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Nuevas tecnologías del procesado aplicadas a los platos preparados

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  • 1. Nuevas tecnologías de procesadoaplicados a la elaboración de platos ainiapreparados Madrid 16-02-11
  • 2. 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. Altas presiones 4. Conclusiones-Referencias.
  • 3. IntroducciónConcepto 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
  • 4. IntroducciónProductos V Gama1. 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.
  • 5. IntroducciónLa denominación de V gama se designa esencialmente a los platos cocinadospreparados de antemano y a las hortalizas cocidas presentadas al vacío y listospara calentarlos y consumirlos.Posteriormente, se ha denominado V gama de hortalizas, a los productos a basede vegetales que habiendo sufrido un tratamiento térmico se les garantizauna conservación mínima de 6 semanas (Tirilly, Y. y Bourgeois, C.M. 2002).Incluyen una amplia variedad de productos, desde verduras cocidas hastaplatos preparados (a base de carne, pescado, pasta, arroz…)Estos productos están experimentando un creciente desarrollo, ya queresponden a lo que esperan los consumidores, productos listos para el consumo,seguros microbiológicamente y óptimos organolépticamente.
  • 6. Introducción
  • 7. IntroducciónLa elaboración de platos preparados (Real Decreto 3484/2000) viene condicionada porel tipo de conservación o almacenamiento posterior (refrigeración, congelación o Tªambiente). Los métodos de elaboración son:1.Platos preparados refrigerados: el sistema de elaboración/conservación puede ser o bienmediante técnicas de cocinado convencionales y posterior tratamiento térmico o envasadoen atmósfera modificada o bien mediante el empleo de la técnica denominada “cocinado avacío”.2.Platos preparados congelados: se emplean diferentes sistemas de cocinadoconvencionales en función del plato a elaborar y posteriormente el plato se envasa ycongela.3.Platos preparados estables a Tª ambiente: el proceso de elaboración consiste en elprecocinado o no de los ingredientes mediante sistemas de cocinado convencionales yposteriormente envasado y esterilización en autoclave.Un mismo plato puede ser elaborado mediante diferentes técnicas, siendo el resultadodiferente en cuanto a vida útil y características organolépticas.
  • 8. IntroducciónDemandas de los consumidores que afectan al desarrollo de los métodos de Pulsos eléctricosconservación de los alimentos: 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.
  • 9. B A C Preparación mat.primas* Recepción de materias primas ComposiciónCocción Tratamiento del plato térmico Almacenamiento en Almacenamiento en Envasado refrigeración 3 – 5ºC congelación -18ºCEnvasado a vacío Refrigeración Pasteurización Descongelación Envasado Enfriamiento aséptico/ Porcionado atm.modificada y preparación Adición de salsas, Almacenamiento en refrigeración ingredientes, etc. Cocinado plancha, asado, marmita Envasado Tratamiento térmico y enfriamiento Almacenamiento en refrigeración
  • 10. IntroducciónFactores críticosPasteurización Un tratamiento mal diseñado microorganismos patógenos Sobrevivan a dicho tratamiento capaces de formar toxinas 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. 100 minutos a 70ºC en el punto frío del producto, para productos de fecha de consumo preferente 1-10 días.
  • 11. Tratamientos térmicosConcepto 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” Requieren regeneración (calentados) para ser consumidos Preparación cómoda y rápida Vida útil entre 6 y 42 días Rendimiento 100 % Amplias posibilidades: pescados, mariscos, carnes, salsas, fondos de caldos, hortalizas cocidas, lasañas y platos de pasta, pollos asados, arroces listos para el consumo… Cadena de frío (proceso de almacenamiento y distribución)
  • 12. Cocción a vacíoEs una técnica mediante la cual el alimento se envasa al vacío para tratarsetérmicamente 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 delenvase inhibe el crecimiento de microorganismos aerobios mesófilos.Este envase impide la salida de agua y compuestos volátiles (aromas y saborespropios del alimento), con lo cual, la calidad sensorial/nutricional se mantiene.Antes de consumir, calentar de nuevo dentro del propio envase para terminarel proceso de cocción. Flores Valles
  • 13. Cocción al vacíoSe trata de alimentos cocinados al vacío cuyo proceso de elaboración consisteen la aplicación de un tratamiento térmico moderado bajo condicionescontroladas (Tª/t), después de ser envasados al vacío en materiales estables alcalor, y posteriormente enfriados (De manera rápida a 3ºC en el centro delproducto en 90 min) y almacenados a temperaturas de refrigeración (0-3ºC). Procesos térmicos: Tª comprendidas entre los 65-95ºC, 2-8h, Preparación mat.primas 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 Composición microorganismos patógenos y/o causantes de alteración. del plato Para evitar que la barqueta se colapse al aplicar el vacío: Envasado atmósferas ricas en nitrógeno y CO2 que previenen la oxidación a vacío y la alteración microbiológica de los platos preparados (Díaz- Molins, 2009). Gastrovac Pasteurización Enfriamiento Almacenamiento en refrigeración
  • 14. 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).
  • 15. Cocción a vacíoLos equipos necesarios para este proceso son:Envasado al vacío. Máquina de envasado automática que permite trabajar aaltas velocidades y en continuo. También permite controlar los parámetros devacío automáticamente.Pasteurización o cocción. Para producciones pequeñas se pueden realizar lacocción por inmersión del producto en baño María. Pero los hornos de vaporpor convección forzada son el sistema óptimo para la pasteurización debido asu rápida transferencia del calor y, por tanto, una cocción a menor temperatura.También se puede realizar mediante hornos microondas, en este caso elsistema de envasado utilizado se conoce como Darfresh microondable, el cualconsiste en un sistema de envasado al vacío «segunda piel» que permite lacocción/pasteurización al vacío de platos preparados por parte del industrial, ysu posterior calentamiento en horno microondas por parte del usuario final.Enfriamiento.
  • 16. Cocción a vacíoHorno de cocción Pulsos eléctricos Horno de vapor a presiónAbatidor Autoclave
  • 17. Cocción a vacíoEn el proceso de elaboración de los alimentos sous vide-refrigerados, eltratamiento térmico aplicado utiliza temperaturas suaves que eliminan lascélulas vegetativas bacterianas, pero no las formas esporuladas ni todas lascélulas de los microorganismos termofílicos.Además, estos productos generalmente presentan valores de aw y pHelevados y son formulados con pocos o ningún aditivo. Así, las condicionesque coexisten en los alimentos sous vide, (baja disponibilidad de oxígeno,alto pH y ausencia de microoganismos competidores) pueden permitir eldesarrollo de determinados microorganismos patógenos hasta nivelespeligrosos, sin que necesariamente se manifieste signo de alteración algunoen el producto.Clostridium botulinum, microorganismo Gram +, anaerobio y productor deesporas termorresistentes es una importante preocupación sanitaria en estosalimentos.Otros patógenos esporulados como Clostridium perfringens y Bacillus cereustambién pueden suponer un peligro potencial para el consumidor al resistirTªs de pasteurización aplicadas en los alimentos sous vide.
  • 18. Cocción al vacíoA la vista de todo lo expuesto, algunos organismos responsables de laregulación de alimentos como la ACMFS (UK Advisory Committe on theMicrobiological Safety of Food) y la US-FDA (Food and Drug Administration)establecen procedimientos recomendados que permiten garantizar la seguridadde los productos cocinados al vacío-refrigerados.Siempre bajo el marco de un plan de Análisis de Peligros y Puntos de ControlCríticos (APPCC) bien ejecutado, es fundamental la aplicación de untratamiento térmico suficientemente intenso, un abatimiento rápido dela temperatura y un mantenimiento del producto a temperaturas inferiores a3,3ºC durante el ciclo de almacenamiento. Estas prácticas, unidas alempleo de barreras adicionales al crecimiento microbiano como son ladisminución del pH y/o de la actividad de agua del alimento o adición de salesorgánicas, entre otras, prevendrían de forma eficaz el crecimiento y toxigénesisde Cl. botulinum y, también con ello, el peligro sanitario asociado al posibledesarrollo de otros microorganismos.
  • 19. Altas frecuencias DEFINICIÓN Radiofrecuencia Microondas Se entiende por radiofrecuencias las Se entiende por microondas a las ondas ondas electromagnéticas que cubren electromagnéticas que cubren las las frecuencias de 30 kHz a 400 MHz. frecuencias de 300 MHz a 300 GHz.Banda ISM (Industrial Scientificand Medical)Para aplicaciones industriales,científicas y médicas sólo hayalgunas bandas de frecuenciamuy restringidas (I.S.M.) que sonlibres y no necesitan licencia.
  • 20. 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.
  • 21. Profundidad de penetración (2450 MHz)
  • 22. Tratamiento MO: Efecto de la geometría□ Producto en rodajas● Producto en Puré
  • 23. Altas frecuenciasAPLICACIONES 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 primasVENTAJAS 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
  • 24. Radiofrecuencias• Universidad de California, Davis Pulsos eléctricos
  • 25. 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
  • 26. 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, paracontrolar el calentamiento en bordes y esquinas.• Validación y control de los procesos: Variabilidad de los tiempos decalentamiento, control de las temperaturas finales.
  • 27. Tecnología MicroondasPasteurización mediante microondas dentro del envaseCaracterísticas del CalentamientoCalentamiento 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.
  • 28. Tecnología MicroondasSingle-mode Multimode• Campo controlado • Campo aleatorio• Microondas desde una dirección • Microondas desde todas las direcciones• Necesita áreas sin producto • La cinta ha de estar llena• Optimizado al producto • Alto riesgo de puntos muy fríos y altas → Calor uniforme temperaturas localesElementos1. Magnetrón (generando las microondas)2. Waveguide (guía de las ondas)3. Aplicador (dirige el campo)4. Strips (guia de las Reflexiones del fondo)
  • 29. Tecnología MicroondasEquipos industrialesPASTEURIZACIÓN MEDIANTE MICROONDASTecnología MicVac
  • 30. Tecnología MicroondasEquipos industriales• M.E.S. Technology(www.m-e-s.net)Túneles en continuo: Frecuencia 2.45 GHzPotencia: 1-24 kWVelocidad de cinta: 0-3 m/min.
  • 31. Tecnología MicroondasEquipos industrialesIndustrial Microwave Systems, L.L.C.Cylindrical Heating SystemTratamiento de líquidos bombeables
  • 32. Tecnología MicroondasProductos comercializados
  • 33. Tecnología MicroondasEsterilización mediante microondasEn la literatura científica hay numerosas referencias de sistemas deesterilización mediante microondas, no obstante comercialmente sólo seencuentra en Bélgica (TOPs Food) y Japón (Otsuka Chemical).Universidad Estatal de Washington: Planta piloto (5 kW) presurizada mediantecalentamiento de MO a 915 MHz para aplicaciones de esterilización dealimentos envasados.
  • 34. Tecnología MicroondasMicrowave Sterilization Process Unv. Estatal de Washington Patente USA No. 7,119,313 A 915-MHz, single-mode, 10-kW pilot-scale MW system
  • 35. Calentamiento óhmico Fundamentos• El calentamiento óhmico se produce cuando una corriente eléctrica pasa através de un alimento, provocando la elevación de la temperatura en suinterior como resultado de la resistencia que ofrece al paso de la corrienteeléctrica.• 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 campoeléctrico y a la conductividad eléctrica del alimento. Valores óptimos deconductividad entre 0.01 y 10 siemens/m.• Otros factores: densidad, calor específico del alimento,tamaño, forma,…• El calentamiento tiene lugar en el interior delalimento. No existen superficies calientes de contacto.
  • 36. Calentamiento óhmicoAPLICACIONES 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 mejorade propiedades funcionales de alimentos como el surimi de pescados.
  • 37. Calentamiento óhmico VENTAJAS• Tratamiento rápido. Mayor capacidad de penetración que las microondas.• Evita sobrecalentamientos 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 se limitan empleando frecuencias mayores• Costes tecnológicos iniciales elevados: necesidad de optimización de las instalaciones industriales.
  • 38. Calentamiento óhmicoEquipos 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). Estesistema, el “Big-J” puede procesar hasta 4.800 piezas/h.Coste estimado: $40.000 - $1.500.000 dependiendo de la capacidad y tipo deinstalación.En 1999, Yanagiya desarrolló el “Mini-J” con electrodos de titanio y dos modelo(100-200 V).
  • 39. Altas presionesFUNDAMENTOSe entiende como altas presiones las comprendidas entre 100-1000 Mpa.- Proceso isoestático.- Principio de Le Chatelier.
  • 40. Altas presionesAplicaciones de la tecnología en función de la presión y la temperatura.
  • 41. Altas presionesAPLICACIONES 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 enalgunos alimentos, para minimizar el riego frente a L. monocytogenes enproductos “ready to eat”.- Impacto sensorial y nutricional mínimo (“sabor fresco”, “natural”).
  • 42. Altas presionesEquipos industriales
  • 43. Altas presionesProductos comerciales
  • 44. Conclusiones "Las tecnologías emergentes y novel son necesarias y un requisito parapoder conseguir productos más frescos y más naturales".Los nuevos productos en el mercado se basarán cada vez más en procesosnovedosos. Aumentará la demanda de productos cómodos y fáciles, delarga vida útil y apariencia fresca. Las nuevas tecnologías de conservación,más suaves, permitirán a la industria responder a esta demanda y aestimular las exportaciones.“Necesidad de incremento de la inversión en I+D para apoyar la innovacióny promover un cambio hacia productos de más valor añadido".
  • 45. ReferenciasDíaz Mollins P. Tesis Doctoral 2009. “Calidad y deterioro de platos “sous vide” preparados a base decarne 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. andLarraín, R. (2005).Disinfection of fishmeal with radiofrequency heating for improved quality and energyefficiency. 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 Clostridiumbotulinum 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 vide-processed 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 respectto 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.
  • 46. !!! MUCHAS GRACIAS POR VUESTRA ATENCIÓN ¡¡¡ Victoria Capilla (vcapilla@ainia.es)