Introducción al proceso de conservación
Los procesos
de conservación son el conjunto de procesos que se aplican para prolongar la
vida útil o evitar el deterioro de un alimento.
Todo proceso
debe conservar todo lo posible las características del alimentos, en la medida
de lo posible. Es muy difícil que sea tal cual.
Procesos de deterioro
- Putrefacción: (huevos, lácteos, carnes) es la descomposición microbiológica de las proteínas con producción de ácido sulfúrico (olor a podrido), entre otros. Principalmente se da por bacterias Gram +, aerobias, productoras de gas.
- Fermentación: (lácteos, quesos) son alimentos atacados por bacterias que liberan alcohol por desintegración de hidratos de carbono. Son bacterias Gram +, micro-aerófilas, anaerobias.
- Oxidación: es el enranciamiento de las grasas, por oxidación de las grasas poli-insaturadas. Factores producidos por la temperatura, luz y oxígeno. Es un proceso netamente químico, hay bacterias que lo facilitan pero no son indispensables.
- Pardeamiento:
- Pardeamiento enzimático: oxidación de frutas y verduras, da ese color pardo pero no da olor. Se da por enzimas propias, se deben activar por una rotura celular como un golpe, corte, etc.
- Pardeamiento no enzimático: hay varios tipos, a veces uno lo desea como cuando caramelizamos los hidratos de carbono. Pero si no es signo de deterioro.
CONSERVACIÓN POR FRÍO
REFRIGERACIÓN
La refrigeración representa la reducción y mantenimiento de la
temperatura por encima del punto de congelación del alimento. La temperatura
más habitual está comprendida entre -1°C y 8°C. Implica cambios solo en el
calor sensible (calor sentido).
La energía
fluye de un lugar de mayor concentración a donde hay menos. Y esto representa
la teoría del calor, considerada como energía, y su flujo en el espacio.
La
refrigeración es uno de los métodos más suaves de conservación, ya que mantiene
las características de productos frescos, pero los alimentos no duran más de 6
días.
La velocidad
de las reacciones químicas y enzimáticas, disminuyen logarítmicamente con la
temperatura. Así lo describe la ecuación de Arrhenius, medida de velocidad de
reacciones enzimáticas y químicas, algunos dicen también microbianas.
La ecuación de Arrhenius es una expresión
matemática que se utiliza para comprobar la dependencia de la constante de
velocidad (o cinética) de una reacción química con respecto a la temperatura a
la que se lleva a cabo esa reacción.
Donde:
A: factor preexponencial o factor
de frecuencia. Indica la frecuencia de las colisiones.
Ea: energía de activación, expresada
en J/mol.
R: constante universal de los
gases. Su valor es 8,3143 J·K-1·mol-1.
T: temperatura absoluta.
Efecto de la refrigeración:
- Detiene el crecimiento de microorganismos termófilos y de mucho mesófilos.
- Disminuye el crecimiento de Psicrófilos: Pseudomonas, Corynebacterium, lavaduras, mohos, etc.
- Solo retarda el desarrollo de microorganismos Psicrófilos tales como Listeria monocitogenesis, Yesinia enterocolítica, Vibrio parahaemolyticus, etc. Incluso retarda la producción de toxinas de C. botulinum.
- Acortamiento exagerado por frío de las fibras musculares si se ingresan las medias reses en cámaras frigoríficas antes del rigor mortis, mucho más marcado si despostamos antes.
- Los vegetales cosechados, también continúan con fenómenos respiratorios, principalmente, los vegetales de hoja siguen respirando y tienen una respuesta al frío exagerado. Los problemas por intercambio respiratorio son menores en pimiento, melón, calabaza, etc. que disminuyen su relación con el medio.
- Las frutas tropicales son más susceptibles a los daños por frío.
- En pescados se le debe aplicar de forma obligatoria frío, principalmente en los peces de agua fría adaptados a bajas temperaturas, ya que presentan grasas insaturadas y con una población de microorganismos específicos. Como ya vienen de un ambiente frío, debe ser éste mayor para retardar el deterioro.
- Los moluscos tienen tejido un muscular liso y muy delgado, lo cual lo deja susceptibles a la rápida putrefacción a temperatura ambiente. Los crustáceos puede resistir apenas un poco más por presentar musculatura estriada, pero moluscos y crustáceos requieren de temperaturas muy frías para una adecuada conservación.
- Alimentos no constituidos por tejidos como huevos, leche, preparados, etc. se consideran fisiológicamente inactivos. Resiste en mejores condiciones la refrigeración próxima al punto de congelación.
Almacenamiento en
refrigeración, relacionado con:
- Calidad del producto sometido a refrigeración.
- Velocidad de reducción de temperatura.
- Temperatura de refrigeración. Cuidado con la oscilación de las temperaturas.
- Humedad relativa, no debe oscilar más del 3-5 % de la óptima. En general la HR se presenta entre el 80% y 95%, si es muy alta mantiene húmedo el alimento y aumentan las bacterias, y si es muy baja pierde agua el producto y se seca.
- Circulación de aire mantiene, representa la uniformidad de la temperatura de la cámara o heladera, ya que el calor sube y hay que cuidar la temperatura entre productos.
- La luz interna de las cámaras o heladeras, se recomienda que se mantenga apagada y solo encenderse para buscar algo.
CONGELACIÓN
La
congelación supone un descenso de la temperatura por debajo del punto de
congelación. Se busca la congelación para
largas conservaciones, y se mantiene a menos 18°C. Este proceso implica la
eliminación del calor latente.
Mientras se
enfría un alimento, llega a un punto donde congela. Por ejemplo el agua cuando
llega a 0°C se congela y lleva más gasto de energía por el cambio de estado,
aunque a nivel de la temperatura del agua no cambie. Cambia el estado del
alimento (se congela el agua libre) y es mucha energía la que se requiere para
eliminar el calor latente.
Podríamos
decir que, es más fácil mantener la carne congelada que congelarla.
Cristalización y Nucleación
Cuando
hablamos de congelación, hay que pensar en cristalización. El alimento es como una solución, ejemplo la leche donde presenta el 85% de
agua, la carne el 70%. La mayoría de los alimentos perecederos tiene mucha
agua. En el agua hay compuestos disueltos y cuando baja la temperatura el
movimiento molecular disminuye, cuando aumenta la temperatura aumenta el
movimiento de moléculas y los gases se expanden.
En nuestra
“solución” como por ejemplo carne o agua con azúcar, le bajamos la temperatura
hasta que las moléculas inhiben su movimiento, sacándole su energía. Hasta que
cambia su estructura, se cristaliza la molécula de agua y ésta se une a otras
moléculas como por ejemplo se sal, y se forma un núcleo (nucleación).
El núcleo es
una estructura más grande, por lo tanto otras moléculas de agua lo aprovechan y
se unen a ésta, y así va creciendo el núcleo cada vez más hasta hacerse un
cristal de hielo (crecimiento de cristales). Durante la congelación estas
etapas se solapan, pero es posible controlar la velocidad de cada una de ellas
y modificar las características de los productos.
Nucleación: no comienzan todavía a formarse cristales a 0°C. Es una
asociación de moléculas de agua que forman una pequeña partícula.
Cuando se
saca el calor latente, se va liberando el calor que contenía el alimento que
estoy congelando y se van reacomodan las moléculas para pasar de estado. Todo
el proceso que conlleva, necesita de mucha energía.
El punto de
inicio de congelación, es el punto de equilibrio de un diminuto cristal con la
fase líquida.
Debido a que
es difícil la agrupación de moléculas de agua es necesario un sobre
enfriamiento a -1/-2°C. Durante ese sobre enfriamiento se forman agregados
cristalinos muy pequeños.
Crecimiento
de cristales: consiste en la adición de
moléculas de agua a los núcleos. Depende de la difusión y fusión. Debemos
comprender que bajo leyes físico-químicas el agua “prefiere” la agregación a
núcleos ya existentes.
Este fenómeno
se puede producir a temperaturas muy próximas al punto de congelación, antes de
la formación de nuevos núcleos. La velocidad de crecimiento está influenciada
por la velocidad del enfriamiento.
Mientras más
compleja es la solución, se observarán varios
puntos de congelación presentes en la curva, y más desciende. Disminuye
el punto de congelación, y aumenta el punto de ebullición.
Punto Eutéctico: es el punto en donde la concentración de solutos alcanza su
saturación. Es decir, es el punto de congelación de la solución, donde el
agua y los solutos congelan a la misma temperatura. Luego de esto continúa
descendiendo la temperatura intentando equilibrarse con el ambiente congelado.
Cuando la
congelación es lenta también se forman grandes núcleos fuera de la célula, que
son los más peligrosos, ya que a medida que se forman núcleos dentro de las
células esa porción no forma parte de la solución y el agua todavía no
congelada sale por la mayor concentración fuera de ésta, es decir hacia el intersticio.
En los
alimentos que presentan una gran cantidad de compuestos en solución, las curvas
de congelación son mucho más complejas. La temperatura de inicio de la
congelación dependerá de la composición del alimento. Las curvas de congelación
de diferentes alimentos animales y vegetales son similares y dependientes de la
velocidad de la congelación.
Fin de la
congelación: El fin de la congelación total de un alimento se logra cuando la
temperatura alcanza la de la mezcla eutéctica más baja. Esto rara vez se consigue
y tampoco es un objetivo buscado en la conservación de alimentos.
En las
industrias de alimentos, durante la temperatura de congelación habitual, dejan
una parte del agua sin congelar. No se obtiene la congelación total, como se
aclaró anteriormente tampoco se busca ya que no es necesario. Por lo tanto la
temperatura crítica es entre 0°C y -15°C, donde hay que bajar muy rápidamente
la temperatura, para disminuir al mínimo la formación de núcleos y cristales.
Efecto sobre
los alimentos: si bien estamos ante uno de los métodos más suaves de
conservación, se pueden producir daños sobre los alimentos congelados, producto
de la acción de los cristales de hielo formados. Esto constituye la principal
causa de la disminución de la calidad. La carne fresca es fresca, al igual que
los vegetales, y congelados alguna modificación van a presentar. En resumen,
los daños dependen de la permeabilidad del tejido y de la ubicación de los cristales de hielo.
Cuando los
productos no tienen una estructura tisular como el helado, también se alteran
ya que el agua busca siempre unirse a otras moléculas. En la industria de la
heladería el agua se une a proteínas de bajo peso molecular del suero y/o
sacarosa, y se forman pequeños cristales que uno no los percibe generalmente.
Cuando se siente arenoso es una pérdida de calidad y es porque se perdió la temperatura
y las moléculas de agua que se descongelaron, en ese tiempo se unieron a otras
moléculas preformadas.
Aumento de concentración de
solutos en solución
La
congelación produce una concentración de solutos con una consecuente
aceleración de procesos químicos. Se manifiesta con más importancia entre
-5/-15°C, zona crítica. Es decir, la congelación tiene 2 (dos) efectos
opuestos, uno es la disminución de la velocidad de reacciones por reducción de
temperatura y por otro lado las aumenta por la concentración de solutos. ste
fenómeno es especialmente grave en la congelación lenta debido a que permanece
mucho tiempo en la zona crítica.
Durante la
congelación, el cambio de estado del agua líquida a sólida, provoca un aumento
de su volumen, por lo tanto, se debe tener cuidado cuando se la envasa. Aumenta
su volumen en un 9%, en su cambio de estado, ya que hay cambio en su estructura
molecular. Esto puede conllevar también, a que se rompan estructuras propias
del alimento por éste aumento.
Con la
cristalización, nucleación y concentración de solutos debemos cuidar el almacenamiento
en congelación, ya que cuando se almacena cualquier producto uno debe saber que
hay una parte que no se ha congelado completamente. Por lo tanto, se debe
cuidar de no comprimir (apretar) los alimentos ya que dicha compresión favorece
a una mayor cristalización y concentración de solutos por aproximación.
Temperaturas límites
- -8°C (menos ocho) es una temperatura límite para bacterias (multiplicación microbiana).
- -12°C (menos doce) para levaduras.
- -10°C (menos diez) para mohos. Algunos hongos son muy resistentes y pueden quedar algunos.
- -5/-10°C (menos cinco y menos diez) para parásitos. No para trichinellosis.
- -18°C pero ahí se llega a un punto de equilibrio, en especial para las grasas.
Alimentos Congelados[1]
La congelación en ráfaga se usa para
carnes, pasteles y productos vegetales. El alimento envasado se coloca en una
corriente de aire frío a -30°C (menos treinta grados centígrados) con una
velocidad de unos 50 kilómetros por hora (Km/hs). El calor eliminado
rápidamente mediante la convección forzada. Los productos “congelados separados”
como arvejas, carne picada y camarones se obtienen usando un lecho fluidificado. El aire frío es dirigido
hacia arriba y las porciones del alimento se cargan de forma continua sobre el
mismo. Flotan sobre el aire frío mientras se congelan y el producto congelado es
retirado de forma continua. La congelación
en placa supone un paso de envases planos con por ejemplo patitas de
pescado o pollo, salchichas, etc. sobre placas metálicas huecas enfriadas
mediante la circulación del líquido refrigerante. El calor pasa del alimento al
metal.
La congelación por inmersión y llamada así
porque el alimento envasado es sumergido totalmente en líquido refrigerante. El
refrigerante es por lo general una solución concentrada de cloruro de calcio en
agua, que solamente se congela a -30°C (menos treinta grados centígrados) o
menos. La congelación por inmersión se emplea generalmente para productos
envasados de carnes, pescados y verduras.
La congelación criogénica se usa para
productos muy delicados como frutas blandas, por ejemplo: frutillas y pescado.
El alimento, que no precisa estar envasado, es pulverizado primero con
nitrógeno líquido. Tras éste enfriamiento previo, se sumerge nitrógeno líquido
o en hidróxido de carbono líquido (con presión). Éstos gases licuados tienen
temperaturas inferiores a -100°C (menos cien grados centígrados), por lo que el
enfriamiento es sumamente rápido. Los productos retienen bien su textura porque
los cristales de hielo extremadamente pequeños.
DESCONGELACIÓN
Cuando se
descongela los alimentos congelados, los alimentos deben reabsorber el calor
latente que perdieron durante la congelación. En teoría sería preferible
descongelar en ambiente cálido para reemplazar este calor rápidamente, pero, en
la práctica el calor latente del hielo y la baja conductividad el alimento
terminan que la descongelación de artículos voluminosos puede tardar varias
horas en realizarse y durante este tiempo los microorganismos pueden retomar su
actividad.
La
descongelación es un proceso mucho más lento que la congelación, porque se ha
formado una capa superficial de agua en el producto, y el agua se comporta como
mala conductora del calor/frío, no permite que entre la temperatura del
ambiente al interior. A nivel industrial se remueve pasándolo por agua que
elimina ésta capa de agua, y se permite así el mejor paso de la temperatura al
interior.
Debo entender
que al remover la capa aisladora de agua y no lo consumo inmediatamente, evito
que permanezca en la etapa inmediatamente inferior a 0°C, donde se evitan muchas
reacciones químicas como la oxidación.
[1] Higiene de los Alimentos - directrices para profesionales de
hostería, restaurantes y catering. Nicholas Johns. Editorial Acribia SA. 1995.
Zaragoza (España).
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