por ello que deben de seguir requisitos organolépticos característicos y estables para cada uno de sus tipos y así prolongar su vida útil.
Requisitos: los productos no deben presentar alteraciones o deterioros causados por microorganismos o cualquier agente ya sea biológico, físico o químico. También, el producto debe elaborarse con carnes en perfecto estado de conservación.
Así mismo como se controla la temperaturas de congelación, es indispensable envasar estos productos utilizando películas herméticas de bajo WVP (permeable al vapor de agua), materiales como el polietileno. Al minimizar vacíos se está asegurando el máximo contacto íntimo entre la película de embalaje y la superficie del producto. Finalmente, el manipular cuidadosamente el empaque a bajas temperaturas disminuye la flexibilidad de la temperatura.
Viabilidad económica
La preservación de la carne fresca por medio de la congelación tradicional es un método económico y el más utilizado desde tiempos remotos debido a que facilita la conservación de los alimentos con un impacto mínimo en la calidad de los mismos en comparación con con otras técnicas de conservación.
3. Congelación por inmersión
La aplicación de esta tecnología se realiza directamente con los alimentos ya que entran en contacto con el refrigerante. El proceso empieza cuando el alimento pasa a través de un baño de propilenglicol refrigerado, salmuera, glicerol, etc.
Las cadenas de frío comprenden varios procesos de reducción de temperatura tales como, enfriamiento primario, secundario o congelación.
En el siguiente video, se presenta el proceso de inmersión para congelar mariscos.
Los factores que influyen en el tamaño de los cristales formados puedes ser debido a la localización que puede ser intra o extra celular y la morfología de los cristales tienen gran influencia en su desarrollo, durante el almacenamiento los cristales tienden a crecer produciéndose así una re cristalización. Además la concentración de solutos influye con el agua que no está congelada es decir que a mayor velocidad de congelación es menor el daño estructural.
Viabilidad económica
El principal problema en la comercialización minorista de carne congelada está ligada con su apariencia debido a que provocan cambios en su estructura y el color del músculo, sin embargo la diferencia de precios entre el producto fresco y congelado es relativamente pequeño.
4. Congelación criogénica
La congelación criogénica es una tecnología emergente positiva para evitar el deterioro organoléptico de productos alimenticios delicados como carnes frescas y mariscos.
En la industria alimentaria, se utilizan los túneles criogénicos, en el cual el producto es sometido junto con nitrógeno líquido como fluido. Lo que significa, que su función es producir una corteza en el exterior del producto para evitar la pérdida excesiva de humedad.
Los congeladores criogénicos logran la reducción de la temperatura mediante la aplicación directa de nitrógeno líquido (-196°C).
Aplicaciones industriales
En el siguiente ordenador gráfico se detallan las aplicaciones en carnes frescas y mariscos:
Sin embargo, la aplicación de este método tiene ventajas entre ellas, la minimización de las pérdidas en sus nutrientes ya que al ser una congelación ultrarápida forma cristales diminutos. Asimismo, las desventajas que genera es que el fluido criogénico que ofrecen no puede reutilizar generando así altos costos en su implementación.
5. Ultracongelación
La ultra congelación es una tecnología automatizada empleada para conservar la calidad e inocuidad de productos perecederos debido a que generan estructuras microcristalinas en el tejido celular de los alimentos, lo cual garantiza una de congelación sin cambios en el volumen y con pérdidas de agua muy reducidas.
El proceso radica en que el agua libre que rodea las células del alimento son las primeras en cristalizar, en cuanto se destruye el equilibrio del agua la misma empieza a salir de estas destruyendo la pared celular. Por lo tanto, la aplicación de los fluidos deben ser los bastantes inertes como para no ceder a los alimentos componentes que puedan suponer un peligro para la salud del consumidor.
Aplicaciones industriales
En el siguiente ordenador gráfico se indican como influye su aplicación en carnes frescas, pescados y mariscos.
Viabilidad económica
Los procesos de ultra congelación están ligados directamente con la duración que van a tener los productos en el mercado, lo que significa que las maquinarias para aplicar este método debe considerar el tamaño de la industria, lo que va directamente asociado con la cantidad de alimento que distribuye dicha máquina, la cual tiene un costo aproximado de $20,000 dólares.
6. Superchilling
La técnica superchilling actúa sobre las carnes cuando las mismas pasan por un tanque de refrigeración que contiene una solción de salmuera durante 7-8minutos. Luego, pasan a través de un equipo super enfriador durante 8 a 10 minutos.
Se pueden aplicar por medio de dos métodos:
- Enfriamiento RSW (agua de mar refrigerada)
- Enfriamiento por aire en túneles de explosión y contacto escalofriante.
Aplicaciones industriales
- Pescado: aumenta el rendimiento y la calidad del producto lo que resulta beneficioso como materia prima, su comercialización es en filetes frescos.
- Carne de conejo: la aplicación de este método propone qué el tiempo de almacenamiento puede ser de 20 días.
- Carne de cerdo en la aplicar altas velocidades de temperatura conducen a una menor pérdida de peso.
La aplicación de estas tecnologías producen efectos en sus propiedades, tales como: pérdida de peso, textura, pardeamiento no enzimático y enzimático, así como el sabor y la pérdida de peso, que están relacionadas con la aplicación de altas temperaturas que pueden ocasionar estos efectos antes mencionados.
Por otro lado, los microorganismos alterantes y/o patógenos susceptibles en la zona de congelación son los que crecen a temperaturas de -12 °C a -15°C, entre ellos el más frecuente es Clodosporium herbarum, el cual es responsable de las manchas negras que aparecen en la carne congelada. Éstas alteraciones se observan también en carne de pollo congelados y almacenados en ambientes sometidos a constantes cambios térmicos o mantenidos durante largo.También, la Salmonella sobrevive a la congelación y puede continuar viable durante meses a bajas temperaturas de almacenamiento.
Sin embargo, los cambios se reflejan en el deterioro como el pH, color, capacidad de retención de agua y oxidación lipídica. Además, al almacenar las carnes frescas y pescados por tiempos prolongados genera una descomposición de los albuminoides que generalmente es la descomposición de la misma.
Potenciales y debilidades
A continuación en el presente organizador gráfico, se muestran las ventajas y debilidades que generan cada una de las aplicaciones de frío en carnes frescas y mariscos.
Como métodos de conservación, aumentan la vida útil de la carne fresca y reduce la velocidad de crecimiento microbiano. Además, impide la acción de ciertas enzimas y por ende ayuda a permanecer inalteradas las características organolépticas. Sin embargo, la aplicación de estos métodos pueden genera costos elevados respecto a la energía.
Conclusiones
A nivel mundial el uso de métodos de conservación por refrigeración, congelación tanto por inmersión como criogénica de las carnes frescas permite su preservación a temperaturas considerables las cuales evitan el desarrollo de microorganismos y las reacciones enzimáticas dando como resultado la conservación de sus características nutricionales y organolépticas. De esta manera alargan su vida útil, tiene remuneraciones económicas directamente con el distribuidor. Sin embargo, se debe cuidar cuidadosamente la aplicación de la temperatura ya que esto puede detener o reducir significativamente la velocidad de los cambios perjudiciales al producto. Finalmente son métodos muy útiles y efectivos.
Tecnologías emergentes
Introducción
En el siglo XIX, se propuso el uso de la radiación ionizante para la descontaminación de alimentos, este método se usa para evaluar el potencial frente a la inactivación microbiana en en alimentos. Cabe recalcar que esta tecnología tiene la capacidad de extender la vida útil de la carne de aves, carnes rojas y productos del mar. Por lo tanto, la inactivación microbiana se realiza en bajas temperaturas.
La técnica de altas presiones hidrostáticas se aplica a los alimentos compresiones altas de 100 y 1000 MPa, la variación de la aplicación de estas altas presiones depende de cada producto y la misma es transmitida por un fluido que en este caso es el agua.
Descripción de las tecnologías
1. Radiación ionizante
Este tipo de tecnología emergente es aplicada por medio de radiaciones con niveles de energía suficientes para causar la y ionización en átomos o moléculas. También produce otros efectos resultantes de la interacción directa e indirecta con diversos componentes celulares tales como: membranas, enzimas y elementos citoplasmáticos.
Equipos
La maquinaria utilizada para la radiación ionizante industrial es el acelerador lineal mediante el cual los paquetes de electrones aceleran a través de una matriz lineal de placas que se conectan con alto voltaje las cuales alternan resonancias con emisión de electrones aplicados al producto.
En el siguiente video, se muestra como se realiza la radiación ionizante en alimentos.
Aplicaciones industriales
La radiación ionizante en escala industrial se aplica a frutas y verduras frescas, pescados y mariscos, aves y productos cárnicos. En el siguiente gráfico se presentan cada una de las aplicaciones:
Aspectos legislativos y regulación
La norma aprobada para el uso de radiación y ionizante establecen los principios generales para su elaboración, comercialización e importación de productos alimenticios e ingredientes alimentarios tratados con esta tecnología, así como las obligaciones en relación con el control de los tratamientos.
Viabilidad económica
Las aplicaciones de radiación ionizante en alimentos generan costos elevados. Además, que ganar la confianza del consumidor contra la desinformación requiere de una inversión considerable. Cabe recalcar que la aplicación de esta tecnología no presenta cambios dañinos para el consumidor.
2. Altas presiones hidrostáticas
Equipos
El equipamiento básico para la aplicación de altas presiones hidrostáticas en carnes frescas y mariscos, se muestra en el siguiente video.
Aplicaciones
La tecnología de altas presiones hidrostáticas se aplica para la conservación de las carnes frescas y mariscos. A continuación, en la siguiente figura se detallan cada uno de ellos:
Aspectos legislativos
La aplicación de APH, dentro del sistema legislativos y reguladores está considerada en la categoría de nuevos alimentos. La directiva CE 2000/13 hace referencia al etiquetado de los alimentos que pasan por este proceso, en el cual es necesario indicar en su etiqueta el tratamiento específico al que ha sido sometido dicho producto.
3. Radiación ultravioleta
La radiación ultravioleta no es una radiación ionizante debido a que no genera suficiente energía para romper enlaces de los átomos o moléculas que componen la materia formando iones por eliminación de electrones.
La radiación UV se puede dividir en cuatro secciones, en el siguiente organizador gráfico se especifica en cada una de ellas:
Aplicaciones industriales
Se utiliza en diferentes sectores de la industria de alimentos, debido al efecto nocivo que causa sobre el ADN de muchos microorganismos. Éste método de conservación se trata de un proceso que no altera las propiedades organolépticas de las carnes y mariscos ya que reduce el uso de sustancias químicas. En productos cárnicos, se utiliza radiación UV con intensidades en el rango de 0,5-20 Jm2. Cabe recalcar que este método es más factible en pescados ya que las carnes su vida útil puede ser limitada.
Equipos
En el siguiente video se muestran los equipos utilizados en alimentos para la aplicación de la radiación ultravioleta.
Efectos en la calidad en base a sus propiedades
El objetivo de la conservación de las carnes frescas está determinado por la capacidad de inhibir el deterioro microbiano y de minimizar cambios deteriorantes en sus características físico-químicas. Sin embargo existen factores que afectan el deterioro de la misma, tales como:
- Propiedades físico-químicas: las altas dosis de radiación hacen que sean susceptibles las bacterias al producto de tal manera que generen composiciones en la misma, cambien sus condiciones físicas como la temperatura, ya que esto influye en la incrementación de factores microbianos. Las reacciones químicas con los componentes de la carne aceleran la oxidación de los lípidos, producen un olor característico y alteran el color de la carne lo que está ligado a la percepción del cliente.
- Propiedades microbiológicas: el ablandamiento de la carne se produce por cambios en la estructura de la célula muscular y las proteínas.
- Propiedades nutricionales: modifica la estructura terciaria y cuaternario de las proteínas, es decir, las enzimas son afectadas por las altas presiones hidrostáticas.
- Propiedades sensoriales: en filetes de carne y pescado, el uso de altas presiones hidrostáticas pueden generar ablandamiento y opacidad.
Potenciales y debilidades
Incluyen la inactivación altamente eficiente de bacterias. Por lo tanto este tipo de tecnología motiva el interés del consumidor a consumir estos productos que son mínimamente procesados y que tienen garantías oficiales sobre los procesos tecnológicos y en su caso por la salubridad de los aditivos utilizados.
El uso de haz de electrones en su capacidad de penetración es limitada.
Al aplicar altas presiones hidrostáticas como método de conservación tiene efectos positivos, entre ellos, el no producir deterioro de nutrientes termolábiles, no alteran los compuestos responsables del aroma y sabor. Además, no produce residuos ya que es una energía limpia y por ende tiene poco gasto energético.
Por otro lado, sus desventajas son relativamente bajas, pero el alto costeo de los equipos de altas presiones hace que este método sea subestimado.
Conclusiones
Efectivamente, la radiación ultravioleta es un método de conservación seguro ya que no plantea riesgos, como en otras tecnologías. Por lo tanto el consumo de alimentos irradiados como parte de la dieta carece por completo de efectos nocivos ya que es considerado un alimento sano debido a que al aplicar esta tecnología se eliminan la mayor parte de microorganismos patógenos.
Técnicas de envasado
Introducción
La aplicación de tecnologías emergentes optimiza la preservación de alimentos para para tener resultados efectivos y accesibles. La innovación es la clave del éxito ya que atraen a los consumidores, proporcionan beneficios y reducen riesgos.
El envasado activo es una metodología innovadora ya que busca mejorar la conservación de los alimentos alargando su vida útil e incluso mejorando las propiedades sensoriales y por supuesto manteniendo la calidad de los mismos.
Por lo tanto, la incorporación de ciertos aditivos ya sea en el interior del envase por medio de pequeñas bolsas o sachets, también pueden formar parte del propio material otorgándole así la seguridad del producto.
La aplicación de aceites esenciales es una técnica efectiva cuando entran en contacto directo con organismos, por lo tanto se deben establecer mecanismos que garanticen que las concentraciones que se van a aplicar generen acciones antimicrobianas en el producto.
1. Envasado al vacío
Esta técnica consiste en la evacuación del aire contenido en el paquete. Se debe de tomar en cuenta que la cantidad de O₂ residual de inferior al 1%.
En en la siguiente figura se presentan en las dos presentaciones en las que se envasa al vacío distintos tipos de carnes frescas y mariscos.
Materiales
Las películas que se utilizan son típicamente laminadas o coextruccionadas de múltiples materiales. A continuación, en la siguiente tabla se detallan las diferentes películas que se pueden aplicar al momento de envasar al vacío.
En el siguiente video, se muestra como se lleva a cabo el proceso del envasado al vacío en una campana de vacío para carnes en distintos cortes.
Aplicaciones industriales
Es importante conocer que el envasado al vacío prolongar la vida útil de la carne fresca en base a la temperatura de refrigeración o congelación a la que sea sometida. Por lo tanto, en la siguiente tabla se enlistarán cada uno de los tipos de carne y el tiempo de su vida útil.
- Carnes de animales de abasto
- Mariscos
Aspectos legislativos
La norma INEN 2883 dictada en el año de dos 2015 declara que el límite de migración global de monómeros (cloruro de vinilo, componentes de estireno, butadieno), es de 60 mg/kg o 10 mg/cm. Los compuestos antes mencionados son los componentes comunes en materiales como el PVC, PS, ABS y PET.
2. Envasado activo
Los sistemas de envasados activos comprenden mecanismos de actuación, tales como:
Aspectos legislativos
El reglamento CE N° 450/2009 decreta que los envases activos deben ser identificados por medio de una etiqueta para poderlos identificar ya que así es una manera de llegar al consumidor especificando que sustancias absorben o liberan estos componentes al ser integrados en el envasado de carnes frescas y mariscos.
Viabilidad económica
El envasado activo puede revolucionar la industria el envasado de alimentos mediante su aplicación para obtener productos alimenticios estables en las estanterías para los consumidores. Sin embargo, la aplicación del mismo tiene alto impacto en países como Japón, Estados Unidos y Francia, debido a que su producción genera un costo alto pero al momento de implementarse directamente al productor representa una reducción de costo con la venta al consumidor.
3. Películas en base a aceites esenciales
Los aceites esenciales que se emplean en la industria para la conservación de carnes frescas y mariscos son: aceite de cilantro, naranja y menta. Sin embargo, los aceites esenciales tienen componentes bioactivos que comprenden como material de envasado en los alimentos directamente como fuente de antioxidantes y antimicrobianos.
Los materiales que se usan para crear películas o láminas delgadas de aceites esenciales que pueden ir sobre el envoltorio del producto o como películas formadas sobre el producto.
Aplicaciones industriales
- Carnes
El uso de aceites esenciales como conservantes de carnes frescas tiene varios beneficios entre ellos mejora el aroma y sabor. Incluso, sus beneficios para la salud hacia los consumidores es fantástica ya que es anticancerígeno y antioxidante.
- Pescados y mariscos
La aplicación de aceites esenciales en pescados y mariscos inhiben la flora natural del deterioro mediante el uso del aceite de orégano.
Efectos en la calidad en base a sus propiedades
- Propiedades físico-químicos: puede causar una creciente pérdida por goteo que está ligada con la capacidad de retención de agua. También, la disminución del pH a partir de las primeras seis semanas su valor inicial podrá ser de 5, 62 a 5,12.
- Propiedades microbiológicos: la aplicación de esta tecnología inhibe la flora deteriorante aerobia predominando las bacterias BAL, debido a que produce ácido láctico, el pH se mantiene pero contribuye a la inhibición de pseudomonas.
- Propiedades organolépticas: al reducirse el oxígeno atmosférico que está en la superficie de la carne la oximioglobina de color rojo brillante cambia a destrucción mioglobina de color púrpura.
- Propiedades sensoriales: pueden afectar su calidad, ya que al liberar componentes cómo los antioxidantes estos tienen interacción con el alimento y por ende cambia su textura en función a la frescura de la carne.
Potenciales y debilidades
En la siguiente tabla, se detallan las ventajas y desventajas que puede generar la aplicación de aceites esenciales en carnes frescas y mariscos.
Las ventajas de aplicar el envasado al vacío a carnes frescas y mariscos ayuda a inhibir el crecimiento de microorganismos aerobios y las reacciones de oxidación. Además, impide las quemaduras por frío y la deshidratación de la superficie. También, el VSP evitan los problemas de exudado y reduce el riesgo rupturas en los envases.
Sin embargo, existen pequeñas debilidades que se generan a la aplicar esta técnica, tales como: la aplicación de bolsas plásticas generan el fenómeno de exudado VCP que provocan cambios en la coloración de la carne y por ende se muestran arrugas en el material.
En el siguiente organizador gráfico, se enlistan las ventajas y las desventajas de la aplicación de envasados activos por medio de estructuras poliméricos y dispositivos dependientes.
Conclusiones
La conservación de la carne fresca, pescados y mariscos está ligada directamente con la efectividad de alcanzar la inocuidad del mismo. Por ello, la aplicación de técnicas de envasado ayudan a prolongar su vida útil, los empaques tienen la función de conservar y proteger el producto para mantener su integridad y calidad además de esto la inocuidad el color, la frescura que juega un papel decisivo para que el consumidor decida o no consumirlos. Los procesos más utilizados para empacar las carnes frescas son envasado al vacío, en basados activos con componentes antioxidantes y antimicrobianos, además la aplicación de aceites esenciales por medio de películas poliméricas.
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