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Nuevas tecnologías de procesado
aplicados a la elaboración de platos
preparados
ainia
Madrid 16-02-11
Indice
1. Platos preparados // Productos V Gama
2. Tratamientos térmicos
2.1.
Cocción a vacío
2.2.
Altafrecuencia-Microondas
2.3.
Calentamiento ohmico
3. Técnicas no térmicas
3.1.
4.
Altas presiones
Conclusiones-Referencias.
Introducción
Concepto
PLATOS PREPARADOS
La legislación de aplicación a este tipo de producto se contempla en el Real
Decreto 3484/2000, de 29 de diciembre por el que se establecen las normas
de higiene para la elaboración, distribución y comercio de comidas
preparadas.
A. Comida preparada
B. Comida preparada con tratamiento térmico
Introducción
Productos V Gama
1. Productos tratados por calor, listos para consumir y que se comercializan
refrigerados.
2. Para su consumo se requiere un calentamiento previo, generalmente en
horno microondas u horno convencional.
3. Generalmente se envasan en material plástico e incluyen una amplia
variedad de productos, desde hortalizas cocidas hasta platos preparados.
4. Exigen mantener la cadena de frío hasta su consumo (proceso de
elaboración, envasado, almacenamiento y distribución).
5. Por último, la tecnología empleada para su conservación consiste en:
Envasado, Tratamiento térmico y refrigeración.
Introducción
La denominación de V gama se designa esencialmente a los platos cocinados
preparados de antemano y a las hortalizas cocidas presentadas al vacío y listos
para calentarlos y consumirlos.
Posteriormente, se ha denominado V gama de hortalizas, a los productos a base
de vegetales que habiendo sufrido un tratamiento térmico se les garantiza
una conservación mínima de 6 semanas (Tirilly, Y. y Bourgeois, C.M. 2002).
Incluyen una amplia variedad de productos, desde verduras cocidas hasta
platos preparados (a base de carne, pescado, pasta, arroz…)
Estos productos están experimentando un creciente desarrollo, ya que
responden a lo que esperan los consumidores, productos listos para el consumo,
seguros microbiológicamente y óptimos organolépticamente.
Introducción
Introducción
La elaboración de platos preparados (Real Decreto 3484/2000) viene condicionada por
el tipo de conservación o almacenamiento posterior (refrigeración, congelación o Tª
ambiente). Los métodos de elaboración son:
1.Platos preparados refrigerados: el sistema de elaboración/conservación puede ser o bien
mediante técnicas de cocinado convencionales y posterior tratamiento térmico o envasado
en atmósfera modificada o bien mediante el empleo de la técnica denominada “cocinado a
vacío”.
2.Platos preparados congelados: se emplean diferentes sistemas de cocinado
convencionales en función del plato a elaborar y posteriormente el plato se envasa y
congela.
3.Platos preparados estables a Tª ambiente: el proceso de elaboración consiste en el
precocinado o no de los ingredientes mediante sistemas de cocinado convencionales y
posteriormente envasado y esterilización en autoclave.
Un mismo plato puede ser elaborado mediante diferentes técnicas, siendo el resultado
diferente en cuanto a vida útil y características organolépticas.
Introducción
Demandas de los consumidores que afectan al desarrollo de los métodos de
Pulsos eléctricos
conservación de los alimentos:
9
9
9
9
9
9
Calidad sensorial y nutritiva elevada.
Adecuado a sus nuevos hábitos.
Frescos.
Naturales.
Saludables.
Seguros.
Nuevas tecnologías en el procesado de alimentos:
1. Desarrollo de nuevos productos.
2. Mejorar la calidad de los productos.
3. Reducir costes (equipos robustos, eficaces y versátiles)
Innovaciones en técnicas de conservación.
Innovación en el procesado térmico de los alimentos.
B
A
C
Preparación
mat.primas*
Recepción de
materias primas
Cocción
Envasado
Composición
del plato
Tratamiento
térmico
Almacenamiento en
refrigeración 3 – 5ºC
Envasado
a vacío
Almacenamiento en
congelación -18ºC
Refrigeración
Pasteurización
Enfriamiento
Descongelación
Envasado
aséptico/
atm.modificada
Almacenamiento
en refrigeración
Porcionado
y preparación
Adición de salsas,
ingredientes, etc.
Cocinado
plancha, asado, marmita
Envasado
Tratamiento térmico
y enfriamiento
Almacenamiento en
refrigeración
Introducción
Factores críticos
Pasteurización
Un tratamiento mal diseñado
microorganismos patógenos
¾
Sobrevivan a dicho tratamiento
¾
capaces de formar toxinas
¾
capaces de crecer a temperaturas de refrigeración
Se recomiendan procesos de pasteurización equivalentes a:
10 minutos a 90ºC en el punto frío del producto, para productos de
fecha de consumo preferente >10 días.
ƒ
100 minutos a 70ºC en el punto frío del producto, para productos
de fecha de consumo preferente 1-10 días.
ƒ
Tratamientos térmicos
Concepto
Alimentos cocinados al vacío // sous-vide
“Alimentos que reciben, después de ser envasados bajo vacío en
materiales poliméricos (bolsa o bandeja), un tratamiento térmico leve y
posteriormente son conservados en condiciones de refrigeración”
ƒ
Requieren regeneración (calentados) para ser consumidos
ƒ
Preparación cómoda y rápida
ƒ
Vida útil entre 6 y 42 días
ƒ
Rendimiento 100 %
ƒ
Amplias posibilidades: pescados, mariscos, carnes, salsas, fondos de
caldos, hortalizas cocidas, lasañas y platos de pasta, pollos asados,
arroces listos para el consumo…
ƒ
Cadena de frío (proceso de almacenamiento y distribución)
Cocción a vacío
Es una técnica mediante la cual el alimento se envasa al vacío para tratarse
térmicamente dentro del envase seguido de un enfriamiento rápido.
Materiales estables al calor.
La vida útil se incrementa, ya que la tensión de oxígeno existente dentro del
envase inhibe el crecimiento de microorganismos aerobios mesófilos.
Este envase impide la salida de agua y compuestos volátiles (aromas y sabores
propios del alimento), con lo cual, la calidad sensorial/nutricional se mantiene.
Antes de consumir, calentar de nuevo dentro del propio envase para terminar
el proceso de cocción.
Flores Valles
Cocción al vacío
Se trata de alimentos cocinados al vacío cuyo proceso de elaboración consiste
en la aplicación de un tratamiento térmico moderado bajo condiciones
controladas (Tª/t), después de ser envasados al vacío en materiales estables al
calor, y posteriormente enfriados (De manera rápida a 3ºC en el centro del
producto en 90 min) y almacenados a temperaturas de refrigeración (0-3ºC).
Preparación
mat.primas
Composición
del plato
Envasado
a vacío
Pasteurización
Enfriamiento
Almacenamiento
en refrigeración
Procesos térmicos: Tª comprendidas entre los 65-95ºC, 2-8h,
lo que permite la obtención de alimentos de gran calidad
(aroma y sabor naturales con mínimas pérdidas en nutrientes),
pero
NO
garantizan
la
destrucción
de
todos
los
microorganismos patógenos y/o causantes de alteración.
Para evitar que la barqueta se colapse al aplicar el vacío:
atmósferas ricas en nitrógeno y CO2 que previenen la oxidación
y la alteración microbiológica de los platos preparados (DíazMolins, 2009).
Gastrovac
Cocción al vacío
Cocción al vacío-Control riesgo microbiológico
Los tratamientos de pasteurización (90 ºC/10 min) reducen la destrucción de los
microorganismos en su forma vegetativa, al mismo tiempo que inactivan las
esporas de las bacterias psicrófilas que puedan crecer durante el almacenamiento
refrigerado (Lund y Peck, 1994).
+++++++++
El envasado en atmósfera modificada o vacío inhibe el crecimiento de
microorganismos aerobios que pueden afectar al deterioro del producto (Church y
Parsons, 1993).
Cocción a vacío
Los equipos necesarios para este proceso son:
Envasado al vacío. Máquina de envasado automática que permite trabajar a
altas velocidades y en continuo. También permite controlar los parámetros de
vacío automáticamente.
Pasteurización o cocción. Para producciones pequeñas se pueden realizar la
cocción por inmersión del producto en baño María. Pero los hornos de vapor
por convección forzada son el sistema óptimo para la pasteurización debido a
su rápida transferencia del calor y, por tanto, una cocción a menor temperatura.
También se puede realizar mediante hornos microondas, en este caso el
sistema de envasado utilizado se conoce como Darfresh microondable, el cual
consiste en un sistema de envasado al vacío «segunda piel» que permite la
cocción/pasteurización al vacío de platos preparados por parte del industrial, y
su posterior calentamiento en horno microondas por parte del usuario final.
Enfriamiento.
Cocción a vacío
Horno de cocción
Pulsos eléctricos
Horno de vapor a presión
Abatidor
Autoclave
Cocción a vacío
En el proceso de elaboración de los alimentos sous vide-refrigerados, el
tratamiento térmico aplicado utiliza temperaturas suaves que eliminan las
células vegetativas bacterianas, pero no las formas esporuladas ni todas las
células de los microorganismos termofílicos.
Además, estos productos generalmente presentan valores de aw y pH
elevados y son formulados con pocos o ningún aditivo. Así, las condiciones
que coexisten en los alimentos sous vide, (baja disponibilidad de oxígeno,
alto pH y ausencia de microoganismos competidores) pueden permitir el
desarrollo de determinados microorganismos patógenos hasta niveles
peligrosos, sin que necesariamente se manifieste signo de alteración alguno
en el producto.
Clostridium botulinum, microorganismo Gram +, anaerobio y productor de
esporas termorresistentes es una importante preocupación sanitaria en estos
alimentos.
Otros patógenos esporulados como Clostridium perfringens y Bacillus cereus
también pueden suponer un peligro potencial para el consumidor al resistir
Tªs de pasteurización aplicadas en los alimentos sous vide.
Cocción al vacío
A la vista de todo lo expuesto, algunos organismos responsables de la
regulación de alimentos como la ACMFS (UK Advisory Committe on the
Microbiological Safety of Food) y la US-FDA (Food and Drug Administration)
establecen procedimientos recomendados que permiten garantizar la seguridad
de los productos cocinados al vacío-refrigerados.
Siempre bajo el marco de un plan de Análisis de Peligros y Puntos de Control
Críticos (APPCC) bien ejecutado, es fundamental la aplicación de un
tratamiento térmico suficientemente intenso, un abatimiento rápido de
la temperatura y un mantenimiento del producto a temperaturas inferiores a
3,3ºC durante el ciclo de almacenamiento. Estas prácticas, unidas al
empleo de barreras adicionales al crecimiento microbiano como son la
disminución del pH y/o de la actividad de agua del alimento o adición de sales
orgánicas, entre otras, prevendrían de forma eficaz el crecimiento y toxigénesis
de Cl. botulinum y, también con ello, el peligro sanitario asociado al posible
desarrollo de otros microorganismos.
Altas frecuencias
DEFINICIÓN
Radiofrecuencia
Microondas
Se entiende por radiofrecuencias las
ondas electromagnéticas que cubren
las frecuencias de 30 kHz a 400 MHz.
Se entiende por microondas a las ondas
electromagnéticas
que
cubren
las
frecuencias de 300 MHz a 300 GHz.
Banda ISM (Industrial Scientific
and Medical)
Para
aplicaciones
industriales,
científicas y médicas sólo hay
algunas bandas de frecuencia
muy restringidas (I.S.M.) que son
libres y no necesitan licencia.
Altas frecuencias
Parámetros que afectan la generación de calor:
-Frecuencia
-Propiedades dieléctricas
-Peso del producto
-Geometría del producto
-Composición química
-Propiedades termodinámicas
La distribución de la temperatura dentro del alimento está fuertemente
influenciada por la compleja permitividad relativa del alimento, que se
define como ε* = ε’ - j ε’’. El componente real es la constante dieléctrica
(ε’) y es el componente imaginario es el factor de pérdida dieléctrica (ε’’).
La constante dieléctrica ε' refleja la capacidad del material para almacenar
energía eléctrica, mientras que el factor de pérdida ε'' determina la
capacidad del alimento para disipar la energía eléctrica en forma de calor
(Mudgett, 1994).
Estos dos parámetros, relativos a las propiedades dieléctricas,
son importantes para determinar la absorción de energía, la
profundidad de penetración y el perfil de temperatura dentro de
un alimento, mientras se calienta con un sistema RF o MO.
Profundidad de penetración (2450 MHz)
Tratamiento MO: Efecto de la geometría
□ Producto en rodajas
● Producto en Puré
Altas frecuencias
APLICACIONES INDUSTRIALES
a) Calentamiento de productos alimentarios
b) Pasteurización de alimentos
c) Secado de productos, post-baking
d) Postcosecha: desinfección de frutas enteras
e) Descongelación de materias primas
VENTAJAS
a)
Mejor eficiencia energética
b)
Generación interna de calor: mejor calidad sensorial
c)
Permiten procesar en continuo
d)
RF tiene mayor poder de penetración que las MO
Radiofrecuencias
• Universidad de California, Davis
Pulsos eléctricos
Tecnología Microondas
Fundamentos
Tecnología
de
tratamiento
térmico
mediante
calentamiento
electromagnético. Los dipolos (preferentemente moléculas de agua), y las
cargas libres, iones y electrones, se orientan y tienden a desplazarse en
la dirección del campo electromagnético.
Diagrama esquemático de un sistema de microondas
Tecnología Microondas
VENTAJAS
• Permite el tratamiento del producto envasado o sin envasar.
• Daños mínimos en la estructura y valor nutritivo del alimento.
• Penetración inmediata, máxima rapidez de calentamiento.
• Bajo consumo energético.
• Posibilidades de procesado de alimentos en continuo.
DESVENTAJAS
• Integración de los sistemas en las líneas de procesado.
• La capacidad de penetración en los alimentos limitada.
• Uniformidad del calentamiento: Métodos computerizados de diseño, para
controlar el calentamiento en bordes y esquinas.
• Validación y control de los procesos: Variabilidad de los tiempos de
calentamiento, control de las temperaturas finales.
Tecnología Microondas
Pasteurización mediante microondas dentro del envase
Características del Calentamiento
Calentamiento tradicional
• Mecanismos familiares: conducción, convección y radiación
– Lento.
– El patrón de calentamiento es suave y se pude predecir fácilmente.
– Superficie notablemente mas caliente que el interior => superficie seca,
crujiente, dorada, desarrollo de sabores y migración de la humedad
exterior hacia el interior.
Calentamiento por Microondas
• Absorción depende de detalles moleculares y geometría
– Rápido.
– Uniformidad depende de diseño del horno y/o geometría del producto.
– No hay energía especial en superficie, sin color y textura crujiente.
Tecnología Microondas
Single-mode
Multimode
•
•
•
•
•
•
•
•
Campo controlado
Microondas desde una dirección
Necesita áreas sin producto
Optimizado al producto
→ Calor uniforme
Campo aleatorio
Microondas desde todas las direcciones
La cinta ha de estar llena
Alto riesgo de puntos muy fríos y altas
temperaturas locales
Elementos
1. Magnetrón (generando las microondas)
2. Waveguide (guía de las ondas)
3. Aplicador (dirige el campo)
4. Strips (guia de las Reflexiones del fondo)
Tecnología Microondas
Equipos industriales
PASTEURIZACIÓN MEDIANTE MICROONDAS
Tecnología MicVac
Tecnología Microondas
Equipos industriales
• M.E.S. Technology
(www.m-e-s.net)
Túneles en continuo: Frecuencia 2.45 GHz
Potencia: 1-24 kW
Velocidad de cinta: 0-3 m/min.
Tecnología Microondas
Equipos industriales
Industrial Microwave Systems, L.L.C.
Cylindrical Heating System
Tratamiento de líquidos bombeables
Tecnología Microondas
Productos comercializados
Tecnología Microondas
Esterilización mediante microondas
En la literatura científica hay numerosas referencias de sistemas de
esterilización mediante microondas, no obstante comercialmente sólo se
encuentra en Bélgica (TOPs Food) y Japón (Otsuka Chemical).
Universidad Estatal de Washington: Planta piloto (5 kW) presurizada mediante
calentamiento de MO a 915 MHz para aplicaciones de esterilización de
alimentos envasados.
Tecnología Microondas
Microwave Sterilization Process
Unv. Estatal de Washington
Patente USA No. 7,119,313
A 915-MHz, single-mode, 10-kW pilot-scale MW system
Calentamiento óhmico
Fundamentos
• El calentamiento óhmico se produce cuando una corriente eléctrica pasa 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 alimento se sitúa entre electrodos con revestimiento aislante.
• Tratamiento de baja frecuencia: 50 - 25.000 Hz.
• La velocidad del calentamiento es proporcional a la intensidad del campo
eléctrico y a la conductividad eléctrica del alimento. Valores óptimos de
conductividad entre 0.01 y 10 siemens/m.
• Otros factores: densidad, calor específico del alimento,
tamaño, forma,…
• El calentamiento tiene lugar en el interior del
alimento. No existen superficies calientes de contacto.
Calentamiento óhmico
APLICACIONES INDUSTRIALES
• Fundamentalmente, para productos con un alto contenido en partículas:
-
alimentos particulados
purés de frutas
salsas
productos cárnicos,…
• Existencia de trabajos en los que se demuestra la idoneidad en la mejora
de propiedades funcionales de alimentos como el surimi de pescados.
Calentamiento óhmico
VENTAJAS
• Tratamiento rápido. Mayor capacidad de penetración que las microondas.
• Evita sobrecalentamientos Æ menor deterioro en los constituyentes y menor formación de
depósitos.
• Bajo consumo energético. Mayor aprovechamiento de energía (95%) que con microondas
(70%).
DESVENTAJAS
• Es importante conocer y controlar la conductividad eléctrica del alimento.
• Se requiere un mayor estudio de su efecto sobre microorganismos y componentes del
alimento
• Es necesario mejorar los equipos de tratamiento
• Problemas de corrosión de los electrodos Æ se limitan empleando frecuencias mayores
• Costes tecnológicos iniciales elevados: necesidad de optimización de las instalaciones
industriales.
Calentamiento óhmico
Equipos industriales
Pulsos eléctricos
• SIMACO
(www.simaco.it)
• Yanagiya Machinery
(www.ube-yanagiya.co.jp/Yanagiya/companyguide.htm)
Sistemas de calentamiento ohmico para la producción de tofu (1995). Este
sistema, el “Big-J” puede procesar hasta 4.800 piezas/h.
Coste estimado: $40.000 - $1.500.000 dependiendo de la capacidad y tipo de
instalación.
En 1999, Yanagiya desarrolló el “Mini-J” con electrodos de titanio y dos modelo
(100-200 V).
Altas presiones
FUNDAMENTO
Se entiende como altas presiones las comprendidas entre 100-1000 Mpa.
- Proceso isoestático.
- Principio de Le Chatelier.
Altas presiones
Aplicaciones de la tecnología en función de la presión y la temperatura.
Altas presiones
APLICACIONES INDUSTRIALES
- Alimentos sólidos:
productos cárnicos cocidos y/o curados; quesos; pescado, marisco; platos
preparados; salsas; mermeladas.
- Alimentos líquidos:
productos lácteos; zumos de frutas; preparados nutracéuticos.
VENTAJAS
- Eficacia demostrada frente a patógenos y microorganismos de alteración.
- Aplicable a diversas matrices alimentarias.
- Proceso no térmico: aplicable a productos que se alteran con el calor.
- Las autoridades sanitarias en US recomiendan explícitamente su uso en
algunos alimentos, para minimizar el riego frente a L. monocytogenes en
productos “ready to eat”.
- Impacto sensorial y nutricional mínimo (“sabor fresco”, “natural”).
Altas presiones
Equipos industriales
Altas presiones
Productos comerciales
Conclusiones
"Las tecnologías emergentes y novel son necesarias y un requisito para
poder conseguir productos más frescos y más naturales".
Los nuevos productos en el mercado se basarán cada vez más en procesos
novedosos. Aumentará la demanda de productos cómodos y fáciles, de
larga vida útil y apariencia fresca. Las nuevas tecnologías de conservación,
más suaves, permitirán a la industria responder a esta demanda y a
estimular las exportaciones.
“Necesidad de incremento de la inversión en I+D para apoyar la innovación
y promover un cambio hacia productos de más valor añadido".
Referencias
Díaz Mollins P. Tesis Doctoral 2009. “Calidad y deterioro de platos “sous vide” preparados a base de
carne y pescado y almacenados en refrigeración”.
Lagunas-Solar, M. C., Zeng, N. X., Essert, T. K., Truong, T. D., Piña, C., Cullor, J. S., Smith, W. L. and
Larraín, R. (2005).Disinfection of fishmeal with radiofrequency heating for improved quality and energy
efficiency. Journal of the Science of Food and Agriculture, 85: 2273–2280.
Lund, B.M. y Peck, M.W., 1994. Heat resistance and recovery of spores of non-proteolytic Clostridium
botulinum in relation to refrigerated, processed foods with an extended shelf-life. J. Appl. Bacteriol. 76:
115S–128S.
Nissen, H., Rosnes, J.T., Brendehaug, J. y Kleiberg, G.H (2002). Safety evaluation of sous videprocessed ready meals. Letters in Applied Microbiology 35, 433-438.
Peck, M,W y Stringer, S.C (2005). The safety of pasteurized in-pack chilled meat products with respect
to the foodborne botulism hazard. Meat Science 70, 461-475.
Tirilly, Yves y Marcel Bourgeois, Claude. Tecnología de las hortalizas. Zaragoza: Acribia, S.A., 2002.
ISBN: 84-200-0958-x.
!!! MUCHAS GRACIAS POR VUESTRA ATENCIÓN ¡¡¡
Victoria Capilla
(vcapilla@ainia.es)