Actualización en Transformación de Alimentos

Introducción a Transformaciones de los Alimentos

La mayor parte de los alimentos tiene una vida limitada debido a su alto contenido acuoso. Mantenidos a temperatura ambiente, se originan procesos degradativos en paralelo, de tipo físico, químico-bioquímico y microbiano. Para prolongar la vida útil (VU) del alimento se debe realizar sobre él una acción que detenga o disminuya la velocidad de dichos procesos degradativos. 

Teniendo en cuenta que tales procesos son simultáneos, debo accionar sobre los 3 al mismo tiempo. 

Esto da muy diferentes posibilidades de tratamiento:

• Procesamiento térmico (esterilización o pasteurización)
• Secado (deshidratación)
• Irradiación (poco empleada)
• Liofilización (costosa, poco rentable)
• Refrigeración
• Congelación 

La elección se basa en causas inherentes al alimento, tecnológicas, económicas, organolépticas, etc. 

Refrigeración y Congelación

Dejando de lado la liofilización (altos costos), son los que logran un producto con calidad muy similar al original. Por ello, los consumidores suelen preferir la refrigeración y en segundo lugar la congelación. 

En países desarrollados, el desarrollo tecnológico y económico posibilita a los usuarios comprar estos productos que suelen ser más caros que los enlatados o deshidratados, pero que suelen diferenciarse en su calidad sensorial. 

En Argentina todavía es ineficiente el mercado de congelados, por dificultarse el mantenimiento de la cadena de frío, sumado al bajo poder económico. 

Con el tiempo, se va mejorando la cadena de frío y el poder económico, por lo que aparecen los platos preparados, y se mantiene la tendencia de consumir productos frescos o refrigerados. 

El principal problema en el consumo de alimentos refrigerados/congelados se basa en la cadena de frío: la necesidad de mantener siempre el alimento congelado o refrigerado bajo condiciones adecuadas de temperatura desde su producción hasta su consumo. 

Si ocurre una pérdida de calidad asociada a la pérdida de cadena de frío, esta es irreversible. 

En la mayoría de las veces sucede que durante la producción de alimentos refrigerados o congelados, mantienen la cadena de frío. Dado que muchas veces los productores son grandes empresas. Pero la mayoría de las veces se presenta la perdida de la cadena de frío en las etapas minoristas y hogareñas. 

Por todo lo anterior, en nuestras regiones se resaltan las reconocidas virtudes de los alimentos tratados térmicamente:

• Larga vida útil
• Practicidad
• Poder utilizar materia prima en el punto óptimo de madurez para el proceso
• Accesibilidad y costos
• Infinita variedad de productos y presentaciones
• Posibilidad de implementar procesos continuos
• Transporte y almacenamiento a temperatura ambiente

Las modificaciones que ocurren en un alimento de alto contenido de agua si es mantenido a temperatura ambiente incluyen: 

• Acción de enzimas endógenas que provocan oxidación, hidrólisis, desnaturalización de componentes
• Cambios químicos (oxidación de lípidos, pardeamiento no enzimático: reacción de Maillard)
• Cambios nutricionales (oxidación vitamina C)
• Crecimiento microbiano 
• Cambios físicos (deshidratación, absorción de humedad)
• Cambios biológicos (germinación y brotado, que se dan generalmente a largo plazo)

Cambios Físicos, Químicos y Bioquímicos y Microbiológicos

Normalmente los cambios que ocurren se dan simultáneamente, aunque cada tipo se desarrolla a distintas velocidades según la naturaleza del alimento y las condiciones externas.

Cambios físicos

Se trata fundamentalmente de la evaporación del agua, componente principal de los alimentos. 

Tiene como consecuencias tanto la pérdida de peso (con consecuente perjuicio económico) como la desecación y contracción superficial junto con coloraciones que desmejoran el aspecto de los tejidos, que se tornan fibrosos y quebradizos con la desecación continua. 

A su vez, el aroma se altera ya que con el agua se volatilizan componentes aromáticos.

La pérdida continua de agua se da porque hay un gradiente de humedad entre la superficie del alimento (saturado) y el medio externo (humedad menor). Este gradiente constituye la fuerza impulsora del proceso, ya que el alimento buscará igualar la humedad ambiental. A medida que pasa el tiempo en estas condiciones, el porcentaje de agua perdida siempre crece, pero la velocidad de pérdida de agua disminuye porque la superficie (y luego el interior del alimento) comienzan a secarse y por ende la fuerza impulsora se hace cada vez menor. 

Otro tipo de daño, es el que generan las heridas superficiales en productos hortifrutícolas (HF), ya sea por manipulación poco cuidadosa, procedimientos mecánicos inadecuados, mal diseño del equipo, colocación incorrecta en los contenedores, etc. Debido a esto, aumenta la velocidad de evaporación del agua, se abre una puerta para la entrada de microorganismos y se acelera la producción de etileno con lo que aumenta la velocidad de maduración y se acorta la vida útil. 

Cambios químicos (qcos) y bioquímicos (bqcos)

Durante la conservación de alimentos se producen complicados procesos con intervención de enzimas. 

En ciertos casos las primeras fases de estos procesos pueden aumentar el sabor (ej.: carnes sometidas a un proceso de oreo a efectos de concluir el período post mortem, lo que logra mejor sabor). A su vez, frutos climatéricos son cosechados antes de su maduración completa y, durante el almacenamiento, se completa la formación de azúcares y compuestos aromáticos.

Para períodos de almacenamiento prolongados, los procesos degradativos conducen a la inutilización final del alimento, ya que las modificaciones deseables son muy rápidamente enmascaradas. 

En carnes y pescados se descomponen las proteínas, provocando olor, sabor y apariencia desagradable. En frutos se pierden los componentes aromáticos y nutritivos, al tiempo que ocurren fenómenos patológicos que degradan los tejidos. Sumado a lo anterior, el oxígeno del aire reacciona con las grasas y aceites provocando decoloración y sabor rancio. 

Procesos microbiológicos

Las carnes, pescados y huevos son atacados por bacterias (en carnes crean una capa untuosa sobre la superficie, mientras que en pescados penetran hacia el interior por medio de las branquias, y en huevos lo hacen a través de la cáscara que es porosa). 

Las frutas y hortalizas son atacadas preferentemente por hongos, que se desarrollan más rápidamente a alta temperatura y humedad. 

Debemos considerar que los componentes principales de los alimentos son también alimento de los microorganismos (MO):

• Botrytiscinerea: podredumbre gris
• Geotrichumcandidum: podredumbre blanca, acuosa o amarga
• Rhizopus: podredumbre blanca con manchas negras
• Erwiniacarotovora: podredumbre blanda

Los productos del metabolismo de los microorganismos originan desagradables modificaciones que inutilizan al alimento. El interior de carnes y pescados es estéril cuando están recién sacrificados, y la contaminación va del exterior al interior. 

El límite al cual la superficie se torna gelatinosa o untuosa está en el rango de 106 a 107 bacterias/cm2.

Influencia de la temperatura

En algunos alimentos las constantes cinéticas de los procesos (por ende la velocidad de reacción) depende fuertemente de la temperatura en proximidades del punto de congelación. 

Los pescados pueden conservarse a 0ºC un tiempo mucho mayor que a 1ºC, y a -1ºC mucho más que a 0ºC, razón por la cual además de refrigerar se conservan con hielo. 

En algunos frutos los coeficientes de las reacciones simultáneas son tan distintos que al acercarse a 0ºC se presentan alteraciones fisiológicas: daños por frío, como el soft-scald (pardeamiento de la pulpa en manzanas y duraznos entre 2ºC y -1ºC) debido a mala irrigación durante la maduración. 

Las papas aumentan su contenido en azúcares si se almacenan a menos de 4ºC, pero se puede revertir con aumento de temperatura. 

 

Referido al crecimiento de microorganismos, cada especie tiene un rango de temperaturas favorable. El descenso de temperatura (sin alcanzar valores de congelación) disminuye mucho, pero no anula completamente la velocidad de crecimiento microbiano. La mayoría de los microorganismos no mueren ni a las temperaturas más bajas, por lo que comienzan nuevamente a multiplicarse en cuanto los alimentos vuelven a alcanzar temperaturas adecuadas.  

• Termófilas: crecimiento cesa a 45ºC
• Mesófilas: dejan de multiplicarse por debajo de los 10ºC (Estafilococos, Cl. botulinum A y B) 
• Psicrófilas: dejan de multiplicarse a -7ºC o -10ºC (Salmonella, Clostridium Botulinum B)

Influencia de la circulación del aire

Como tanto el coeficiente de materia como el de calor aumentan con mayor velocidad del aire, la influencia de la circulación del aire se puede estudiar referido a varios aspectos. Una mayor velocidad del aire aumenta por igual la velocidad de enfriamiento y la velocidad de pérdida de peso: ambas se compensan aproximadamente, con la ventaja adicional del menor costo energético de la refrigeración ya que el proceso dura menos tiempo. 

La circulación de aire ayuda a mantener seca la superficie de los productos y por lo tanto crea condiciones desfavorables para el crecimiento bacteriano. 

Conclusión

Para lograr la conservación de alimentos es necesario aplicar un proceso que implique la inactivación total de los microorganismos y de la mayoría de los otros factores químicos o físicos de deterioro. 

En el momento de elegir qué proceso aplicar, se deben considerar una serie de factores tales como:

• Adaptabilidad del proceso, del producto a tratar.

• Factibilidad técnica en el sitio de procesamiento.

• Necesidades de transporte y almacenamiento posterior.

• Costos.

Gracias por la participación

Ing. Alim. Pedrozo Favier, Paula