F. Artés, P. Gómez, F. Artés-Hernández y E. Aguayo
Grupo Postrecolección y Refrigeración. Universidad Politécnica de Cartagena. [email protected] 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.
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