F. Artés, P. Gómez, F. Artés-Hernández y E. Aguayo

Grupo Postrecolección y Refrigeración. Universidad Politécnica de Cartagena. fr.artes@upct.es www.upct.postref.es

IV SYMPOSIO INTERNACIONAL DE TECNOLOGÍA ALIMENTARIA

Diseño higiénico de equipos e instalaciones

Innovaciones en la higienización de industrias de procesado mínimo hortofrutícola

INDICE

• Los productos Mínimamente Procesados en Fresco (MPF)

• Diseño industrial de plantas de procesado mínimo

• Técnicas de desinfección industrial

• Innovaciones en las técnicas alternativas al NaClO

• Conclusiones

• Productos MPF: vivos, elaborados bajo refrigeración, con aditivos seguros y con tratamientos suaves

- deshojado - desvainado - desemillado - pelado - partido- cortado - rallado - lavado - desinfección - envasado, etc

• Atributos sensoriales y valor nutritivo como el original y permanecen EAM y refrigerados, hasta consumir.

• Tecnología esmerada, eco-innovadora, compatible con la PI, que facilita el consumo íntegro, con calidad y seguridad garantizada, para resultar prácticos o “convenientes”.

• Denominados comercialmente de la “Cuarta Gama”

■ FRESCOS ■ FÁCILES DE CONSUMIR

■ BUEN SABOR Y AROMA ■ SALUDABLES ■ NUTRITIVOS

Hortalizas + rallados

‘06 ‘07 ‘08

7.824

9.16710.122

Ensaladas

‘06 ‘07 ‘08

18.432

24.785

28.810

TOTAL

‘06 ‘07 ‘08

26.256

33.95238.932

Nielsen, 2009

Evolución del Mercado español de MPF (Tn)

Zona “sucia”Z

ona “limpia”

Artés, 2007

Cosecha TransporteRecepción,y control de

calidad

Lavado del producto

entero (opc)

Encajado y control de peso, de metales

y de calidad

Almacenamiento refrigerado. Palletizado

Transporte y distribución

comercial

Remoción de partes no

comestibles

Selección y clasificación

Preenfriado y almacenamiento

refrigerado

Corte, deshojado

Lavado y desinfección

Enjuague y secado

Envasado AM

Dosificado y pesado

Mezcla (opcional)

Etapas en el procesado mínimo industrial

RecepciónEscandallo

Prerrefrigeración

Almacenamiento refrigerado

“Zona Sucia” “Zona Limpia”

Lavado Desinfección

Enjuague

Acondicionado

Secado

Pesado

Envasado

Control peso y metales

Control Calidad

Picking y Almacenado

Expedición

Pelado, Cortado

Rallado, Picado

Control calidad

DISEÑO INDUSTRIAL: DISTRIBUCIÓN EN PLANTA

LÍNEA PARA PROCESAR 10 a 50 Tn/día.

Artés, 2007

• Suelos– pendiente 1%– resistente al agua– antideslizante– sin rugosidad – resistente a

• agentes químicos• abrasivos• impactos

– buena reflectancia de luz.

• Desagües– pendiente 1%– sumideros accesibles para limpieza– también por bombeo.

• Sin ventanas al exterior• Provistas de

– tope de retención - tuberías de limpieza• Lisas y no absorbentes• Fáciles de limpiar y resistentes a

– agua– agentes químicos

• Juntas con suelo y techo curvadas,sin esquinas

Paredes

• Lisos y no absorbentes, con unos 7 m de altura• Fáciles de limpiar y resistentes al agua y agentes químicos• Juntas con paredes curvadas sin esquinas• Con suficiente espacio en la cubierta para

– reducir entradas de calor– accesibilidad a conducciones (agua, tuberías, cableado)– instalación de sistemas control de plagas e insectos

• Aislar materiales colgantes para evitar condensaciones• Minimizar tuberías colgantes

Techos

LÍNEA PARA PROCESAR 40 Tn/día.

DISEÑO INDUSTRIAL: DISTRIBUCIÓN EN PLANTA

Artés et al., 2007

Artés, 2000

Recepción, limpieza y acondicionamiento

Artés et al., 2007

Artés et al., 2007

Lavado, desinfección, enjuague LÍNEA DE 80 Tn / día

Artés y Artés-Hernández, 2005

Técnicas de desinfección y conservación

Basado en Leistner y Gould, 2002.

Hortalizas MPF de óptima calidad

Materias primas hortícolas de óptima calidad

SeguridadAlimentaria

UV-C

EAM +Refrigeración

Ozono CrecimientomicrobianoCloro

Refrigeración

NaClO

- pH ≈ 7

- Reacciona con la m.o.

- Puede alterar el color

- Corrosivo

- Cloraminas

- Trihalometanos (THM)

DESINFECCIÓN

No siempre efectivo

Bélgica, Holanda, Alemania, Suiza

• Aprobado por la FDA. Muy oxidante. Se descompone en

Acido peroxiacético

• Rangos de temp. de 0 a 40ºC, pH de 3 a 7,5, aguas duras y m. o. Efectivo para la industria de MPF

• Dosis de limpieza: Alimentos 50 ppm.

ácido acético O2CO2H2O

• No necesita enjuagar para quitar residuos

ALTERNATIVAS AL NaClO

• Destruye la membrana celular y ataca lípidos, proteínas, hidratos de carbono, ADN y ARN

• 68 ppm en melón Galia redujo en 1 unidad log psicrotrofos y mesófilos, comparado con 150 ppm NaClO (10 días a 5ºC) (Silveira et al. 2008)

12345678

0 7 10Días a 5ºC

Psic

rófil

os

NaOClAPA

• Efectivo para controlar E. coli L. monocytogenes y Enterobactersakazakii Rodgers et al., 2004; Kim et al., 2006

Dióxido de cloro

• No produce THM. Actúa en mayor rango de pH. Al descomponerse forma clorito

• Menos corrosivo y superior eficacia que el NaClO

• Aprobado por la FDA. Se utiliza como gas disuelto en agua

• Ataca bacterias, hongos y virus. Reduce las biopelículas y tiene efecto residual• Reacciona con aminoácidos y el ARN: no se forman proteínas

• Efectivo para controlar E. coli y L. monocytogenes (5 ppm)Rodgers et al., 2004

• También para controlar enterobacterias y mesófilos y mejorar la calidad sensorial y pardeamiento en haba MPF (Artés et al., 2005)

• Aún no aprobado por la FDA para producto fresco, aunque sípara otros usos. Métodos para su determinación en discusión.

Peróxido de hidrógeno

• Mayor capacidad de oxidación que el ClO2 y el NaClO

O2H2O• Se descompone en y

aerobiosanaerobios

• Efectivo para inactivar E. coli (5% v/v) (Taormina and Beuchat, 1999)

• Más investigación para optimizar su uso industrial.

Ácidos ascórbico y cítrico

• Sustancias GRAS• Antioxidantes• Evitan pardeamiento enzimático y no enzimático, pérdida de textura y crecimiento microbiano

• Más efectivos contra bacterias que contra hongos y levaduras (pH 2,1 – 2,7)

• Inmersión de 30 s en 0,5 mM ác. cítrico: similar o mejor apariencia que con NaClO (Aguayo et al., 2003)

• Ác. cítrico (10 g L-1) alargó la vida de col china de 10 a 14 días a 5ºC (control NaClO) y hasta 35 días a 0ºC, inhibiendo micro-organismos y redujo pardeamiento (Kim and Klieber, 1997)

• Electrolisis diafragmática de una solución de NaCl 0,1% que pasa por un reactor al que se le aplica alto voltaje

Agua electrolizada

• Gran efecto bactericida por su elevado potencial redox

Cátodo

Anodo

H2O alcalina reductora

H2O ácida oxidante

Régimen pH Potencial redox (mV)

Ácida 2 - 3,5 1000 - 1200

Alcalina 11 - 13 800 - 900

Supervivencia de L. monocitogenes en lechuga (izqda) y E. coli0157:H7 en espinaca (dcha) bañadas en agua electrolizada (AE) a 22 ± 2ºC: ● AE ácida ○ AE alcalina ▲ AE alcalina seguida de AE ácida ∆ Agua desionizada seguida de AE ácida ■ Agua desionizada

Eficacia relativa : AE ácida > Agua desionizada + AE ácida ≈AE alcalina + AE ácida > AE alcalina > Agua desionizada

Park et al, 2008

• Eugenol y Timol

Compuestos naturales

• Antioxidante y antimicrobiano impregnados en envases para uva

• Evaluar sensorialmente el producto

• Suero de leche en lechuga y zanahoria.

Ozono• GRAS. Espectro más amplio que el cloro, incluyendo esporas

OXIDANTE POTENCIAL DE OXIDACION (V)

Ozono (O3) 2,07

Peróxido de hidrógeno (H2O2) 1,78

Acido hipocloroso (HOCl) 1,49

Dióxido de cloro (ClO2) 1,49

Hipoclorito de sodio (ClONa) 1,40

• Su solubilidad aumenta al disminuir la temperatura

• Rápida descomposición en la fase liquida del alimento

INCONVENIENTES: Acción superficial, puede oxidar el producto y alterar el color, muy corrosivo y perjudicial para el hombre (> 4 ppm).

• 8 ppm O3 triplicó resveratrol en uva Napoleón (Artés-Hdez et al., 2007)

84 ppm 3’ - 7’Patata enbastones

Ozono en agua+ Tsunami (APA)

12 - 205% - 2’CantaloupePeróxido de hidrógeno

12 - 2080 mg L-1 - 2’ZanahoriaTsunamiÁcido peroxiacético

12 - 205’LechugaOxineDióxido de cloro

12 - 20500 mg L-1 - 15’Col chinaSanovaClorito de sodio

2210 mg L-1

30’’ - 2’EndibiaPurac +

ProsamÁcido láctico + Ácido cítrico

TEMPERATURAºCDOSISPRODUCTO

MPFMARCAHIGIENIZANTE

EJEMPLOS DE APLICACIONES INDUSTRIALES

Radiación UV-C

Antes Después

Fotón UV-C

Muerte celulardímeros de pirimidinas

ct

Daña el ADN microbiano al formar dímeros entre las bases pirimidínicas e impide la replicación(Bintsis et al., 2000)

• Estimula mecanismos de defensa de la planta (acumulaterpenos y fitoalexinas)

• Frena el crecimiento del patógeno sin dañar al producto

Allende and Artés, 2003

Listeria in vivo

1

2

3

4

5

0 2 4 6 8 10 12 14Días a 5ºC

Log

ufc

g-1

0 kJ m-22,4 kJ m-27,2 kJ m-212 kJ m-224 kJ m-2

Espinaca

Escalona et al. 2007

Salas Blancas (SB)

• Recintos que presentan en el aire una concentración definida de partículas, de un determinado tamaño, tan bajo como se desee.

• Cumplen estricto control de (Vallin, 1998): Número y dimensiones de partículas en el aireTemperatura seca y húmeda y su distribuciónVelocidad, dirección y distribución de aire en la salaPresión interior del aire y su distribución

•Clase 100: máx. 100 partículas ≥ 0,5 µm / m3.

Hipótesis (Day, 1996):

• Genera compuestos activos: ROS, O2

-, H2O2 y OH-.

• Degrada compuestos vitales de la célula y reduce su viabilidad.

• Inhibe el crecimiento microbiano asociado con alto CO2

Envasado en O2 superatmosférico

• Reduce la tasa respiratoria y el pardeamiento (Gómez y Artés, 2008).

Robles et al., 2008Mesófilos

0123456789

0 1 2 3 4 5 6 7

Días a 5ºC

log 1

0 cfu

g-1

Aire 5kPaO2+15kPaCO21kPaO2+20kPaCO2 85kPaO2+15kPaCO2100kPaO2 82kPaHe+13kPaCO2+2kPaO298kPaHe+2kPaO2 82kPaAr+13kPaCO2+2kPaO298kPaAr+2kPaO2

Red chard (Beta vulgaris spp) MPF

Gases no convencionales

• Argón, Xenón, Helio, Óxido nitroso• Ar y He modifican la difusión del O2, CO2 y C2H4• Monoatómicos, por lo que los vegetales toleran menores concentraciones de O2

Selección del cultivar por su aptitud para el procesado

Compuestos GRAS, AE, O3 y UV-C buenas perspectivas a escala industrial (cumplir autorización administrativa)

Optimizar para cada producto

Conclusiones

Prevenir la contaminación en campo

Combinar tratamientos Sinergismo

Instalaciones adecuadas y bien mantenidas

Tipo de flora, propiedades del producto …

Personal cualificado

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICASAguayo, E., Escalona, V. y Artés, F. 2005. Revisión: El ozono y su utilización en la industria agroalimentaria. Alimentaria,

366: 34-47. Aguayo, E., Escalona, V., Gómez, P., Artés-Hernández, F., y Artés, F. 2007. Técnicas emergentes y sostenibles para la

desinfección de frutas y hortalizas mínimamente procesadas. Phytoma España. 189: 138-142. Artés, F. 2000. Productos vegetales procesados en fresco. En: Aplicación del frío a los alimentos. Ed: M. Lamúa. Edit: A.

Madrid Ediciones. Cap.5. 127-141.Artés, F. 2006. Retos y avances en el procesado mínimo de hortalizas. IV Cong. Español Ingeniería Alimentos. Córdoba.Artés, F. y Allende, A. 2005. Minimal fresh processing of vegetables, fruits and juices. In: Emerging Technologies in Food

Processing. Editor: D.W. Sun. Editorial: Elsevier (Academic Press). Chap. 26. 675-715.Artés, F., Gómez, P., Artés-Hernández, F., Aguayo, E. y Escalona, V.H. Sustainable sanitation techniques for keeping

quality and safety of fresh-cut plant commodities. Postharvest Biol Technol. 51: 287–296. 2009.Artés-Hernández, F., Artés, F. y Tomñas-Barberán, F.A. Quality and enhancement of bioactive phenolics in cv. Napoleon

table grapes exposed to different postharvest gaseous treatments. J Agric Food Chem. 51, 5290-5295. 2003.Artés-Hernández, F. y Artés, F. 2005. Concepción y ejecución de instalaciones industriales para el procesado mínimo en

fresco de productos vegetales. En: Nuevas tecnologías de conservación de productos vegetales frescos cortados. Edits. G. González-Aguilar, A.A. Gardea y F. Cuamea. Edit. CIAD-CYTED-CONACYT. Cap. 25. 456-472.

Leistner, L. y Gould, G.W. 2002. Hurdle technologies: combination treatments for food stability, safety and quality. KluwerAcademic/Plenum Publishers, New York.

Real Decreto 3484/2000. 2001. Normas de higiene para la elaboración, distribución y comercio de comidas preparadas. Boletín Oficial del Estado. 1435-1441.

Silveira, A.C., Aguayo, E., Artés-Hernández, F. y Artés, F. 2006. Radiación UV-C y envasado en sala blanca, alternativas a la desinfección con cloro de melón “Galia” mínimamente procesado en fresco. En: Innovaciones fisiológicas y tecnológicas de la maduración y postrecolección de frutas y hortalizas. Edits. D. Valero y M. Serrano. Edit. CEE Limencop 181-185.

Tomás-Callejas, A., Bariain, N., López, J.J., Robles, P.A., Artés, F. y Artés-Hernández, F. 2008. Radiación UV-C en brotesde hortalizas foliáceas: una alternativa a la desinfección con cloro en el procesado mínimo en fresco. Alimentación, Equipos y Tecnología. 231: 46-49

AGRADECIMIENTOS• Agradecemos a las siguientes Empresas los encargos para realizar Contratos de Investigación sobre productos mínimamente procesados en fresco.