Your SlideShare is downloading. ×
Oportunidades tecnológicas para la conservación de especias
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

Thanks for flagging this SlideShare!

Oops! An error has occurred.

×

Saving this for later?

Get the SlideShare app to save on your phone or tablet. Read anywhere, anytime - even offline.

Text the download link to your phone

Standard text messaging rates apply

Oportunidades tecnológicas para la conservación de especias

45,335
views

Published on


0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total Views
45,335
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
27
Actions
Shares
0
Downloads
8
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

Report content
Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
No notes for slide

Transcript

  • 1. www.ainia.es 1 Proyecto Europeo GreenFooDec Oportunidades tecnológicas para la conservación de especias Mariana Valverde ainia Centro Tecnológico Alicante, 26 de Septiembre de 2013
  • 2. www.ainia.es 2 Origen del proyecto 03 Proyecto/Consorcio 04 Puntos clave de la investigación 05 Tecnologías aplicadas en el proyecto 06 Conclusiones-Reflexiones 36
  • 3. www.ainia.es 3 > ORIGEN DEL PROYECTO Identificamos una necesidad en España Elmercadoeuropeoeselsegundomercado máspotentedehierbasyespeciasenelmundo conunconsumocreciente. Seguridad de las hierbas y especias Seguridad de alimentos que incorporen hierbas y especias. Salmonella spp, Aflatoxinas, ocratoxina A, etc No bien percibido por el consumidor. Pequeñas modificaciones en las propiedades sensoriales y antioxidantes. Irradiación Propiedades carcinógenas y mutagénicas. Prohibido en la UE. Óxido de etileno Pérdida de componentes aromáticos, cambios de color, contenidos en agua incrementados. Vapor Objetivo GREENFOODEC encontrar alternativas tecnológicas que permitan vencer las limitaciones de las actuales, solventando la necesidad de mantenimiento de las propiedades organolépticas inherentes del producto. Limitaciones de las actuales técnicas
  • 4. www.ainia.es 4 > PROYECTO/CONSORCIO Proyecto financiado por la Unión Europea bajo el VII Programa Marco.
  • 5. www.ainia.es 5 > PUNTOS CLAVE DE LA INVESTIGACIÓN Selección de producto: - Polvo - Semilla - Hierba Tecnologías de estudio: - CO2 a alta presión con ultrasonidos - Plasma frío - Microondas e infrarrojos Bases de la investigación: • Caracterización de la materia prima • Pretratamiento/acondicionamiento • Aplicación de las tecnologías de procesado y adaptación de equipos. • Caracterización de los productos. • Validación en productos finales • Viabilidad técnico-económica
  • 6. www.ainia.es 6 > TECNOLOGÍAS APLICADAS EN EL PROYECTO 1. CO2 a alta presión con ultrasonidos (ainia) 2. Microondas (SIK) 3. Infrarrojos (SIK) 4. Plasma frío (ATB)
  • 7. www.ainia.es 7 CO2 a presión y ultrasonidos
  • 8. www.ainia.es 8 • El CO2 es empleado en condiciones supercríticas, es decir en condiciones por encima de su punto crítico. • Bajo condiciones supercríticas el CO2 adquiere la capacidad disolvente de los líquidos y la movilidad de los gases por lo tanto buenas propiedades de transferencia de masa por su alta difusividad y baja viscosidad. CO2 a alta presión Fundamentos de la tecnología CO2: Tc y Pc bajas. 37422.1H2O 31.17.3CO2 T (ºC)P (MPa) Punto crítico
  • 9. www.ainia.es 9 • Equipo para descontaminación con CO2-SC de alimentos sólidos. • Mecanismo de acción: El CO2-SC penetra en la membrana de la célula causando una reducción del pH citoplasmático, la modificación de la membrana de la célula y la extracción de componentes vitales el sistema biológico se altera inactivación micriobiana. Fundamentos de la tecnología Variables que influyen en la eficacia: - especie de microorganismo tratada. - presión. - temperatura. - tiempo de tratamiento. - presencia de agua. - aplicación de ciclos. CO2 a alta presión 2 3 4 1 2 3 4 Subenfriador Bomba de alta presión Calentador Cámara de tratamiento encamisada CO2 1
  • 10. www.ainia.es 10 Fundamentos de la tecnología • Ultrasonido de potencia (alta intensidad) 18-100 kHz > 5 W/cm2 Actividad antimicrobiana • Se requiere de un generador de energía y un transductor que convierte la energía eléctrica, magnética o cinética en energía acústica. • Tiene influencia en la velocidad de los procesos productivos alimentarios en los que interviene la transferencia de materia y de masa. Ultrasonidos • Son ondas sonoras con una frecuencia superior a la perceptible por el oído humano (> 16kHz).
  • 11. www.ainia.es 11 Ventajas Inconvenientes CO2 a presión + ultrasonidos • Inactivación microbiana y enzimática. • La combinación con calor (termosonicación), presión (manosonicación) o ambos (manotermosonificación) provoca un efecto sinérgico con potencial uso para conservación de alimentos. • Buena penetración en matrices sólidas. • Bajas temperaturas. • No deja residuo y es un gas inerte. • Eficacia sobre diversos microoganismos operando por cargas. • Presiones menores a las empleadas en métodos de altas presiones. ultrasonidosCO2 a presión ultrasonidosCO2 a presión Es preferible incorporar agua a la matriz. Formas esporuladas muy resistentes.
  • 12. www.ainia.es 12 Aplicaciones • Extractivas, sector agroalimentario, farmacéutico y cosmético. • Aplicaciones no extractivas de interés industrial: conservación (inactivación enzimática, desinfección); diseño de partículas (encapsulación); tratamiento y limpieza de materiales (eliminación de aceites minerales de piezas y circuitos, etc). Ultrasonidos • Conservación: inactivación microbiana y enzimática en zumos; leche; cerveza; huevo (desactivación total de Staphylococus aureus), etc. • Potenciación de procesos extractivos, mezclado, emulsificación, impregnación, filtración, cristalización, precipitación, congelación, limpieza y desinfección de materiales. CO2 a presión CO2 a presión + ultrasonidos
  • 13. www.ainia.es 13 Solubilización CO2 y transferencia de masa en medio celular. pH intracelular. Modificación membrana celular. Tiempo de tratamiento. Temperatura y presión de trabajo. Consumo energético. Calidad organoléptica. Oportunidades del efecto combinado CO2 a presión + ultrasonidos
  • 14. www.ainia.es 14 PFS20 Esquema del sistema de ultrasonidos Transductor de ultrasonidos Generador de energía Cámara de tratamiento Ordenador Adaptador de impedancia 4 extractores de 5L P hasta 350 bar T hasta 80ºc Flujo de CO2 hasta 40 kg/h Potencia: 75 V Frecuencia: 19.000Hz Dispositivos empleados en el proyecto CO2 a presión + ultrasonidos
  • 15. www.ainia.es 15 Eliminación de pesticidas del arroz Planta de tratamiento SC ubicada en Taiwan. Obtención de extractos aromáticos Planta de extracción multiproducto situada en la República Checa. CO2 a presión Ejemplos de plantas industriales Altex, planta industrial para servicios de extracción supercrítica Planta de multiproducto situada en Paterna, Valencia
  • 16. www.ainia.es 16 Microondas
  • 17. www.ainia.es 17 Microondas Fundamentos • El calentamiento es una consecuencia de la interacción entre la energía de microondas y el material alimentario (propiedades dieléctrica). 1. Magnetrón (generando las microondas) 2. Waveguide (guía de las ondas) 3. Aplicador (dirige el campo) 4. Strips (guía de las Reflexiones del fondo) • El mecanismo de calentamiento está basado en una rotación de los dipolos importancia de las moléculas de agua. Zona del espectro con λ entre 1 m y 1 mm.
  • 18. www.ainia.es 18 • Permite el tratamiento del producto envasado o sin envasar. • Máxima rapidez de transferencia de calor. • Consumo energético bajo. • Posibilidad de procesado de alimentos en continuo. • Uniformidad del calentamiento (bordes y esquinas). • Capacidad de penetración en los alimentos limitada para alimentos deshidratados. Microondas Ventajas Inconvenientes
  • 19. www.ainia.es 19 Microondas Aplicaciones • Pasteurización y cocción de alimentos tales como: platos preparados, quesos, leche, zumos de frutas. • Inactivación enzimática. • Deshidratación de productos vegetales. • Atemperado y descongelación. • Desinsectación.
  • 20. www.ainia.es 20 Microondas Dispositivos empleados en el proyecto Muestra Ordenador Fibra óptica para medir la temperatura Magnetrón Potencia ajustada para mantener una temperatura determinada señal Conexión de la cavidad de la muestra a un generador de aire húmedo para el ajuste de la actividad de agua de la muestra en conexión directa al equipo de microondas.
  • 21. www.ainia.es 21 Microondas Ejemplos de proveedores industriales Sairem Ibérica S.L. (España) Advanced Microwave Technologies (AMT) (Reino Unido) Industrial Microwave Systems (IMS) (EEUU) Binar Elektronik AB (Suecia)
  • 22. www.ainia.es 22 Infrarrojos
  • 23. www.ainia.es 23 Infrarrojos Fundamentos de la tecnología • Radiación infrarroja espectro electromagnético con longitudes de onda entre las UV y las de microondas (λ= 0.76 µm -1 mm). • La radiación infrarroja es absorbida por el alimento que convierte la energía en calor mediante la interacción con las moléculas presentes en él (agua). • El mecanismo de calentamiento está basado en cambios vibracionales en las móleculas importancia de las moléculas de agua.
  • 24. www.ainia.es 24 Infrarrojos Aplicaciones • Pasteurización de la superficie de productos de panadería y bollería. • Horneado en productos de panadería y bollería. • Deshidratación de productos vegetales. Ventajas • Permite el tratamiento del producto envasado o sin envasar. • Posibilidades de procesado de alimentos en continuo. Inconvenientes • Alteración de las propiedades organolépticas del producto. • La capacidad de penetración en los alimentos es limitada en alimentos deshidratados.
  • 25. www.ainia.es 25 Infrarrojos Dispositivo empleado en el proyecto Horno de infrarrojos compuesto por dos secciones que operan de forma independiente (cada una de 70 cm x 70 cm x 50 cm), una opera en el infrarrojo cercano y la otra en el infrarojo de onda media. Infrarojo cercano.
  • 26. www.ainia.es 26 Infrarrojos Ejemplos de proveedores industriales Ircon Drying Systems AB (Suecia) NOXMAN (España) Heraeus Noblelight (EEUU)
  • 27. www.ainia.es 27 Microondas + infrarrojos Tiempo de tratamiento. Homogeneidad del tratamiento. Efecto combinado: Microondas + Infrarrojos
  • 28. www.ainia.es 28 Plasma frío
  • 29. www.ainia.es 29 Plasma Frío Fundamentos de la tecnología • Plasma: cuarto estado de agregación de la materia. • Puede generarse bajo alta presión (plasma caliente) o a presión baja y atmosférica (plasma frío). • Plasma frío (Ta de las especies pesadas (partículas neutras e iones) cercana a la temperatura ambiente) alternativa de inactivación microbiológica. • Generación del plasma a Patm por tres vías: descarga de corona, descarga de barrera dieléctrica o chorro de plasma (Keener 2008). • El plasma frío se genera por la aportación de energía mediante un campo eléctrico (sistemas de corriente continua, radiofrecuencia, microondas o descargas pulsadas) a un gas o mezcla de gases ionización del gas. • El plasma generado está constituido por electrones libres, átomos y moléculas excitados, iones y radicales efecto antimicrobiano.
  • 30. www.ainia.es 30 Plasma Frío Ventajas Inconvenientes • Tratamiento uniforme a baja temperatura. • Alta difusividad en matrices complejas con bajos tiempos de proceso. • Control de proceso es simple e inocuo. • Tratamiento superficial. • No existen equipos a nivel industrial para descontaminación. Aplicaciones • Descontaminación de alimentos (frutas y verduras frescas, frutos secos, productos loncheados, etc.). • Tratamiento de superficies y de aire. • Tecnología microelectrónica, procesamiento de materiales, pantallas planas, la mejora de las propiedades barrera en materiales de embalaje, etc.
  • 31. www.ainia.es 31 Plasma Frío Dispositivos empleados en el proyecto • Tratamiento con plasma directo • Chorro de plasma de argón generado por Radiofrecuencia. • Aplicación directa en la superficie de las hierbas/especias. • Tratamiento con plasma indirecto • Plasma en equilibrio térmico generado por microondas y aire como gas de alimentación.
  • 32. www.ainia.es 32 Una de las grandes dificultades a la hora de evaluar la eficacia de estas tecnologías es la variabilidad de respuesta de los microorganismos a los tratamientos. La diversidad de mecanismos por los cuales los microorganismos se adaptan, adquieren resistencias o modifican sus patrones de virulencia, hace necesario evaluar de forma específica y controlada la eficacia de los sistemas para diferentes microorganismos. Una vez evaluada la aptitud de una tecnología para un fin y producto dado, y estudiada la viabilidad técnico-económica es necesario estudiar la dimensión mínima de una instalación para que el coste de inversión sea razonable. Es necesario evaluar de forma específica cada acción que modifique el proceso de producción antes de su implantación. No hay que centrarse únicamente en obtener productos seguros sino que también hay que garantizar las propiedades organolépticas inherentes al producto dando así un valor añadido. CONCLUSIONES-REFLEXIONES
  • 33. www.ainia.es 33 Muchas gracias por su atención Mariana Valverde mvalverde@ainia.es www.greenfoodec.eu