SEMINARIO 03 - CONSERVACION DE ALIMENTOS MEDIANTE EL EMPLEO DE TEMPERATURAS ELEVADAS - MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS.pdf

PRESENTADO POR:
Sonco Salas, Helen Dariela 2015 - 118045
Salas Chahua, Railly Mijhkail 2017 - 118004
“CONSERVACIÓN DE ALIMENTOS
MEDIANTE EL EMPLEO DE
TEMPERATURAS ELEVADAS:
GENERALIDADES, PASTEURIZACIÓN,
EBULLICIÓN Y APPERTIZACIÓN”
UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN
FACULTAD DE CIENCIA – E. P. DE BIOLOGíA Y MICROBIOLOGÍA

• Existen varios procedimientos corrientes para la conservación de los
alimentos y estos específicamente no se basan;
➢ En la destrucción o eliminación de microorganismos, sino en:
✓ El retardo de la iniciación de su multiplicación.
✓ En la interrupción de la multiplicación una vez iniciada.
INTRODUCCIÓN

• Se hipotetiza que la destrucción de los microorganismos por el calor,
➢ Es la consecuencia de la desnaturalización de sus proteínas y,
✓ Sobre todo de la inactivación de las enzimas que necesitan para desarrollar
sus actividades metabólicas.
INTRODUCCIÓN

• La intensidad del tratamiento térmico necesaria para destruir los
microorganismos o sus esporas,
➢ Depende de la especie de microorganismo
➢ Su estado fisiológico
➢ De las condiciones del medio en el momento de efectuar el tratamiento
✓ Según el tratamiento térmico que se emplee, es posible que se destruyan
sólo algunas células vegetativas, la mayoría de las células o todas las
células, parte de las esporas bacterianas o la totalidad de las mismas.
INTRODUCCIÓN

• El tratamiento térmico elegido dependerá;
➢ De las especies de microorganismos que sea preciso destruir
➢ De otros procedimientos de conservación
➢ Del efecto que produzca el calor en el alimento
INTRODUCCIÓN

• Los alimentos destinados al consumo humano se pueden incluir en ocho
grupos principales, las ocho clases principales de alimentos son las siguientes;
➢ Los alimentos de origen vegetal
✓ Cereales y sus productos
✓ Azúcares y productos azucarados
✓ Hortalizas y productos derivados
✓ Frutas y productos derivados
GENERALIDADES
Fuente: Frazier, W. C., Westhoff, D. C. (1993).

• Los alimentos destinados al consumo humano se pueden incluir en ocho
grupos principales, las ocho clases principales de alimentos son las siguientes;
➢ Los alimentos de origen animal
✓ Carnes y productos cámicos
✓ Aves y huevos
✓ Pescado y demás alimentos marinos
✓ Leche y productos lácteos
GENERALIDADES

• Para CONSERVAR A LOS ALIMENTOS se utilizan principalmente los siguientes
procedimientos:
➢ Asepsia, o mantenimiento de los alimentos sin microorganismos
➢ Eliminación de los microorganismos.
➢ Mantenimiento de anaerobiosis, por ejemplo en un recipiente cerrado al vació.
➢ Empleo de temperaturas elevadas
➢ Empleo de temperaturas bajas
➢ Desecación
➢ Empleo de conservadores químicos
➢ Irradiación
➢ Destrucción mecánica de los microorganismos
➢ Empleo simultáneo de dos o más de los procedimientos anteriores
GENERALIDADES

• Para la conservación de los alimentos, se presentan dos tipos;
METODOS DE CONSERVACIÓN
Fuente: Salvatierra M. Ivana. (2019).

• Son aquellos en los que intervienen sobre el estado físico del alimento o
producto.
• Estos métodos se llevan a cabo aplicando en ;
➢ Frio
➢ Deshidratación
➢ Irradiación
➢ Altas presiones
➢ Calor
MÉTODOS FÍSICOS

• La aplicación de frio o bajas temperaturas sobre el alimento permite prolongar su
vida útil debido a que:
➢ Reduce la proliferación o desarrollo de los microorganismos, aunque no
los elimina.
➢ Disminuye la velocidad de las reacciones enzimáticas.
• Este tipo de método por frio, mantienen las cualidades nutritivas y
organolépticas de los alimentos sin alterarlos.
• Según su intensidad, podemos llevarla a cabo mediante, refrigeración,
congelación y ultracongelación.
MET. DE CONSERVACIÓN MEDIANTE FRIO

• Consiste en la extracción total o parcial del contenido en agua de un alimento,
debido a que:
➢ Evita el desarrollo de los microorganismos.
➢ Se inhibe la actividad de las enzimas.
• La perdida de agua del alimento provoca cambios en sus cualidades
organolépticas.
• Entre los diversos sistemas de deshidratación tenemos, el desecado, la
concentración y liofilización.
MET. DE CONSERVACIÓN MEDIANTE DESHIDRATACIÓN

• Consiste en exponer el producto a la acción de radiaciones ionizantes durante
un periodo,
➢ El tiempo de exposición es proporcional a la cantidad de energía que se
desea que el alimento absorba:
✓ En dosis bajas: Se retarda la maduración de alimento y se consigue la
eliminación de parásitos.
✓ En dosis medias: Se eliminan los microorganismos patógenos y se reduce
el tiempo de elaboración del alimento.
✓ En dosis altas: Se usa para esterilizar alimentos, inactivar enzimas y
desinfectar.
MET. DE CONSERVACIÓN MEDIANTE IRRADIACIÓN

• Consiste en someter el producto a una elevada presión que afecta a las
membranas celulares y a la estructura de algunas proteínas,
➢ Consiguiendo inactivar los microorganismos sin alterar la calidad
organoléptica ni los nutrientes de los alimentos.
• También conocido como pascalización o presurización, se emplea en el ámbito
industrial para prolongar la vida comercial de los productos después de su
elaboración.
MET. DE CONSERVACIÓN MEDIANTE ALTA PRESIÓN

• Consiste en la aplicación de calor al alimento, lo que permite:
➢ Eliminar totalmente los microorganimos o reducir su presencia.
➢ Destruir en parte las enzimas responsables de su alteración.
• Para que la acción del calor sea efectiva, se debe producir, en el interior del
alimento a unas ciertas temperaturas y durante un tiempo determinado.
• Existen diversos métodos, según la función de producto final que queramos
obtener, ya que su aspecto, color, textura e incluso valor nutritivo, se pueden
llegar a modificar sustancialmente.
MET. DE CONSERVACIÓN MEDIANTE CALOR

• Algunos de estos métodos son:
➢ Escaldado
➢ Pasteurización
➢ Esterilización
➢ Ultrapasteurización
➢ Cocción
MET. DE CONSERVACIÓN MEDIANTE CALOR

2. FACTORES QUE INFLUYEN LA
TERMORRESISTENCIA

• Factores que influyen el tiempo de muerte térmica del M’os,
➢ Principales y conocidos:
1. RELACIÓN TIEMPO – TEMPERATURA
✓ En la Tabla 01, al someter a tratamiento térmico un jugo de maíz de pH 6,0
que contenía 115.000 esporas de bacterias del agriado plano por mililitro.
FACTORES QUE INFLUYEN LA TERMORRESISTENCIA

Tabla 01.
Influencia de la temperatura de calentamiento sobre el tiempo necesario para destruir las esporas
de las bacterias del agriado plano.
Temperatura, °C
Tiempo de muerte térmica o
tiempo para destruir todas las
esporas, min.
100 1200
105 600
110 190
115 70
120 19
125 7
130 3
135 1
Fuente: Bigelow y Esty (1920).

2. CONCENTRACIÓN INICIAL DE ESPORAS (O DE CÉLULAS VEGETATIVAS):
➢ Cuanto mayor es el número de esporas o células existentes, tanto más
intenso es el tratamiento necesario para su total destrucción.
✓ En la tabla 02, se somete a tratamiento térmico de 120 °C a un jugo de
maíz de pH 6,O que contenía esporas de un microorganismo termófilo
procedente de una conserva enlatada que se había alterado.

Tabla 02.
Influencia del número inicial de esporas sobre el tiempo necesario para destruirlas.
Concentración inicial de esporas,
número/ml.
Tiempo de muerte térmica o
tiempo necesario para destruir
todas las esporas, min. A 120 °C.
50000 14
5000 10
500 9
50 8

3. ANTECEDENTES DE LAS CÉLULAS VEGETATIVAS O DE LAS ESPORAS
➢ Medio de cultivo
➢ Temperaturas de incubación
➢ Fase de crecimiento o edad
➢ Desecación

A. MEDIO DE CULTIVO
➢ Nutrientes
➢ Tipo
➢ Concentración
Más rico el medio más termorresistente
son las células vegetativas y esporas.
Ejemplos:
✓ Infusión de hortalizas y Extracto de hígado.(↑)
✓ Aumento y Disminución de Glucosa

B. TEMPERATURAS DE INCUBACIÓN
➢ La temperatura a la que crecen las células como con la que se originan las
esporas, influyen en sus respectivas termorresistencias.
➢ Ejemplos:
✓ Escherichia coli (38.5 °C / 28 °C)

Tabla 03.
Influencia de la temperatura de esporulación de Bacillus subtilis sobre la termorresistencia de las
esporas.
Temperatura de incubación, °C.
Tiempo para destruirlas a 100 °C,
min.
21 – 23 11
37 (óptima) 16
41 18

C. FASE DE CRECIMIENTO O EDAD
➢ La termorresistencia depende:
✓ Células vegetativas la fase de crecimiento
• Fase logarítmica es menos termorresistente
✓ Las esporas la edad.
• jóvenes (menos), maduras (más)

D. DESECACIÓN
➢ Las esporas desecadas tienen mayor dificultad de destrucción que las que
contienen humedad, pero no en todas.

4. COMPOSICIÓN DEL SUSTRATO EN EL CUAL SE ENCUENTRAN LAS
CÉLULAS VEGETATIVAS O LAS ESPORAS:
➢ Humedad
➢ Concentración de iones de hidrógeno (pH)
➢ Otros componentes del sustrato

4. COMPOSICIÓN DEL SUSTRATO EN EL CUAL SE ENCUENTRAN LAS
CÉLULAS VEGETATIVAS O LAS ESPORAS:
➢ HUMEDAD:
✓ Calor húmedo es un agente microbicida mucho más eficaz que el calor
seco.
✓ En laboratorio bacteriológico: Esterilizar materiales
▪ Autoclave 121 °C por 15-30min Calor húmedo
▪ Horno de Pasteur 160-180 °C por 3 - 4horas Calor seco

➢ CONCENTRACIÓN DE IONES DE HIDRÓGENO (pH):
✓ Mientras más neutro el sustrato es más termorresistente.
▪ Tabla 04; Esporas de Bacillus subtilis sometidas a calentamiento de
100 °C en soluciones de fosfato 1:15 m, ajustadas a diversos valores de
pH.

Tabla 04.
Influencia del pH sobre la termorresistencia de las esporas de Bacillus subtilis.
pH Tiempo de supervivencia, min.
4,4 2
5,6 7
6,8 11
7,6 11
8,4 9

➢ CONCENTRACIÓN DE IONES DE HIDRÓGENO (pH):
✓ Un aumento en la acidez o basicidad, acelera su destrucción por el
calor, una desviación a la acidez es más eficaz que un aumento de la
basicidad.
✓ Según Cameron (1940):
▪ La Clasificación de los alimentos enlatados se da en dos y en cuatro
subdivisiones:

Tabla 05.
Clasificación de los alimentos según Cameron (1940)
ALIMENTOS pH EJEMPLOS
Alimentos Ácidos < 4,5
Frutas corrientes y
algunas hortalizas
Alimentos de Acidez
baja
> 4,5
Carne, alimento
marinos, leche y
mayoría de hortalizas

Tabla 06.
Propuesta de subdivisión de los alimentos según Cameron (1940)
ALIMENTOS pH EJEMPLOS
Acidez Baja > 5,3
Guisantes, maíz, judías, carnes,
pescado, aves de corral y leche
Acidez Media 5,3 -4,5
Espinaca, espárragos, remolachas y
calabaza
Ácidos 4,5 -3,7 Tomates, peras y piña
Muy Ácidos < 3,7 Bayas y Chucrut

➢ OTROS COMPONENTES DEL SUSTRATO
✓ Sal (Cloruro de Sodio)
▪ Baja concentración tiene acción protectora en algunas esporas.
✓ Azúcar
▪ Elevada protección para algunas M’os y esporas osmófilos.
▪ Baja protección en células vegetativas no osmófilos.
▪ Protege a Escherichia coli como a Pseudomonas fluorescens, frente
al calor.
▪ Sin protección Staphylococcus aureus, incluso resulta perjudicial.

➢ OTROS COMPONENTES DEL SUSTRATO
✓ Sustancias Coloidales
▪ Proteínas y grasas, protegen frente a calor.
▪ Tabla 07., acción protectora en puntos de destrucción térmica.
✓ Sustancias antisépticas o germicidas
▪ Cooperan en la destrucción del M’os.
▪ Peróxido de Hidrógeno, reducir carga bacteriana.

Tabla 07.
Influencia de las sustancias protectoras sobre la termorresistencia de las bacterias.
Temperatura, °C
Sustancia S. lactis E. coli L. bulgaricus
Nata 69 – 71 73 95
Leche entera 63 – 65 69 91
Leche
desnatada
59 – 63 65 89
Suero de leche 57 – 61 63 83
Caldo 55 – 57 61 -
Fuente: Brown y Peiser (1916).

3. TERMORRESISTENCIA DE LOS
MICROORGANISMOS Y DE SUS ESPORAS

• Tiempo de Muerte Térmica:
➢ El tiempo necesario para destruir, a una determinada temperatura, un
determinado número de microorganismos (o de esporas) bajo condiciones
específicas.
• Punto de Muerte Térmica:
➢ Es la temperatura necesaria para destruir la totalidad de los microorganismos
en un tiempo de 10 minutos.
TERMORRESISTENCIA DE LOS MICROORGANISMOS
Y DE SUS ESPORAS

A. Termorresistencia de las levaduras y de sus esporas
B. Termorresistencia de los Mohs y de las esporas de mohos
C. Termorresistencia de las bacterias y de las esporas bacterianas
D. Termorresistencia de las enzimas
➢ La termorresistencia de estos dependerá a sus medios de cultivo y sus
condiciones de calentamiento.
Y DE SUS ESPORAS

A. Termorresistencia de las levaduras y de sus esporas:
➢ Depende de:
✓ Calor húmedo
✓ Especie o incluso cepa
✓ Sustrato
Y DE SUS ESPORAS

A. Termorresistencia de las levaduras y de sus esporas:
➢ Destrucción de células vegetativas
✓ Entre 50 – 58 °C durante 10-15min
✓ Pasteurización: 62,8 °C por 30 min. o 71,7 °C por 15s (Leche)
✓ Ejemplo:
▪ Ascosporas: mayoría a 60 °C durante 10 a 15min.
Y DE SUS ESPORAS

B. Termorresistencia de los mohos y de las esporas de mohos:
➢ Destrucción de células vegetativas
✓ Calor húmedo a 60 °C durante 5 – 10min, algunas excepciones.
✓ Muy resistentes a Calor seco: 120 °C durante 30min, algunas excepciones
✓ Esporas asexuales más resistentes que el micelio normal.
(5-10°C por encima).
Y DE SUS ESPORAS

➢ Destrucción de células vegetativas, ejemplos:
✓ Género Aspergillus y algunos Género Penicillium y Mucor, son más
termorresistentes.
✓ Byssochlamys ficlva (Paecillomyces), muy termorresistente y crece en la
superficie de las frutas.
Y DE SUS ESPORAS

➢ Destrucción de células vegetativas, ejemplos:
✓ Pasteurización (leche) suelen destruir la totalidad de los mohos y sus esporas.
✓ Esclerocios, provocan alternación en conservas (frutas enlatadas), destrucción:
82,2 °C durante 1OOO min. o 85 °C durante 300 min.
Y DE SUS ESPORAS

C. Termorresistencia de las bacterias y de las esporas
bacterianas:
➢ Células vegetales de bacterias, presentan diferentes grados de
termorresistencia según la especie.
➢ Patógenas son destruidas con facilidad.
➢ Termófilas, requiere 80 a 90 °C durante varios minutos.
Y DE SUS ESPORAS

bacterianas:
➢ Cocos, más resistente que bacilos, algunas excepciones.
➢ Elevada temperatura óptima y máximo crecimiento, mayor termorresistencia.
➢ Formación de grupos y presencia de capsula, más difícil destruirlas.
➢ Presentar mayor cantidad de lípidos, más difícil destruirlas.
Y DE SUS ESPORAS

Tabla 08.
Tiempo de muerte térmica de algunas células bacterianas.
Bacterias Tiempo, min. Temperatura, °C.
Neisseria gonorrhoeae 2 – 3 50
Salmonella typhi 4,3 60
Staphylococcus aureus 18,8 60
Escherichia coli 20 – 30 57,3
Streptococcus thermophilus 15 70 – 75
Lactobacillus bulgaricus 30 71

bacterianas:
➢ Esporas bacterianas, extremadamente variable en cada especie.
➢ Temperatura óptima y máximo crecimiento elevado, mayor termorresistencia.
➢ Crecimiento de 2 esporas juntas presentan alta termorresistencia.
Clostridium perfringens cuando crece junto con C. sporogenes.
Y DE SUS ESPORAS

Tabla 09.
Tiempo de muerte térmica de algunas esporas bacterianas.
Esporas
Tiempo para destruirlas a
100 °C, min.
Bacillus anthracis 1,7
Bacillus subtilis 15 – 20
Clostridium botulinum 100 – 330
Clostridium calidotolerans 520
Bacterias del agriado plano Más de 1030

D. Termorresistencia de las enzimas:
➢ Destrucción:
✓ 79,4 °C, en alimentos o en la propia célula bacteriana.
➢ Tratamientos térmicos
✓ Inactivar enzimas para evitar alteración de los alimentos almacenados.
Y DE SUS ESPORAS

D. Termorresistencia de las enzimas:
➢ Excepciones
✓ Hidrolasas (proteinasas y lipasas), conservan su gran parte de actividad a
pesar de temperaturas elevadas.
✓ Fosfatasa bovina, “control” en pasteurización de la leche. (no apropiado).
Y DE SUS ESPORAS

4. DETERMINACIÓN DE LA
TERMORRESISTENCIA (TIEMPO DE MUERTE
TÉRMICA)

• Encontramos métodos para la preparación de suspensión de esporas y su
determinación de la termorresistencia.
➢ Método de los tubos de vidrio – Esty y Meyer
✓ Determinar tiempo de muerte térmica.
➢ Medición de métodos más complicados
✓ Usados en la industria de conservantes enlatados.
DETERMINACION DE LA TERMORRESISTENCIA
(TIEMPO DE MUERTE TÉRMICA)

A. Preparación de la suspensión de esporas (o de células
vegetativas):
✓ Microorganismo problema (diferentes bacterias)
✓ Sembrar en medio de cultivo
✓ Incubar a temperatura y tiempo determinado (esporas resistentes)
✓ Obtención por lavado de medios sólidos o centrifugación de medios
líquidos.
✓ Preparar suspensión del mismo.
✓ Disgregar o eliminar agregados, caso contrario resultado falso.

A. Preparación de la suspensión de esporas (o de células
vegetativas):
✓ Agitación de tubos con incorporación de perlas de vidrio o granos de arena
(filtración por algodón, gas o papel filtro).
✓ A veces, incubar nuevamente 24hrs. Esporule totalmente.
✓ Pasteurizar las suspensiones para destruir cel. Vegetativas.
✓ Mediante cultivo o método recuento, determinar número de esporas, por unidad
de volumen de suspensión.
✓ Esta solución madre, se diluye hasta obtener CC de esporas elegida.
✓ En ampollas de vidrio 1ml, cerrar herméticamente y refrigerar.

Tabla 10.
Bacterias utilizadas como microorganismos-prueba.
Bacterias utilizadas
Tratamiento o finalidad de la
prueba.
Clostridium sporogenes (P.A. 3679)
Pruebas de inoculación de
envases
Bacillus subtilis var niger* sin B.
globigii, ATCC 9372)
Pruebas con aire caliente y óxido
de etileno
Bacillus pumilus (ATCC 27142)
Esterilización con cobalto o con
rayos gamma
Bacillus stearothermophilus (ATCC
7953)
Esterilización con vapor
Bacillus subtilis (ATCC 6633) Esterilización con vapor
Bacterias utilizadas
Tratamiento o finalidad de la
prueba.

B. Calentamiento para determinar el tiempo de muerte térmica:
➢ Se realiza en:
✓ En un baño de aceite para temperaturas elevadas.
✓ En un baño maría para temperaturas <100 °C.
✓ Con dispositivo de agitación y termostato.
✓ Calentar a temperaturas iguales durante tiempos distintos.

B. Calentamiento para determinar el tiempo de muerte térmica:
➢ Precauciones:
✓ Enfriar hasta determinada temperatura (0 °C ) o precalentar (100 °C).
✓ Antes de Baño de aceite, secar y cerrar herméticamente la
ampolla.(espuma de aceite).
✓ Se introduce varias ampollas refrigeradas en el baño pero se descuenta el
tiempo debido al desenfriamiento.
✓ Determinación exacta, método de serie de tubos.
✓ Enfriamiento rápido e inmediato (agua de hielo).

C. Prueba de la viabilidad (Supervivencia):
➢ Medio de cultivo, apropiado con crecimiento en anaerobiosis, se pueden
incubar las ampollas para la comprueba crecimiento de supervivientes.
Si no, se resiembra en otro medio e incubación adecuada para su
crecimiento.
➢ Recuento, por método de las placas agar u otro método de cultivo, para
conocer numero de supervivientes.
➢ El medio debe ser rico en nutrientes, debido a las células vegetativas
exigentes.

C. Prueba de la viabilidad (Supervivencia):
➢ En lugar de ampollas:
✓ Los laboratorios de la American Can Company
▪ Usan latas planas especiales (posible hacer el vacío)
▪ Fácil cierre herméticamente
▪ Después se calientan y enfrían en unos esterilizadores de vapor de capacidad
reducida.
✓ Los laboratorios de la National Food Processors Association
▪ Usan autoclave provista de unas válvulas,
▪ Fácil extracción de muestras en condiciones de asepsia.
▪ Técnica útil para determinar las tasas de muerte térmica.

5. GRÁFICAS DEL TIEMPO DE
MUERTE TÉRMICA (TDT):

• Para la obtención de datos y graficas del TDT,
➢ Método de la existencia- ausencia de crecimiento.
✓ Tabla 11., datos obtenidos mediante una serie de seis tubos a una
temperatura de 110 °C, 115,6 °C y 121 °C, en lapsos de tiempo en minutos.
GRÁFICAS DEL TIEMPO DE MUERTE TÉRMICA
(TDT):

Tabla 11.
Datos de tiempo de muerte térmica.
TEMPERATURA TIEMPO DE CALENTAMIENTO CORREGIDO MIN.
NÚMERO DE MUESTRAS
Calentadas Positivas
110 °C
25 6 6
40 6 6
60 6 6
80 6 5
110 6 0
140 6 0
115,6 °C
10 6 6
14 6 6
18 6 6
22 6 2
28 6 0
36 6 0
121 °C
3 6 6
4 6 6
5,5 6 2
7,5 6 0
10 6 0
13 6 0
Fuente: National canners Association (1968).

➢ En este ejemplo,
✓ Se traza una línea recta (Línea A) de forma que queden por encima de la
misma todos los puntos correspondientes a la existencia de supervivientes
y por debajo de ella todos los puntos correspondientes a la destrucción de
microorganismos.
(TDT):

Figura 01.
Grafica de TDT construida con los datos de la tabla 11.

➢ Se puede proceder de otra manera:
✓ Se pueden unir con una línea todos los puntos correspondientes a la
existencia de supervivientes y se traza otra línea que una todos los puntos
de destrucción.
✓ En este caso se traza una línea recta que sea la media de las pendientes
de las dos líneas trazadas anteriormente.
(TDT):

• Otro procedimiento, para construcción de grafica TDT.
➢ Consiste,
✓ Obtener primero las graficas de tasa de muerte o supervivencia a varias
temperaturas.
✓ Gráfica 02., el número de supervivientes se traslada a una escala
logarítmica, mientras que los valores del tiempo se sitúan en una escala
aritmética.
(TDT):

• Otro procedimiento, para construcción de gráfica TDT.
➢ La notación D se emplea para designar el tiempo de calentamiento, es
decir, el tiempo de calentamiento a una temperatura determinada que
ocasiona una reducción del 90% en el recuento de esporas viables
➢ Se trata del tiempo que dura un ciclo logarítmico de la gráfica de
supervivencia, donde D es igual a 10 min en la gráfica
(TDT):

Figura 02.
Gráficas de supervivientes teóricos

(TDT):
Valor Z
➢ Representa los grados Fahrenheit necesarios para reducir diez
veces el TDT.
➢ También se puede expresar en grados Celsius, pero en este
caso se debe utili7ar la notación z "C.
➢ Es el intervalo de temperatura, expresado en grados
Fahrenheit, necesario para que la línea cruce un ciclo
logarítmico en el papel semilogarítmico.

(TDT):
Valor F
➢ Es el tiempo en minutos necesario para destruir el M’os en un
medio de composición específica, a la temperatura de 250 °F
(121,1 °C).

(TDT):
➢ El valor de z no corregido es 19.
➢ El valor de F es de 16,4 minutos.
➢ Estos valores varían en función de la termorresistencia y de la concentración
del M’os que se ensaya, y de la composición del medio en el cual se somete a
calentamiento.
➢ A partir de los valores de z y de F se puede calcular la duración del tratamiento
térmico.

figura 03.
Gráfica de TDT correspondiente a las esporas de las bacterias del agriado plano; 115.O00 esporas
por mililitro en un maíz de pH 6,1 (z=19).

• Esty y Meyer (1922), Indicaron que los valores
“Clásicos” o la duración del TDT correspondientes
a las esporas de Clostridium botulinum.
• El valor de 12D o también denominado
“Reducción de 12 ciclos logarítmicos”, se
puede calcular a partir de la correspondiente
grafica de TDT.
➢ A partir de la gráfica que obtuvieron los
investigadores, consiguieron un TDT de 2,78
minutos utilizando una temperatura de 250 °F.
CONCEPTOS DEL 12D
Figura 04:
Grafica de TDT construida con los
datos de la tabla 9.
Fuente: Frazier, W.C., & Westhoff, D.C. (1993).

• Townsend y otros (1938), Teniendo en cuenta la duración de la fase lag,
volvieron a calcular estos datos y para Clostridium botulinum de tipo A;
➢ Obtuvieron un valor de F de 2,45 minutos, utilizando como temperatura de
calentamiento la de 250 °F.
• Se ha tomado medida de seguridad, para las esporas de C. botulinum
existentes en los alimentos que son de baja acidez;
➢ Las industrias de conservas enlatadas ha recomendado un tratamiento
térmico de 12D,es decir;
✓ El suficiente calor o la suficiente letalidad del tratamiento térmico para
reducir el número de esporas por mililitro desde 𝟏𝟎𝟏𝟐 a 1.
CONCEPTOS DEL 12D

• Stumbo (1964), Explica el concepto de 12D de la siguiente forma:
➢ Suponiendo que D, tiene un valor de 0,21 minutos para C. botulinum a 250
°F y que cada una de las latas de alimento contiene una sola espora, un
tratamiento térmico a 250 °F durante 2.52 minutos reduciría el número de
esporas de C. botulinum a un sola espora en 1012 latas.
➢ Esto se puede expresar matemáticamente de la forma siguiente:
𝐹0 = 𝐷250(𝐿𝑜𝑔𝑎 − 𝐿𝑜𝑔𝑏)
𝐹0 = 0,21 (𝐿𝑜𝑔1 − 𝐿𝑜𝑔10−12)
𝐹0 = 0,21 𝑥 12
𝑭𝟎 = 𝟐, 𝟓𝟐
CONCEPTOS DEL 12D

• Es preciso conocer la velocidad con que penetra el calor en un alimento con el
fin de calcular el tratamiento térmico necesario para su conservación.
• La penetración del calor desde una fuente externa hasta el centro de la lata
puede tener lugar por;
➢ Conducción, el calor se transmite de molécula a molécula.
➢ Convección, el calor se transmite por desplazamiento de líquidos o de gases.
➢ Combinación de los anteriores, actuando uno después del otro, o
simultáneamente.
PENETRACIÓN DE CALOR

• Si en un líquido existen partículas sólidas del alimento en suspensión,
➢ Las partículas se calientan por conducción.
➢ El líquido se calienta por convección.
• Algunos alimentos cambian de consistencia durante su calentamiento,
➢ Y de aquí que la curva de calentamiento que se obtiene sea una curva
interrumpida, esto se cumple en;
✓ Jarabes azucarados, Granos enteros de maíz envasados con
salmuera, Sopas espesas y en zumos de tomate espesos.

• Los factores que determinan el tiempo necesario para que el centro del
alimento contenido en el recipiente alcance la temperatura de esterilización
son los siguientes:
➢ Material del que está hecho el recipiente
➢ Tamaño y forma del recipiente
➢ Temperatura inicial del alimento
➢ Temperatura de la caldera
➢ Consistencia del contenido de la lata y tamaño y forma de las piezas
➢ Rotación y agitación

• Material del que está hecho el recipiente:
➢ El recipiente de vidrio se calienta a una velocidad más lenta que una lata de
metal.
• Tamaño y forma del recipiente
➢ Cuanto mayor es el tamaño de la lata, más tiempo tardará en alcanzar una
determinada temperatura en el centro.
✓ Naturalmente la forma de la lata es la que determina la longitud del radio;
una lata de forma cilíndrica alargada se calentará más rápidamente que un
volumen igual del mismo alimento contenido en una lata de forma cilíndrica de
radio mayor.

• Temperatura inicial del alimento
➢ De hecho, la temperatura del alimento que contiene la lata cuando se
introduce en la caldera (esterilizador de vapor),
✓ Prácticamente no hace variar el tiempo necesario para que el centro de la
lata alcance la temperatura de la caldera.
✓ Ya que un alimento cuya temperatura inicial es baja se calienta con mayor
rapidez que el mismo alimento con una temperatura inicial más elevada.

• Temperatura de la caldera
➢ Las latas de alimentos de forma y tamaño iguales, introducidas en calderas a
temperaturas diferentes, alcanzan las respectivas temperaturas prácticamente
al mismo tiempo;
✓ No obstante, en la caldera que se encuentra a una temperatura más
elevada, el calentamiento sería más rápido, y, por lo tanto, el alimento
alcanzaría antes las temperaturas letales.

• Consistencia del contenido de la lata y tamaño y forma de las piezas
➢ Todos estos parámetros influyen de forma importante en la penetración del
calor. Tanto el tamaño como el comportamiento de las piezas de alimento y
cuánto les ocurre durante su cocción, justifica su división en tres categorías:
✓ Piezas que conservan su identidad
✓ Piezas que se cuecen aparte y se ablandan o se vuelven viscosas
✓ Piezas que forman capas

• Rotación y agitación
➢ Durante el tratamiento del recipiente que contiene el alimento, acelerarán la
penetración del calor si el alimento es totalmente líquido, aunque en algunos
alimentos también pueden ocasionar modificaciones físicas no deseables.
➢ Tienen relativamente poca influencia en la duración del tratamiento térmico de
aquellos alimentos que permiten la libre circulación de las corrientes de
convección y cuyas piezas son muy pequeñas, como ocurre en los guisantes.

• Rotación y agitación
➢ La agitación en cambio, resulta muy útil en aquellos alimentos que se
disponen formando capas, como ocurre en las espinacas, en los tomates, y
en los melocotones partidos en mitades.
➢ En las plantas conserveras con maquinaria más anticuadas, no resulta
práctico voltear las latas a una velocidad superior a las 10 a 12 rpm.
✓ Ya que existen máquinas más modernas que permiten el volteo cabeza con
cabeza a mayores velocidades.

8. CÁLCULOS DE LOS
TRATAMIENTOS TERMICOS

• Para calcular los tratamientos térmicos a los que es preciso someter un
determinado alimento enlatado, es necesario conocer los siguientes datos;
➢ La gráfica del TDT correspondiente al microorganismo de mayor grado de
termorresistencia
➢ Las gráficas correspondientes a la penetración del calor y al enfriamiento
• Para calcular los tratamientos térmicos se utiliza cualquiera de estos cuatro
métodos;
➢ El método general para calcular la duración del tratamiento, El método gráfico,
El método de la fórmula matemática y el método del nomograma.
CÁLCULOS DE LOS TRATAMIENTOS TERMICOS

• Método general para calcular la duración del tratamiento:
➢ Para calcular el tiempo en minutos (t) es necesario la destrucción de un
determinado número de microorganismos (o esporas) problema en un
determinado recipiente, mediante calentamiento a la temperatura (T),
conociendo los valores de z y de F.
➢ Se emplean las siguientes ecuaciones (t/F = tiempo necesario para destruir el
microorganismo a la temperatura T, cuando F = 1; F/t = tasa de mortalidad).

• Método general para calcular la duración del tratamiento:
log 𝑡 − log 𝐹
log 10 (= 1)
=
250 − 𝑇
𝑧
De donde se reduce:
𝐿𝑜𝑔
𝑡
𝐹
=
250−𝑇
𝑧
y
𝑡
𝐹
= 𝐴𝑛𝑡𝑖𝑙𝑜𝑔
250−𝑇
𝑧
O bien:
𝑡 = 𝐹 𝑎𝑛𝑡𝑖𝑙𝑜𝑔
250 − 𝑇
𝑧

• Método gráfico:
➢ Bigelow y otros (1920), describieron que se determina la gráfica del TDT
correspondiste al microorganismos capaz de alterar el alimento, que es más
probable que se encuentre en el alimento que va a ser enlatado.
➢ Los TDTs de esta gráfica se convierten en tasas de mortalidad para las
distintas temperaturas de calentamiento.
➢ La tasa de mortalidad para una temperatura determinada es el inverso del
TDT.
✓ Si se necesitan 400 minutos para destruir, a la temperatura de 210 °F, la
totalidad de las esporas de un alimento, la tasa de mortalidad es de 1/400 =
0,0025.

Figura 05:
Curvas de Letalidad equivalentes correspondientes a temperaturas.

• Método de la formula matemática:
➢ Este método aplica los datos obtenido a partir de las gráficas del TDT y de la
penetración de calor,
✓ En una ecuación, por medio de la cual se calcula matemáticamente el
tratamiento térmico.

• Método de la formula matemática:
➢ Es el más rápido para calcular el tiempo de los tratamientos térmicos.
➢ Supone la aplicación de los datos relativos de los TDTs y de la penetración
de calor en una representación grafica de esta relaciones numéricas.
✓ Teniendo la ventaja sobre los métodos descritos anteriormente, ya que se
tiene que tener en cuenta el “tiempo que tardan” los esterilizadores por
vapor a presión en alcanzar las condiciones de trabajo.

9. TRATAMIENTOS TÉRMICOS EMPLEADOS
EN LA CONSERVACIÓN DE ALIMENTOS

• Se debe considerar la temperatura que se debe utilizar, como el tiempo que
debe durar el tratamiento térmico de un determinado alimento.
➢ Dependerá del efecto que el calor ejerza sobre el mismo y de si para
conservarlo
• Algunos alimentos como la leche y los guisantes, solo es posible someterlos a
un calentamiento limitado sin que experimenten modificaciones no deseables
en su aspecto o pierdan sabor.
• El maíz y la calabaza, son capaces de soportar un tratamiento térmico más
intenso sin que se produzca modificaciones.
TRATAMIENTOS TÉRMICOS EMPLEADOS EN LA
CONSERVACIÓN DE ALIMENTOS

• Cuanto más intenso sea el tratamiento térmico hasta alcanzar el calentamiento
que ocasionará la esterilidad del alimento,
➢ Mayor será el número de microorganismos que serán destruidos.
• Los distintos grados de calentamiento utilizados en el tratamiento térmico de los
alimentos se podrían clasificar en,
➢ Pasteurización
➢ Calentamiento a temperaturas próximas a los 100 °C
➢ Calentamiento a temperaturas superiores a los 100 °C

• Pasterización:
➢ Es un tratamiento térmico que destruye parte de los microorganismos
existentes en los alimentos, no en su totalidad.
➢ Generalmente supone la aplicación de temperaturas inferiores a 100 °C.
➢ El calentamiento se puede llevar a cabo con;
✓ Vapor, Agua caliente, Calor seco y Corrientes eléctricas.
▪ Enfriándose los alimentos inmediatamente después de haber sido
sometidos a tratamiento térmico.

• Se utiliza la Pasterización:
➢ Cuando el tratamiento térmico es más intenso, podría perjudicar la calidad del
alimento, como es el caso de la leche comercial.
➢ Cuando su única finalidad es destruir los microorganimos patógenos, como es
el caso de la leche comercial.
➢ Cuando los microorganismos son capaces de producir alteraciones, no son
muy termorresistentes como por ejemplo las levaduras que se encuentran en
los zumos de frutas.

• Se utiliza la Pasterización:
➢ Cuando queda en el alimento cualquier microorganismos vivo capaz de
alterarlo, será preciso emplear otros procedimientos de conservación, como
es el caso de la refrigeración de la leche comercial.
➢ Cuando es preciso destruir microorganismos competitivos para que se
produzca la fermentación deseada, como es el caso de la fabricación del
queso.

• Tiempo y Temperatura en la Pasterización:
➢ Dependerá del procedimiento empleado y del alimento a tratar.
✓ En el procedimiento denominado temperatura alta-tiempo corto
(HTST), se emplean temperaturas relativamente elevadas durante un
tiempo reducido. La leche comercial a 71,1 ºC. x 15 segundos.
✓ En el procedimiento denominado temperatura baja-tiempo prolongado
(LTH), se emplea una temperatura más baja durante un tiempo mayor. La
leche comercial a 62,8º C x 30 minutos.
✓ En la ultra pasteurización, 137,8 °C durante 2 segundos, como mínimo.

➢ La mezcla para la fabricación de helados se pasteuriza a diversas
temperaturas durante tiempos diferentes, sometiéndola generalmente a un
tratamiento térmico de mayor intensidad que el que se utiliza en la leche
comercial, pudiéndose someter;
✓ Un calentamiento a 71,1 °C durante 30 minutos o a 82,2 °C durante un
tiempo de 16 a 20 segundos.

➢ Los vinos de uva granel se pueden pasteurizar durante,
✓ 1 minuto a una temperatura de 82 a 85 °C.
➢ Los vinos de frutas,
✓ 62,8 °C, o a temperaturas más elevadas, y se embotellan calientes.

➢ La cerveza se puede pasteurizar a,
✓ 60 °C o a temperaturas superiores, durante un tiempo que depende de la
temperatura empleada.
➢ Los frutos secos se suelen pasteurizar a,
✓ 65,6 y 85 °C durante un tiempo de 30 a 90 minutos.

➢ Para el mosto se puede pasteurizar a,
✓ 76,7 °C durante 30 minutos, o un tratamiento instantáneo a una
temperatura comprendida entre los 80 y los 85 °C cuando se encuentra a
granel.
➢ Para bebidas refrescantes se suelen pasteurizar a,
✓ 65,6 °C durante 30 minutos.

• Calentamiento próximo a los 100 °C:
➢ Antiguamente, quienes preparaban conservas caseras enlatadas las sometían
a calentamiento a una temperatura de 100 °C, o a temperaturas inferiores,
durante un tiempo variable.
➢ Este tratamiento era lo suficientemente intenso como para destruir todos los
microorganismos existentes en los alimentos excepto las esporas bacterianas
y, con frecuencia, bastaba para conservar los de acidez baja y media.
➢ Hoy día sin embargo, para conservar los alimentos de menor acidez, la
mayoría de las personas que preparan conservas caseras enlatadas utilizan
ollas de presión.

• Calentamiento próximo a los 100 °C:
➢ Muchos alimentos ácidos, como por ejemplo el sauerkraut y las frutas de
elevada acidez,
✓ Se pueden conservar sometiéndolos a tratamiento térmico a 100 °C o a
temperaturas inferiores.
➢ Durante la cocción, la temperatura interna del pan, de los bollos, o de
cualquier producto de panadería se aproxima a 100 °C.
✓ Aunque nunca los alcanza mientras existe humedad, a pesar de que el
horno alcanza una temperatura mucho más elevada.

• Calentamiento a temperaturas superiores a los 100 °C:
➢ Las temperaturas superiores a 100 °C se suelen conseguir con autoclaves o
con calderas de vapor a presión.
✓ Cuando es preciso esterilizar alimentos líquidos antes de introducirlos en
envases estériles, se emplean elevadas presiones de vapor con el fin de
conseguir temperaturas altas en pocos segundos.
➢ La leche se puede calentar a temperaturas superiores a 150 °C mediante un
tratamiento térmico con vapor por inyección o por infusión, seguido de la
“evaporación instantánea”, del vapor de agua condensado y su enfriamiento
rápido.

• Enlatados (Appertización)
➢ El enlatado se define como la conservación de alimentos en recipientes
cerrados y generalmente supone someterlos a un tratamiento térmico como
principal agente que evita su alteración.
✓ La mayoría de los alimentos se enlatan en “latas de hojalata”, las cuales
están hechas de,
✓ Acero recubierto de una capa de estaño,
✓ Recipientes de vidrio,
✓ Recipientes hechos parcial o totalmente de aluminio,
✓ De plásticos
✓ De una mezcla de distintos materiales.

➢ Las latas más modernas se fabrican con láminas de acero recubierto con
estaño.
➢ Para evitar la corrosión de la lata o la decoloración de los alimentos, antes de
fabricar las latas se esmaltan las láminas con las cuales se fabrican las tapas.
✓ El esmalte C contiene óxido de zinc, de forma que cuando se enlatan
alimentos de baja acidez que contienen azufre, como por ejemplo el maíz,
en lugar de formarse SFe que es de color negro, se forma SZn que es
blanco, evitándose de este modo el ennegrecimiento del interior de la lata.

➢ Este esmalte no se puede emplear en las latas que han de contener carne, ya
que la grasa lo ablandaría y se desconcharía a pedacitos.
✓ En el enlatado de determinados alimentos, como por ejemplo
✓ La leche
✓ Las carnes
✓ El vino
✓ La cerveza
✓ Las sopas
✓ Los entremeses,
✓ Algunos zumos de frutas, se emplean esmaltes especiales.

➢ En el enlatado de muchos alimentos se emplean recipientes de vidrio, los
cuales se han perfeccionado mucho desde la época de Appert.
➢ Existen recipientes de vidrio, aunque todavía no soportan fuerzas mecánicas
intensas, razón por la cual se emplean principalmente para alimentos que no
requieren un elevado vacío ni un tratamiento térmico a temperaturas elevadas
como,
✓ La cerveza
✓ Las frutas congeladas
✓ Los concertados de zumos congelados
✓ El queso

➢ A veces, las tapas de los recipientes de fibra o de los metálicos están hechas
de aluminio,
✓ Como es el caso de las latas de cerveza provistas de dispositivo abre-fácil.
✓ Alimentos destinados a los astronautas

➢ Los saquitos o bolsas flexibles, hechos de plástico o de plástico laminado con
chapa de metal, se están empleando principalmente para envasar
✓ Alimentos congelados
✓ Alimentos desecados
✓ Alimentos que no han sido sometidos a ningún tipo de tratamiento

• Técnicas del enlatado
➢ Los alimentos frescos que han de ser enlatados, antes de introducirlos en las
latas;
✓ Deben ser recién cosechados
✓ Deben preparar de modo apropiado
✓ Se deben inspeccionar
✓ Se deben clasificar por tamaños (Si se desea)
✓ Se deben lavar escrupulosamente.

• Técnicas del enlatado
➢ Muchos alimentos de origen vegetal se blanquean o se escaldan ligeramente
con agua caliente o con vapor antes de su envasado.
➢ El blanqueo completa el lavado del alimento;
✓ Fija el color
✓ Ablanda los tejidos
✓ Contribuye a que se produzca el vacío
✓ Destruye algunos microorganismos

• Tratamiento térmico
➢ El fabricante de conservas persigue la total esterilización de la mayoría de
los alimentos,
✓ Aunque no siempre la consigue.
➢ Pero es posible que el fabricante, consiga:
✓ La destrucción de todos aquéllos que podrían alterarlo en condiciones
normales de almacenamiento o incapaces de multiplicarse, convirtiendo la
lata “comercialmente estéril”
▪ Prácticamente estéril o bacteriológicamente inactiva.

➢ Depende de factores que influyen en la termorresistencia del M’os y los de
penetración de calor.
➢ El Research Laboratory of the National Food Processors Association
✓ Recomiendan el empleo de tratamientos térmicos mínimos en distintos
alimentos envasados en recipientes de vidrio o metálicos de distintos
tamaños

➢ Cuanto más elevada fuese la temperatura de la caldera, tanto más corta sería
la duración del tratamiento térmico
➢ Los tratamientos varían, según:
✓ Los distintos alimentos a enlatar
✓ Las salsas empleadas
✓ La forma
✓ Tamaño de las latas
✓ La temperatura inicial del alimento
✓ Otros parámetros.

➢ El tiempo de tratamiento necesario para esterilizar un alimento formado por,
✓ Una mezcla de partículas de distinto tamaño y de un componente
distribuido de forma homogénea en agua o en salmuera,
▪ Se puede acortar con el tratamiento denominado.
“Strata-Cook”.
Los distintos componentes del alimento: pasta de maíz, granos
enteros de maíz y la salmuera.

➢ El procesamiento de Dole
✓ Es un ejemplo de tratamiento HCF o procesamiento de llenado-
calentamiento-enfriamiento.
➢ ENLATADO ESTÉRIL DE MARTIN
✓ En el sistema HTST, se calientan directamente, tanto el líquido como las
piezas solidas del alimento, por contacto con vapor a temperatura elevada,
▪ Antes del enlatado aséptico.

➢ El procesamiento SC (Esterilización seguida de cierre)
✓ La esterilización del alimento se consigue antes de proceder al cierre de las
latas.
➢ SISTEMA PFC (Cocción-llenado-presión)
✓ El alimento se esteriliza mediante vapor a elevada a presión y se introduce
en la lata,
▪ A continuación se cierra la lata y antes de proceder a su enfriamiento, se
continua el tratamiento térmico durante el tiempo que sea necesario.

➢ MÉTODO DC
✓ Sistema de enlatado con deshidratación, para rodajas de manzana.
✓ El alimento se deseca hasta que se reduce a la mitad del peso que tenía
antes de envasarlo.

➢ Otros procedimientos
✓ La llama directa de un gas
✓ La inyección de vapor de agua
✓ El calentamiento en un lecho licuado de sólidos granulares
✓ El autoclave hidrostático
✓ El flash 18

• Alimentos envasados bajo presión
➢ Los líquidos y las pastas envasados bajo presión, denominados aerosoles,
se envasan bajo la presión de un gas propelente, normalmente dióxido de
carbono, nitrógeno, u óxido nitroso, de manera que el alimento sale del
envase en forma de espuma, en forma de aerosol, o en estado líquido.
➢ Actualmente se están envasando muchos alimentos mediante este
procedimiento,
✓ Nata batida y coberturas utilizadas en pastelería, Bebidas concentradas,
Salsa para ensaladas, Condimentos, Aceites, Gelatinas y Sustancias
saborizantes.

➢ El gas empleado como propelente puede influir en los tipos de
microorganismos que es probable que crezcan en los alimentos envasados
mediante este procedimiento.
✓ El nitrógeno, por ejemplo, no inhibiría el crecimiento de los aerobios si en el
interior del envase existiese una pequeña cantidad de oxígeno,
✓ Aunque, bajo las mismas condiciones, el dióxido de carbono a presión los
inhibiría.

➢ El dióxido de carbono bajo presión inhibe a muchos microorganismos, incluso
a las bacterias aerobias y a los mohos
✓ Pero no inhibe ni a las bacterias lácticas
✓ Ni a Bacillus coagulans
✓ Ni a Streptococcus faecolis
✓ Ni a las levaduras.
➢ El óxido nitroso retarda el crecimiento de los hongos.

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BIBLIOGRAFIA

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