El documento trata sobre la conservación de alimentos por calor. Explica que existen dos modalidades principales: la pasteurización, que pretende la higienización del alimento, y la esterilización, que destruye todos los microorganismos presentes para permitir un almacenamiento prolongado a temperatura ambiente. También describe diferentes métodos térmicos como el escaldado, la pasteurización, la termización y la esterilización, indicando sus objetivos y parámetros de aplicación.

1. Curso: Tecnología de alimentos I
Profesor: Antonio Matos Alejandro
CONSERVACIÓN DE ALIMENTOS POR CALOR
Introducción
Uno de los procedimientos físicos de que dispone la tecnología de alimentos para aumentar la
vida útil de los mismos es la destrucción de los microorganismos por la acción letal del calor.
Existen dos modalidades de tratamiento térmico: la pasteurización, que pretende
fundamentalmente la higienización del alimento, y el otro, esterilización, cuyo objetivo es la
destrucción de los microorganismos presentes esporulados o no, o al menos todos aquellos que
puedan multiplicarse en el producto final. Con el primero se intenta conseguir un alimento
exento de microorganismos patógeno no esporulados y con el segundo, la obtención de un
alimento microbiológicamente estable para poderlo almacenar durante largo tiempo a
temperatura ambiente.
Los alimentos que han sido conservados de esta manera se envasan en recipientes herméticos
(latas, frascos, botellas, plásticos), para evitar una nueva contaminación.
El francés Nicolás Appert (1804), envasó diferentes tipos de alimentos (sopas, carnes, huevos,
leche, crema, verduras, frutos y jugos) en frascos y botellas, cerró los envases con un corcho
reforzado con alambres y los calentó durante un largo tiempo en agua hirviendo, logrando así
conservarlos. Los científicos, concluyeron que el éxito era debido a un efecto misterioso y
mágico del aire con el recipiente aislado con el alimento y que evitaba su putrefacción.
La base científica de la conservación térmica fue investigada por Pasteur en 1866 en su
informe conservación de vinos por medio del tratamiento térmico, en 1876 demostró que la
levadura es un ser vivo.
Las ventajas del nuevo método frente a sistemas tradicionales de conservación (ahumado,
curado, desecado) eran evidentes, durante el tiempo de conservación, mantienen de una
manera adecuada su valor nutritivo, aspecto y sabor.
El tratamiento térmico desarrolló la industria conservera permitiendo el diseño-ingeniería,
tecnología, soporte científico y marketing. Se inventó la lata sanitaria durante la década del
año 30, el revestimiento de la lata permitió utilizarla para alimentos corrosivos.
Los adelantos de los últimos años comprenden: desarrollo de métodos para mejorar la
transferencia de calor por medio de agitación, autoclaves continuas, esterilización hidrostática,
envasado aséptico, esterilización por medio de gases, esterilización en frío.
El enlatado al aislar el producto del medio ambiente se constituye en una barrera física que
protege al alimento de golpes, rayos solares, y al mantener en su interior una baja tensión de
oxígeno, controla los deterioros químicos de oxidación de lípidos entre otros. El deterioro
enzimático es controlado por el tratamiento térmico (escaldao/blanqueado). Además el
enlatado permite un mejor manejo del producto durante el almacenamiento, transporte y
comercialización.
Mediante el tratamiento térmico se destruyen algunos antinutrientes (ejm inhibición de la
tripsina en las legumbres), se incrementa el contenido de algunos nutrientes (ejm mejora la
digestibilidad de las proteínas, gelatiniza los almidones y libera la niacina ligada) y los
parámetros del proceso pueden controlarse con facilidad.

2. Los microorganismos sometidos a una fuente de calor, van a sufrir daños que pueden llegar
hasta la destrucción total, dependiendo del tipo de calor, la característica y resistencia del
microorganismo, de la temperatura y tiempo de exposición.
Tipos de calor
Es interesante conocer o recordar el concepto de calor antes de entrar de lleno a tratar el tema
planteado. Termodínamicamente calor es una interacción energética entre un sistema y sus
alrededores, a través de aquellas porciones de los límites del sistema en que no hay
transferencia de masa, como consecuencia de la diferencia de temperatura entre el sistema y
sus alrededores.
Se distinguen dos tipos de calor:
Calor húmedo: Cuando el medio de transferencia del calor es el agua, en forma de vapor.
Calor seco: Cuando el medio de transferencia de calor, es un gas como el aire.
Los efectos de cada tipo de calor en los microorganismos son diferentes. A un mismo nivel de
temperatura, el daño causado por el calor húmedo es mucho mayor que el calor seco. En el
caso del calor seco, la destrucción es debida a una oxidación, y en caso del calor húmedo es
debido a la desnaturalización de la proteína.
Un tratamiento térmico no debe ser excesivo, a punto de causar profundas alteraciones de
sabor y pérdida del valor nutritivo en el producto. La intensidad de éste tratamiento está dada
por el microorganismo más resistente al calor en ese alimento. El factor selectivo más
importante que va a determinar la flora microbiana en el alimento y consecuentemente la
intensidad del tratamiento térmico es la acidez dada por el pH. Otro factor selectivo
importante en la flora microbiana de deterioro que forma esporas, es el requerimiento de
oxígeno.
Clasificación de los alimentos por su acidez:
a. Alimentos alcalinos (pH 6,8): huevos almacenados, alimentos marinos almacenados,
galletas de soda, alimentos hechos de harina.
b. Alimentos de acidez baja (pH 5-6,8): carnes, leche, maíz, habas, pescado, aves.
c. Alimentos de acidez media (pH 4,5-5): espinacas, espárragos, remolacha, calabaza,
pimientos, higos, ciertos tipos de tomates, ajíes.
d. Alimentos ácidos (pH 3,7-4,5): ciertos frutos (pero, piñas, etc.), ciertos tomates.
e. Alimentos muy ácidos (pH 2,3-3,7): encurtidos en vinagre, productos fermentados, ciertos
frutos muy ácidos, bayas (moras, grosellas, etc.), sawer kraut.
Termo bacteriología - clasificación de las bacterias formadoras de esporas por su
requerimiento de oxigeno
En los alimentos poco ácidos y ácidos las bacterias formadoras de esporas son las de mayor
interés desde el punto de vista de la esterilización.
1. Aerobios obligados: en este grupo se incluyen las especies que requieren O2 molecular para
el crecimiento. Desde el punto de vista de la esterilización este grupo es el menos
importante de los tres. Debido a los métodos de envasado actuales, la mayoría de las latas
contienen niveles muy bajo de O2 molecular que es insuficiente para un crecimiento
apreciable.
Además, las esporas de la mayoría de los aerobios obligados son menos resistentes al calor
comparadas con las esporas de microorganismos presentes en los dos grupos restantes.

3. 2. Anaerobios facultativos: las bacterias de este grupo son las más importantes desde el punto
de vista de la esterilización. Cuando se hallan presentes producen un daño conocido como
“flat-sour”, esto es, producen ácido y gas, éste último en cantidades casi nulas.
3. Anaerobios obligados: algunas especies de anaerobios formadores de esporas son
relativamente estables al calor. A su vez se clasifican en mesófilos y termófilos. De los
termófilos los más importantes son los organismos sacarolíticos, los cuales no producen
sulfuro de hidrógeno, pero sí producen grandes cantidades de gases como CO2. Causan
daño tipo “swell” o gas. El siguiente en importancia en alimentos de baja acidez es el grupo
de los anaerobios mesófilos. Debido a su importancia para la salud pública, el organismo
C. botulinum es considerado como el de mayor relevancia dentro de esta clasificación.
Termo bacteriología del Clostridium botulinum
Este microorganismo es un bacilo gram positivo, esporulado, anaerobio y móvil que produce
una potente exotoxina neuroparalítica. Esta toxina causa una intoxicación fatal conocida como
Botulismo. Existen 6 tipos de Clostridium botulinum designados alfabéticamente desde la A
hasta la F. El botulismo en los humanos es causado por los tipos A, B y E. Las esporas de los
tipos A y B son las más resistentes al calor. El hábitat del Clostridium botulinum tipos A y B
es terrestre mientras que el del tipo E es esencialmente acuático. Por eso el tipo E es el de
mayor importancia en los procesos térmicos de productos derivados de la pesca.
Termización
Es un proceso en flujo continuo, similar a la pasteurización HTST pero difiere en el binomio
tiempo-temperatura; es un tratamiento menos intenso (10-15 s; 60-65°C). Actualmente se
aplica a la leche cruda con el objetivo de mantener baja la tasa de bacterias psicrotrofas, muy
termolábiles. No equivale a la pasteurización de la leche, ya que este tratamiento no es
suficiente para destruir todos los microorganismos patógenos no esporulados.
Escaldado
El escaldado es un tipo de pasteurización que se emplea generalmente en los frutos y
hortalizas con el fin principal de inactivar las enzimas naturales. Esta práctica es común en los
casos en que los productos van a ser congelados, ya que la congelación en sí no detendría
completamente la actividad enzimática. Según el grado en que sea aplicado, el escaldado
también destruye algunos microorganismos.
El escaldado no es un sistema de conservación en sí mismo, es una operación previa de suma
importancia en los procesos de conservación por calor de productos envasado, congelación y
deshidratación de productos sólidos. Los objetivos del escaldado tienen que ver
primordialmente con el proceso de envasado, con este calentamiento previo se pretende
conseguir en primer lugar la eliminación de los gases ocluidos en los tejidos de los productos
para:
• Que se incremente la densidad del producto y no flote en el líquido de gobierno. Es
imposible envasar un producto que tenga una densidad inferior a la del líquido de gobierno
ya que, al añadir este último, el sólido flotará y se verá desplazado fuera del envase.
• Que la presión en el interior del envase durante la esterilización coincida lo más
exactamente posible con la de saturación del vapor de agua a la temperatura de proceso. La
presencia de otros gases produciría un incremento en la presión interna que obligaría a la
utilización de envases más robustos, contra presiones más altas o que haría saltar los
cierres.
• Que la concentración de oxígeno residual en el interior del envase sea mínima, para

4. impedir la oxidación del producto y la corrosión de la lata durante su vida comercial.
Además, con el escaldado se ablanda o incrementa la flexibilidad de los productos, lo que
permite su manipulación más segura en el momento del envasado, reduciéndose las roturas y
consiguiéndose un mejor aprovechamiento del volumen del envase. En algunos casos
particulares el escaldado ayuda a eliminar falsos gustos del producto y a fijar algunos colores.
Pasteurización
La pasteurización es un tratamiento térmico, relativamente suave (T° < 100°C), que se utiliza
para prolongar la vida útil de los alimentos durante varios días (ejm leche), o varios meses
(ejm zumo embotellado). Se conservan los alimentos por la inactivación de sus enzimas y
destrucción de los microorganismos relativamente termosensibles (ejm bacterias no
esporuladas, levaduras y mohos), provoca cambios mínimos en el valor nutritivo y las
características organolépticas del alimento.
Existen dos tipos de pasteurización:
1. LHT (low temperatura holding) o pasteurización baja; es un sistema discontinuo adecuado
cuando se pretende pasteurizar volúmenes pequeños (ejm 100-500 L). Se utilizan tiempos
largos (aproximadamente 30 minutos) y temperatura bajas (62-68°C) y se lleva a cabo en
tanques de doble pared provistos de un agitador y termómetro. Por la doble pared circula el
fluido calefactor y el refrigerante.
2. HTST (high temperature, short time) o pasteurización alta; este método se realiza en
sistemas de flujo continuo con cambiadores de calor (tubulares o de placas). Se utilizan
temperaturas elevadas (72-85°C) y tiempos cortos (15-20 s). Estos tratamientos también se
denominan “flash pasteurización”.
La pasteurización de líquidos a granel, suele utilizar intercambiadores de calor de superficie
barrida. Para la pasteurización a gran escala de líquidos poco viscosos (ejm leche, zumos de
frutas, huevo líquido, cerveza y vinos), se utilizan instalaciones continuas.
La pasteurización se aplica en los siguientes casos:
a. Cuando un calentamiento más enérgico motivaría desde el punto de vista organoléptico un
deterioro excesivo del alimento. Ejm jamón enlatado, debe almacenarse a baja temperatura.
b. Cuando se busca únicamente la destrucción de algunas especies patógenas, ante el peligro
de que estuviesen presentes. Ejm bacilo tuberculoso y salmonellas en la leche, salmonellas
en los huevos líquidos.
c. Cuando resulta apropiado destruir microorganismos que se desarrollan en competencia con
una fermentación deseable, que puede obtenerse por la adición de cultivos seleccionados.
Ejm la leche con el fin de preparar yogurt, quesos; también en vino.
d. Cuando los caracteres fisicoquímicos del producto, especialmente un pH bajo, permiten
eliminar fácilmente numerosas categorías de microorganismos e impiden la proliferación
de las especies más termorresistentes. Ejm jugo de frutos, frutos.
Esterilización
Es aquella operación unitaria en la que los alimentos son calentados a una temperatura
suficientemente elevada y durante un tiempo suficientemente largo, para destruir la actividad
microbiana y enzimática. Los alimentos así tratados tienen una vida útil mayor a seis meses.
El objetivo de este tipo de tratamiento está constituido pues, por las bacterias esporuladas.

5. El tiempo de esterilización de un alimento depende de:
- La termorresistencia de los microorganismos y enzimas presentes
- Los parámetros de esterilización
- El pH del alimento
- El tamaño del envase
- El estado físico del alimento
- La solución de cubierta o el medio donde se encuentra el alimento
La esterilización puede realizarse de dos formas: en envases previamente llenos o calentando
el alimento sin envasar (UHT) y envasarlo después asépticamente.
La utilización de temperaturas más elevadas y de tiempos de tratamientos más cortos, se hace
posible si el producto se esteriliza antes de su envasado en envases estériles en una atmósfera
también estéril. Este concepto constituye la base de los sistemas de esterilización UHT
(denominados de procesado aséptico). Se utilizan en leche, zumo de frutos y concentrados,
nata, yogurt, vino, aderezos para ensaladas, huevos, helados, alimentos para bebés, productos
derivados del tomate, verduras y postres a base de arroz. Se realiza a temperaturas muy altas
(135-150°C) a las que se mantiene durante un tiempo muy corto (2-5 s), y existen dos
modalidades:
1. Procesos indirectos en los que el calentamiento se realiza mediante cambiadores de calor
(tubulares o de placa); no existe, por lo tanto contacto entre el fluido calefactor (vapor de
agua) y el alimento.
2. Procesos directos, que consisten en la inyección de vapor de agua en el alimento (método
de inyección) o en la inyección del alimento en vapor de agua (método de difusión). En
este tipo de procesos hay contacto íntimo entre el agente calefactor y el alimento, siendo el
calentamiento prácticamente instantáneo, pasando desde unos 85°C a 140°C en décimas de
segundos.
Esterilidad comercial
Este término describe la condición que existe en la mayoría de nuestros productos enlatados y
embotellados. Las palabras “comercialmente estériles” o “estéril” , que se ven frecuentemente
en las etiquetas, significan el grado de esterilidad en que todos los organismos patógenos y
generadores de toxinas han sido destruidos, al igual que todos los demás tipos de organismos
que, si estuvieran presentes, podrían crecer dentro del producto y provocar su descomposición,
bajo condiciones normales de manejo y almacenamiento. Los alimentos “comercialmente
estériles” pueden contener un número muy pequeño de esporas bacterianas resistentes, pero
normalmente éstas no proliferarán en el alimento. Sin embargo, si estuvieran aisladas del
alimento y en condiciones ambientales especiales, podría demostrarse que están vivas.
Nuestros alimentos enlatados que son “comercialmente estériles” pueden ser conservados
generalmente durante dos años o más. Aun después de periodos más largos, el supuesto
deterioro se debe comúnmente a cambios de textura o sabor más bien que al crecimiento de
microorganismos.
La optimización de los tratamientos térmicos precisa los siguientes elementos:
- Conocimiento de las cinéticas de penetración de calor en el producto tratado y las
propiedades térmicas de dicho producto.
- Conocimiento de la cinética de destrucción de microorganismos y de los parámetros que
caracterizan su termorresistencia.
- Conocimientos de la cinética de las reacciones secundarias que acompañan a la destrucción
térmica de los microorganismos: destrucción de enzimas, de vitaminas, reacciones
decolorantes de pardeamiento, cinética de cocción, etc.

6. GENERALIDAES SOBRE LOS TRATAMIENTOS POR CALOR
Efectos del calor
El efecto del calor por el uso de temperaturas elevadas, se manifiesta de una manera particular
para cada caso, por ejemplo cuando nos referimos al efecto de éste sobre los microorganismos,
sobre la actividad enzimática, sobre la formación de vacío en un envase a ser cerrado, etc.,
siendo por lo tanto necesario hacer un enfoque sobre ello.
1. Efecto sobre los microorganismos: Es ya bastante conocido el comportamiento de los
diversos microorganismos frente al uso de temperaturas diferentes durante un tratamiento
térmico, el comportamiento básico se puede observar cuando hacemos un gráfico, donde
comparamos el número de microorganismos versus la variación de la temperatura.
El desarrollo microbiano obedece básicamente a una relación matemática logarítmica,
terminando este desarrollo logarítmico en una temperatura máxima de desarrollo, a partir
de la cual un mayor aumento de la temperatura significa un descenso de la carga
microbiana.
2. Efecto sobre la actividad enzimática: El comportamiento enzimático frente a las
variaciones de la temperatura, cuando esta se incrementa, varía para cada caso; pero lo que
es común a todas las actividades enzimáticas de las diferentes enzimas, es de que dicha
actividad presenta una temperatura óptima donde la actividad enzimática es máxima, el uso
de una temperatura por debajo de ésta temperatura óptima, o por encima implica una
disminución de la actividad enzimática.
3. Efecto sobre la formación de vacío: Entendemos este caso como la formación de vacío en
envases que contienen un alimento y que posteriormente van a ser sellados, pasando a
constituir una conserva, el envase puede ser una lata u otro tipo, previo al sellado se
produce el efecto del calor sobre la formación del vacío. Esta operación en la industria
conservera es conocida como exhausting, y la formación del vacío de una conserva por
efecto del calor guarda una relación matemática directa cuando se produce un aumento de
la temperatura, es decir a mayor temperatura, se produce mayor vacío.
Acción del calor sobre los constituyentes de los alimentos
1. Acción sobre el agua de constitución:
El agua es el componente mayoritario de los alimentos en sus dos estados: agua ligada a otros
constituyentes y agua libre, móvil, de volumen y estructura variables y fáciles de extraer
cuanto menos en parte.
La elevación de la temperatura acelera la evaporación superficial de éste agua, hasta que se
produce una verdadera vaporización a 100°C. Cuando se produce este fenómeno tiene dos
consecuencias esenciales:
• Ralentiza los intercambios térmicos, ya que absorbe una gran cantidad de calor
• Es el origen de la desecación superficial.
La cocción favorece también la conversión en agua libre de una cierta cantidad de agua ligada.
Este fenómeno aumenta con la temperatura de calentamiento. Para las carnes comienza a los
45°C y es sensiblemente importante a los 60°C. Esta es la razón por la que la exudación de la
carne aumenta en grandes proporciones entre 60 y 75°C. Por lo tanto, la carne no conservará
su jugosidad más que si por una técnica de cocción apropiada se limita la pérdida del agua que
ha pasado a ser muy móvil.

7. 2. Acción sobre los lípidos:
El primer efecto que se produce sobre las grasas con un tratamiento térmico es su fusión. La
fusión de las grasas es variable en función de sus características fisicoquímicas y estructurales.
En el caso de la carne de cerdo, comienza a los 35-38°C y viene acompañada de cambios de
posición: las grasas fundidas impregnan las zonas superficiales deshidratadas y les devuelven
su untuosidad inicial.
Además, el aumento de temperatura favorecerá la oxidación. La oxidación provoca la
aparición de peróxidos que por escisión dan compuestos responsables del aroma y del sabor.
Cuando la temperatura de cocción es demasiado elevada pueden formarse compuestos
amargos, como la acrolema que comprometen definitivamente el sabor de la carne y aumentan
su dureza.
3. Acción sobre los glúcidos:
El almidón es sensible al calor en medio acuoso: se transforma en engrudo, red de polímeros
lineales que se enriquece en agua y que puede impregnar las estructuras vecinas. Se utiliza por
sus efectos de hinchado y como ligante, por ejemplo en las salsas.
La gelificación comienza de 52 a 75°C, en función del origen del glúcido. En el caso de la
cocción de ciertas legumbres, se pueden necesitar temperaturas bastante más elevadas.
La cocción puede también provocar y acelerar las reacciones de Maillard, con las que se
produce la aparición de diversas sustancias aromáticas.
Por último, la descomposición térmica de los azúcares (caramelización) no se produce más
que a temperaturas muy altas, del orden de 150 a 164°C, y tiene un interés muy limitado.
4. Acción sobre las proteínas:
Al considerar las proteínas de origen animal, por regla general se constata que a medida que se
va elevando la temperatura se produce primero la activación de ciertas enzimas y, a partir de
un determinado umbral térmico, la desnaturalización de las proteínas.
- La activación de las enzimas se manifiesta entre 30 y 50°C y afecta principalmente a
lipasas y proteasas. A estas temperaturas el flavor y la terneza de las carnes se
incrementan.
- La desnaturalización a temperaturas superiores se traduce por:
• una pérdida de actividad biológica, sobre todo enzimática pero también antigénica
cuyo estudio posterior permite conocer el grado de calentamiento aplicado,
• un cambio de solubilidad: formación de gel más o menos homogéneo,
• un cambio de color: la carne parece gris por transformación de la mioglobina en una
proteína cromófora,
• un cambio de estructura, con retracción más o menos importante de las proteínas
fibrilares,
• una modificación de la sensibilidad a las enzimas: las proteínas desnaturalizadas son
más sensibles a los jugos digestivos.
La desnaturalización de las proteínas solubles comienza entre 50 y 55°C, es prácticamente
total entre 66 y 70°C y se completa a 80°C.
La desnaturalización de las fibras musculares se traduce por su acortamiento y por una
disminución del poder de retención de agua. En términos más simples, por una exudación que
se incrementa con el calentamiento. La acción del calor sobre el colágeno se traduce en un
primer momento por un acortamiento de las fibras, perceptible desde los 55°C en la carne de

8. temerá y a temperaturas más altas en los animales adultos (77°C). A continuación, el colágeno
se solubiliza muy rápidamente, hasta el 40%, en los animales jóvenes, y con más dificultad en
los adultos, donde la solubilización solo llega al 5%. A partir de 70°C el colágeno se hincha y
se transforma en gelatina a 74°C.
5. Acción sobre las vitaminas:
Las vitaminas son poco sensibles a las temperaturas de cocción, salvo la vitamina B1. Por
contra el calor puede acelerar los fenómenos de oxidación cuando los alimentos se cuecen sin
protección. Este es el caso de las vitaminas A, E, B6 y C. Aunque las pérdidas que se derivan
no son tan importantes que puedan producir carencias entre los consumidores.
CINÉTICA DE DESTRUCCIÓN DE LOS MICROORGANISMOS POR EL CALOR
La temperatura y el crecimiento microbiano
Probablemente la temperatura es el más importante de los factores ambientales que afectan a
la viabilidad y el desarrollo microbianos. Aunque el crecimiento microbiano es posible entre
alrededor de -8 y hasta +90°C, el rango de temperatura que permite el desarrollo de un
determinado microorganismo rara vez supera los 35°C.
Cualquier temperatura superior a la máxima de crecimiento de un determinado
microorganismo resulta fatal para el mismo, y cuanto más elevada es la temperatura en
cuestión tanto más rápida es la pérdida de viabilidad. Sin embargo, la letalidad de cualquier
exposición a una determinada temperatura por encima de la máxima de crecimiento depende
de la termo resistencia que es una característica fundamental del microorganismo considerado.
Siempre se debe tener en cuenta a la relación temperatura-tiempo. Las temperaturas superiores
a las que los microorganismos crecen producen inevitablemente su muerte o les provocan
lesiones subletales. Si hay lesiones subletales, las células lesionadas pueden permanecer
viables pero son incapaces de multiplicarse hasta que la lesión no se haya subsanado. Las
exposiciones drásticas provocan en las poblaciones un progresivo y ordenado descenso de sus
tasas de crecimiento debido a la muerte de un número de células tanto más elevado cuanto
más prolongado sea el tiempo de exposición. Los factores que afectan a la termorresistencia,
además del tipo de microorganismo, son el número de células existente, la fase del
crecimiento en que se encuentran, y las condiciones del medio en el que se efectúa el
calentamiento de los microorganismos. Las esporas bacterianas son muy resistentes a las
temperaturas extremas; algunas pueden incluso sobrevivir tratamientos de varios minutos a
120°C y horas a 100°C. Las células vegetativas de los gérmenes esporulados, al igual que las
levaduras y los hongos, no son más termorresistentes que las bacterias vegetativas. La mayoría
mueren tras unos minutos a 70°-80ºC y en los alimentos húmedos ninguno resiste más que una
exposición momentánea a 100°C. Cuanto más elevada sea la carga microbiana inicial, tanto
más tardará una población en alcanzar un determinado valor. Un buen proceso está diseñado
suponiendo una determinada carga microbiana en el producto fresco. El uso de prácticas
defectuosas que permitan una excesiva multiplicación microbiana antes de su aplicación
puede comprometer seriamente el éxito de un tratamiento térmico.
Al aumentar la temperatura desde la óptima de crecimiento de un determinado
microorganismo, primero se inhibe éste, luego se provocan lesiones subletales, pudiendo ser
aún viable pero incapaz de multiplicarse hasta que no se repara la lesión y, si la temperatura es
suficientemente elevada, se produce inevitablemente la muerte. Por lo tanto, puede decirse,
de forma general, que cualquier temperatura por encima de la máxima de crecimiento de un

9. microorganismo es letal para él.
Los tratamientos térmicos letales provocan en la población microbiana homogéneas un
progresivo y ordenado descenso de sus tasas, tanto más elevado cuanto más prolongado sea el
tiempo de exposición. Aunque se han observado excepciones, está perfectamente establecido
que la destrucción de los microorganismos por el calor no es fortuita sino que sigue una
marcha ordenada; se ajusta esencialmente a un curso logarítmico. Así se demostró hace un
siglo, en 1920, para las formas esporuladas de Bacillus stearothermophilus y otras bacterias
causantes de alteración flat sour (acidificación sin producción de gas) de algunas conservas.
Efecto del tiempo de proceso:
Los primeros estudios de la destrucción de los microorganismos por el calor se deben a
Bigelow (1921) y a Ball (1923), que desarrollaron la teoría de la evaluación del procesado
térmico con respecto a la muerte o inactivación de los microorganismos. Más tarde, Gillespy
(1946), Jakobsen (1954) y Stumbo (1973) determinaron que la destrucción térmica de los
microorganismos se puede explicar de acuerdo con un proceso estadístico.
El concepto básico de esta teoría es que los microorganismos y sus esporas mueren a cualquier
temperatura, pero que cuanto mayor sea esta temperatura, mayor será la probabilidad de que
tenga lugar la muerte. La probabilidad de cada espora de escapar a la destrucción no cambia
con el tiempo, y define la resistencia térmica de un determinado microorganismo a una
temperatura concreta.
Si se denomina P a la probabilidad de escapar a la muerte por unidad de tiempo, de un
microorganismo expuesto a una temperatura determinada, se tendrá que para t unidades de
tiempo esta probabilidad valdrá P t
.
Considerando que inicialmente existen N esporas de idéntica resistencia térmica, entonces el
número de supervivientes después de un tratamiento que se prolongue durante un tiempo t,
vendrá expresado por la ecuación:
S = N • P t
[1]
Tomando logaritmos decimales:
log S = log N + t log P
De acuerdo con lo anterior, la destrucción de los microorganismos puede representarse por
una ecuación logarítmica, y si se representa el logaritmo de los supervivientes (en ordenadas)
contra el tiempo (en "abcisas”), se obtendrá una curva de pendiente:
d (log S) = log P
dt
que es evidentemente constante, por lo que la curva es, en este caso, una recta.
Como la probabilidad, P, de sobrevivir al tratamiento toma valores comprendidos entre 0 y 1,
su logaritmo será negativo, luego la recta en cuestión tendrá la pendiente negativa, como
puede verse en la Fig. 01.

10. Fig. 01: Curva de supervivencia teórica para un determinado microorganismo a una
temperatura concreta.
Para la construcción de esta gráfica se ha partido de 5 muestras con una población inicial de
105
esporas, que se han sometido a tratamientos de tiempos crecientes a una temperatura
constante de 110 ºC, representándose los logaritmos de los supervivientes frente a los tiempos
correspondientes. Los puntos se ajustan a una recta cuya ecuación se presenta en la citada Fig.
Si se hace:
Log P = - 1
D
O lo que es lo mismo, se denomina D al tiempo necesario para que la recta recorra un ciclo
logarítmico (una unidad en ordenadas), se tendrá que:
Log S = log N – t/D
que en la forma exponencial quedaría:
S = Nx10-t/D
[2]
D se conoce como el tiempo de reducción decimal y se expresa usualmente en minutos. En el
ejemplo representado en la Fig
D = 1 / 0,3704 = 2,67 min.
Ya que el parámetro D es un tiempo, se podrá expresar en función de él la duración total del
tratamiento: t = n • D, siendo por lo tanto n el número de reducciones decimales que se aplican
con un determinado tratamiento térmico.
Si se observan las ecuaciones [1] y [2], se verá que es cierto que:
Pt
=10-t/D
De esta forma, cuando se aplique una reducción decimal (n = 1), se tendrá que t = D y
entonces:
Pt
= PD
= 10-D/D
= 10 –1
= 0,1

11. Después de este tratamiento se puede esperar que sobrevivan un 10% de los microorganismos
iniciales, mientras que si el tratamiento fuera de n = 2:
Pt
= P2D
= 10-2D/D
= 10 –2
= 0,01
existiría la probabilidad de que sobrevivieran un 1% de los microorganismos iniciales.
El parámetro D caracteriza la termorresistencia de una especie de microorganismo definida a
una determinada temperatura y su significado práctico es el siguiente:
• Cuando se mantiene una suspensión de esporas a una temperatura constante durante un
tiempo de D minutos, se destruye el 90% de la población inicial; si se alarga el tratamiento
durante otros D minutos, se destruirá el 190% de la población residual y así
sucesivamente.
• Conociendo el valor del parámetro D de un microorganismo a una temperatura definida y
el número de reducciones decimales deseadas, se podrá determinar cual será la duración
del tratamiento a aplicar a esa temperatura.
Como existe una relación logarítmica entre los supervivientes y el tiempo de tratamiento
nunca podremos garantizar la destrucción total de los microorganismos presentes en un
alimento, ya que la curva representada en coordenadas decimales es asintótica con el eje de
tiempo, por lo que será necesario que transcurra un tiempo infinito para que el número de
supervivientes sea cero.
Si se pretenden producir alimentos sin comprometer la salud pública, será necesario que la
probabilidad de supervivencia aceptada para los microorganismos patógenos sea muy baja.
Para alimentos poco ácidos se recomienda que esta probabilidad sea de 10 -12
o mayor, lo que
corresponde a un tiempo mínimo de proceso t = 12D (con el que se consigue un
99,9999999999% de destrucción de los microorganismos iniciales).
Es necesario tener bien presente que el nivel de infección del que se parta N es muy
importante, porque como se ve en la ecuación [2] cuanto mayor sea este valor quedarán más
microorganismos supervivientes para unos valores dados de t y D.
Efecto de la temperatura de proceso:
Si la experiencia representada en la gráfica 1, se repite a diferentes temperaturas, se podrán
trazar las rectas que permitan calcular el valor de la reducción decimal D para cada una de
estas temperaturas, como puede verse en la Fig. 02.
Es evidente que cuanto mayor sea la temperatura menor será el valor de la reducción decimal:
es necesario menos tiempo para conseguir la destrucción del 90% de los microorganismos
iniciales, ya que como puede verse al incrementarse la temperatura se incrementa la pendiente
de las curvas conseguidas.

12. Fig. 02: Curvas de reducción decimal a distintas temperaturas.
Si se representan estos valores frente a las temperaturas a las que han sido obtenidos, en un
papel semilogarítmico, se comprobará que también se ajustan a una recta.
Del mismo modo que se obtuvo el parámetro D, se podrá en este caso conseguir otro
parámetro "z" (en grados centígrados) cuyo valor corresponderá también al paso de la recta
por un ciclo logarítmico, o lo que es lo mismo, al, valor de la inversa de la pendiente de la
recta cambiada de signo, que en el ejemplo que se viene exponiendo sería:
Z = 1 = 10ºC
0,0995
Fig. 03: Obtención del parámetro z a partir de los parámetros D.
El parámetro z define la termorresistencia característica de cada especie de microorganismo en
un medio de composición definida y su significado práctico es el siguiente:

13. • Cuando se eleva la temperatura de tratamiento en z grados, el tiempo requerido para
conseguir la misma destrucción térmica es 10 veces menor.
La ecuación de la recta representada en la figura podrá escribirse también, como ya se ha
visto:
log D = a – T
z
Como t = n • D, se podrá generalizar la ecuación anterior:
log t = A – T (3)
z
donde A = a + log n
Que es la ecuación del conjunto de puntos (parejas de tiempos y temperaturas) que presentan
la misma letalidad frente al microorganismo considerado, en el medio determinado.
De la misma forma que se ha construido la gráfica anterior para un tratamiento en el que t =
D, se podrán construir otras con distintas letalidades, que evidentemente serán paralelas a la
primera, y tanto más separadas del eje de temperaturas cuanto mayor sea la letalidad
correspondiente a cada proceso, como se muestra en la Fig. 04:
Fig. 04: Curvas TDT
La letalidad de todos los puntos que componen cada recta es la misma, por lo tanto, para cada
tratamiento se dispone de infinitas parejas de tiempo-Temperatura con la misma efectividad
frente al microorganismo estudiado. Cada una de ellas proporcionará un tratamiento térmico
equivalente, pero de condiciones tiempo-temperatura distintas.
Por lo tanto, la letalidad de un tratamiento vendrá definida por las coordenadas del punto (t -
T) y la pendiente de la curva (z) que indica el microorganismo que se emplea como patrón. De
esta forma será fácil encontrar tratamientos equivalentes a otro conocido, a temperaturas o
tiempos distintos de los empleados en el tratamiento de referencia.

14. Si partimos de la ecuación general (3) y consideramos las coordenadas de un punto conocido
t* y T*, para este punto será cieno que:
Log t* = A - T*
z
Esta ecuación permite encontrar un tratamiento equivalente a otro conocido, modificando la
temperatura o el tiempo de tratamiento, siempre y cuando se conozca el valor del parámetro z
del microorganismo que se elige como referencia.
Como se ha visto con anterioridad que el parámetro D es un tiempo particular, se podrá
también emplear la ecuación anterior para calcularlo a cualquier temperatura, partiendo de su
valor a una temperatura conocida y del valor del parámetro z del microorganismo
correspondiente:
D = D*.10-(T-T*)/z
(4)
Modelos más complejos de destrucción térmica
Hasta este momento se ha aceptado que la relación entre el logaritmo de los supervivientes y
el tiempo es lineal, y esto no siempre es cierto. En la Fig. 05 se muestran algunos de los
diferentes tipos de curva de supervivencia encontrados habitualmente en los trabajos
experimentales.
Fig. 05: Curvas de supervivencia no lineales
La obtención de curvas del tipo C se puede deber a la presencia de microorganismos con
distintas termorresistencias, en este caso es conveniente trabajar con la termorresistencia
calculada a partir de la última parte de la curva, donde se obtienen valores de D mayores.
También es bastante usual la obtención de curvas que presenten un hombro inicial, como el
tipo A de la Fig. Una explicación para esta forma podría ser la existencia de un primer periodo
de activación de los microorganismos, seguido de otro de inactivación constante.

15. Termorresistencia de los microorganismos
Depende de diversos factores intrínsecos y extrínsecos. Los primeros se refieren al tipo de
microorganismo de que se trate y de la forma en que se encuentren. En general, aunque hay
excepciones, la termorresistencia está relacionada con la temperatura óptima de crecimiento.
Entre los factores extrínsecos cabe citar el pH, la actividad de agua y la composición
(contenido de grasa, carbohidratos, sales) del medio de calentamiento.
La separación entre alimentos poco ácidos (pH > 4,5) y alimentos ácidos (pH entre 4,0 y 4,5)
radica en la termorresistencia de Clostridium botulinum, ya que las esporas de esta especie no
pueden germinar en alimentos con un pH inferior a 4,5 y, por lo tanto, no es necesario tener en
cuenta el concepto 12D. De forma similar, la separación de los alimentos ácidos y muy ácidos
(pH < 4,0) se debe a que ninguna espora bacteriana puede germinar a pH inferiores a 4,0 y,
por lo tanto, se puede disminuir considerablemente la intensidad del tratamiento térmico para
conseguir la estabilidad microbiológica.
Valor F
Es un parámetro que se usa en la industria conservera y puede definirse como el tiempo que se
requiere, a una temperatura definida, para reducir la población microbiana presente en un
alimento hasta un nivel deseado. Cada microorganismo existente en el alimento tiene su
propio valor F y el valor F que habrá que aplicar al alimento será el más elevado de los
calculados. Cuando el valor F se refiere a 121°C se designa como Fo.
Para comparar la capacidad relativa de esterilización de los procesos térmicos, se define una
unidad de letalidad designada por el símbolo F. Este valor es la suma de todos los efectos
letales expresado en minutos a alguna temperatura. Es decir, es una combinación de la relación
tiempo/temperatura recibida por un alimento. F es un térmico general, pero que se identifica
con dos variables: z (resistencia térmica) como supraíndice y T (temperatura de proceso) como
subíndice. Entonces, F es el equivalente en minutos a alguna temperatura dada del calor letal
de un proceso con respecto a la destrucción de un organismo caracterizado por un valor de z.
Valor Z
Concepto que se utiliza para expresar la variación de F con la temperatura. Se define como el
número de grados de temperatura que se requiere variar para modificar el valor F 10 veces.
Ejm para el caso del Clostridium botulinum Z = 10°C, es decir, que si en lugar de aplicar un
tratamiento térmico de 121°C (F121°C = 2,52 min) se aplicaría a una temperatura de 111°C
(10°C menos) el valor de F habrá aumentado 10 veces, es decir será 25,2 min.
Procesos térmicos – transmisión de calor
La transferencia de calor puede efectuarse por tres mecanismos: radiación, conducción y
convección. La radiación consiste en la transferencia de calor mediante ondas
electromagnéticas. La conducción es un tipo de transporte de calor que tiene lugar en los
sólidos y que se produce por transmisión directa de la energía molecular. La convección
consiste en la transferencia de calor por grupos de moléculas que se mueven por diferencia de
densidad o por agitación. Sin embargo, no hay alimentos que se calienten puramente por
convección o conducción. Aquellos que presentan una consistencia mayor, se calientan por
conducción y en esos casos se considera que no hay movimientos en el interior del envase
durante el calentamiento o el enfriamiento. Del mismo modo, para los que presentan una
consistencia menor, las curvas de calentamiento están referidas a la de productos que se
calientan por convección. Durante el calentamiento y el enfriamiento se consideran que están
en constante movimiento debido a las corrientes que se elevan por las diferencias de
temperatura. En los alimentos que se calientan por conducción, debido a la falta de
movimiento durante el calentamiento o el enfriamiento hay un gradiente de temperatura desde

16. el centro geométrico hasta la pared del envase.
Durante el calentamiento el gradiente es ascendente desde el centro hacia las paredes, mientras
que en el enfriamiento el gradiente es descendente desde el centro geométrico hacia las
paredes; por eso, el centro geométrico es designado como el punto de más lento calentamiento
y enfriamiento. Debido al movimiento del producto en los que se calientan por convección, la
temperatura en todo el envase es aproximadamente uniforme durante los procesos de
calentamiento y enfriamiento.
a) Calentamiento por conducción
b) Calentamiento por convección
Áreas de contenido
más frío
Conducción Convección

17. CURVA DE PENETRACIÓN DE CALOR

18. CINÉTICA DE LA PENETRACIÓN DE CALOR EN LOS PRODUCTOS
ENVASADOS
Hasta ahora, al hablar del tiempo de proceso se ha supuesto que durante ese tiempo el
producto se mantenía a la temperatura requerida. Esto significa, que el producto alcanza la
temperatura de régimen de forma instantánea y se enfría de la misma forma, lo que en la
práctica solo es casi cierto cuando se tratan líquidos a granel en capa muy fina. En el resto de
los casos tendremos una determinada masa de producto que se calentará y enfriará dentro de
un envase, y estos intercambios térmicos se verán afectados tanto por la naturaleza de pro-
ducto y envase como por la geometría de éste último (Cuadro 01).
La norma general será que el producto, antes de alcanzar la temperatura de régimen, haya
tenido una historia tiempo-temperatura más o menos larga que dependerá de los factores antes
comentados y de la eficacia del sistema de calentamiento empleado, y que en el enfriamiento
ocurra algo semejante aunque en sentido inverso. Para conocer la letalidad (o la modificación
de las características del producto) producida por un tratamiento en estas condiciones, se
tendrá que tener en cuenta el efecto conseguido tanto durante el calentamiento como durante
el enfriamiento.
Cuadro 01: Factores que condicionan la penetración de calor.
Factor Comentario
Proceso Coeficiente
superficial de
transmisión
de calor
El coeficiente de película, h, gobierna la transmisión de calor
sobre la superficie del envase, y es una característica del equipo
empleado y del vector usado en la transmisión de calor. El valor
más alto de coeficiente de película se obtiene con vapor
condensándose.
Agitación La agitación de los envases incrementa la transmisión de calor
para determinados productos: líquidos viscosos o sólidos en el
seno de líquidos, que soporten el movimiento sin dañarse.
Producto Naturaleza La naturaleza del producto condiciona la penetración de calor,
permitiendo la transmisión de calor por convección o por
conducción. Algunos productos cambian de mecanismo de
transmisión de calor a lo largo del proceso.
Temperatura
inicial
Cuanto más alta sea la temperatura inicial más cono será el
proceso. Los procesos más sensibles a las diferencias de
temperatura inicial son los que transcurren por conducción
Propiedades
termofísicas
Es importante principalmente la difusividad térmica
Envase Materiales Pueden ser muy distintos: hojalata, aluminio, vidrio, film
plástico, etc. La conductividad térmica de estos materiales
determinan la penetración de calor.
Geometría La relación superficie/volumen condiciona la penetración de
calor, que mejorará al incrementarse dicha relación.
El factor más importante de los que condicionan la penetración del calor en los productos es
su naturaleza, que es la que va a determinar por qué mecanismo de transmisión de calor va a
producirse el intercambio térmico.

19. En la práctica industrial se pueden encontrar los siguientes tipos de productos:
• Líquidos de baja viscosidad que permiten la formación de corrientes de convección, en los
que el calentamiento es muy rápido (p.ej.: zumos, leche, etc.)
• Sólidos, o líquidos de alta viscosidad, en los que el calor se transmite por conducción, y por
lo tanto el calentamiento es más lento. Durante el calentamiento y el enfriamiento la
temperatura tomará un valor distinto en cada punto de la masa del producto, y durante esos
periodos, para una localización determinada la temperatura variará con el tiempo.
• Líquidos que contienen en su seno sólidos de pequeño tamaño, de forma que la penetración
de calor viene determinada en gran medida por la movilidad del líquido (proporcional a la
relación líquido/sólido existente). La temperatura de los sólidos puede considerarse la
misma que la del líquido que los rodea.
• Sólidos con un líquido de cobertura, en este caso el líquido se calentará por convección (con
mayor o menor facilidad dependiendo de la posibilidad de formar comentes de convección
por los espacios libres entre los sólidos), y servirá de vector del calor al sólido que a su vez
se calentará por conducción.
• Productos que comienzan a calentarse por conducción y en un determinado momento (por
cambios en su estructura y propiedades reológicas) pasan a terminar el proceso calentándose
por convección.
Es evidente que para poder estudiar el proceso de calentamiento de cualquier producto en su
envase es necesario conocer como evoluciona la temperatura en su interior, y tener en cuenta
que la selección del punto de medida de esta temperatura es de crucial importancia.
La temperatura deberá medirse en el punto en el que el calentamiento sea más lento, al que
llamaremos punto crítico. Ya que de esta forma se tendrá la seguridad de que todos los demás
puntos del producto habrán recibido un tratamiento térmico de mayor intensidad que el
determinado con la medida realizada, y se podrá pensar que si el procesado del producto ha
sido suficiente en el punto crítico, también lo habrá sido para el resto de la masa del alimento.
El problema se reduce a localizar el punto crítico y colocar en él el sensor de temperatura.
Generalmente se admite que:
• Para productos que se calientan por convección, en envases cilíndricos, el punto crítico se
sitúa en el eje longitudinal a 1/5 de la altura, medido desde la base.
• Para productos que se calientan por conducción, en envases cilíndricos o de otras formas, el
punto crítico se localiza en el centro geométrico de su masa.
• Para productos en los que intervienen los dos mecanismos de transmisión de calor (sólidos
en líquido de gobierno), será necesario asegurarse de que el centro del sólido de mayor
tamaño recibe el tratamiento adecuado, y será allí donde se deba posicionar el sensor.
Una vez colocado en posición el sistema de medida de temperatura se podrán obtener las
gráficas correspondientes a la evolución de la temperatura en función del tiempo, para el
producto que se está tratando y para el recinto donde se produce el tratamiento. En la Fig. 6 se
muestra un ejemplo de esterilización en autoclave de un producto líquido, que se calienta por
convección, envasado en un tarro de vidrio, en ella se distinguen perfectamente las tres fases
del proceso:
Calentamiento: en la que la temperatura del recinto se incrementa con una determinada
pendiente hasta alcanzar la temperatura de régimen. En esta fase la temperatura del producto
sigue a la del recinto con un retraso que será función de la naturaleza del producto y de las
características del envase: espesor de la pared y conductividad térmica del material.
Mantenimiento: en esta fase la temperatura de régimen permanece todo lo constante que
puedan mantenerla los instrumentos de control instalados en el autoclave. La temperatura del

20. producto tiende a igualarse a la del recinto y lo consigue en un tiempo más o menos largo que
depende de los mismos factores que el retraso de la fase anterior.
Enfriamiento: en esta fase el recinto se enfría hasta una temperatura próxima a la temperatura
ambiente. El producto sigue al recinto en su enfriamiento con el retraso correspondiente, por
lo tanto durante toda esta fase del proceso se encontrará a mayor temperatura que el recinto.
Si el líquido se encuentra en libertad dentro del envase, se podrá considerar que durante todo
el proceso las diferencias de temperatura en la masa del producto son mínimas y que existirá
una homogeneidad suficiente en el tratamiento recibido por el producto.
Fig. 06: Esterilización de un líquido de baja viscosidad en autoclave
Fig. 07: Esterilización en autoclave de un líquido viscoso

21. OPTIMIZACIÓN DEL TRATAMIENTO TÉRMICO
Los objetivos de la aplicación de tratamientos térmicos a los alimentos pueden resumirse en:
• Destrucción de los microorganismos patógenos.
• Evitar las alteraciones producidas por los microorganismos no patógenos.
• Aplicar el grado de cocción adecuado al tipo de alimento en cuestión.
En primer lugar el tratamiento térmico debe estar enfocado a destruir las esporas de la bacteria
anaerobia patógena más termorresistente, que para los productos poco ácidos es Clostridium
botulinum, cuyas células vegetativas producen la toxina más potente conocida.
El segundo objetivo que se pretende es la obtención de lo que se llama "estabilidad" de la
conserva, y para ello es suficiente que el número de esporas supervivientes, de especies no
patógenas, sea aceptablemente pequeño. Teniendo en cuenta que las esporas de las bacterias
no patógenas capaces de desarrollarse en las conservas son mucho más termorresistentes que
las de Clostridium botulinum y se encuentran en mayor número, los tratamientos que
conducen a la destrucción parcial de su población serán generalmente suficientes para
minimizar el riesgo asociado al Clostridium botulinum. La obtención de la estabilidad
conlleva, la mayoría de las veces, la seguridad para el consumidor.
Además debemos cumplir un tercer objetivo: cocer el alimento suficientemente para que solo
requiera su calentamiento antes del consumo.
En el pasado fue práctica común emplear un proceso en dos partes para algunos alimentos
listos para el consumo (p.ej.: judías con tomate): el producto se cocía en primer lugar a baja
temperatura y durante un tiempo largo (en esta parte del proceso no se producía una
destrucción significativa de microorganismos) y a continuación se esterilizaba a alta
temperatura (en esta parte del proceso se aplicaba un tratamiento de cocción muy limitado).
Esto era posible debido a que la diferencia fundamental entre el proceso de destrucción
térmica de microorganismos y el efecto de cocción y destrucción de nutrientes es que sus
parámetros cinéticos z y D son muy distintos (ver tablas 1 y 2). El valor del parámetro z es
mucho mayor para los efectos de cocido (8-55°C) que para los de inactivación microbiana (4-
12°C). En términos generales, por cada 10°C de elevación de temperatura, la cocción se dobla
mientras que el efecto esterilizador se incrementa 10 veces. Esta es la base de que los
tratamientos a alta temperatura y corto tiempo tengan muy poco efecto de cocción.
En la actualidad no es razonable plantear procesos en dos partes. El procesado comercial debe
alcanzar el equilibrio entre las necesidades de destrucción microbiana y la cocción. Hay que
ser capaz de encontrar un proceso que conjugue los dos fines. Como se ha visto en todo este
Capítulo, es posible plantear un gran número de procesos con un mismo Fo, conseguido a
distintas parejas de tiempo-Temperatura. Se puede decir lo mismo del efecto de cocción, luego
se tendrá que elegir precisamente una pareja que satisfaga a la vez, de la mejor forma
posible, los dos requerimientos.
Determinación del tratamiento térmico capaz de conseguir la estabilidad:
Para determinar la letalidad exigida a un tratamiento para que el producto obtenido presente la
estabilidad suficiente es necesario conocer:
• La concentración de la bacteria esporulada anaerobia más termorresistente que esté
presente en la materia prima.
• Los parámetros de termorresistencia de esta bacteria.

22. • El volumen de los envases que se van a producir.
• El "riesgo de no estabilidad" que se admite.
Se entiende como "riesgo de no estabilidad" el número de microorganismos supervivientes
que quedarán por envase después del tratamiento térmico. Si recordamos la ecuación [2]
S = N – 10-t/D
Siendo:
S = n.° de microorganismos supervivientes después del tratamiento
N = n.° de microorganismos iniciales
t = tiempo de tratamiento
D = duración de la reducción decimal.
Como:
N = C . V
siendo:
C = concentración inicial de microorganismos
V = volumen del envase considerado
Será cierto que:
S = C . V . 10-t/D
10-t/D
= C . V
S
t = D . log (C . V )
S
Por lo tanto, como ya se ha dicho, si se conoce la concentración inicial de la bacteria
esporulada más termorresistente capaz de vivir en la conserva, el volumen de los envases que
se van a utilizar, el parámetro de termorresistencia D, a la temperatura a la que se vaya a
realizar el tratamiento, se podrá conocer el tiempo a mantener dicha temperatura, si se decide
cuantos supervivientes se pueden admitir comercialmente. Generalmente se admite que el
riesgo comercial es asumible si S<10~1
, o dicho de otra forma, el riesgo comercial comienza a
ser asumible cuando el número de envases defectuosos es menor que 1 de cada 10 000.
Una vez determinado este tiempo se deberá comprobar si el Fo conseguido con el tratamiento
es mayor de 3,6 para verificar que la salud del consumidor está asegurada.
Ejemplo:
Si se parte de unos envases de conserva de 400 mL que contienen, antes del tratamiento
térmico, 10 esporas/envase de Desulfotomuculum nigrificans, una bacteria no patógena cuyo
D121,1 = 24,9 min, y se pretende que después del tratamiento térmico el riesgo asumido sea de
que aparezca 1 envase defectuoso por cada 10 000. El tiempo de tratamiento a 121,1°C se
calculará de la siguiente forma:
t121,1 = D121,1 . log (C . V ) ) = 24,9 log ( 10 ) = 124,5 min.
S 10-4

23. Será necesario un tratamiento de Fo = 124,5 (124,5 minutos a 121,1°C) para alcanzar la
estabilidad requerida a la conserva, y desde luego, este tratamiento será más que suficiente
para garantizar la salud pública.
Elección de las condiciones de proceso:
Una vez conocido el Fo que se debe aplicar al producto para que se alcance la estabilidad
requerida y se preserve la salud pública, solo queda compatibilizar las condiciones del proceso
de ^esterilización con las del proceso de cocción. Se deberá conocer cual es el valor C exigido
al proceso y encontrar una pareja de tiempo-Temperatura que cumpla a la vez con los dos
valores.
La elección de las condiciones de proceso se puede realizar representando gráficamente las
distintas parejas tiempo-temperatura (en papel semilogarítmico) que satisfacen los valores de
Fo y C requeridos. Se obtendrán así dos curvas que dividirán el plano de la gráfica en 4 partes:
• A: zona de producto sobreesterilizado y sobrecocido.
• B: zona de producto sobreesterilizado y subcocido.
• C: zona de producto subesterilizado y subcocido.
• D: zona de producto subesterilizado y sobrecocido.
En el punto en el que se cruzan las dos curvas se dan las condiciones exactas que cumplirán, a
la vez, las necesidades de esterilización y de cocción, como puede verse en la Fig. 8
Fig. 08: Determinación de las condiciones óptimas de proceso.

24. Los puntos de las curvas se han obtenido de la simulación del proceso de esterilización para
Fo = 3 a distintas temperaturas de régimen (103 a 114°C) y para un proceso de cocción de
C33
100 = 125, considerando que el producto se calentaba por conducción, y teniendo en cuenta
la letalidad conseguida durante el calentamiento y el enfriamiento. Si se hubiera supuesto un
proceso de calentamiento y enfriamiento instantáneos las curvas obtenidas serían perfecta-
mente rectas.
CÁLCULO DEL VALOR ESTERILIZADOR DE UN TRATAMIENTO:
Para conocer la letalidad de un tratamiento es suficiente resolver la ecuación:
∫
−
=
t T
dtFo
0
10
121
10
La resolución de esta ecuación exige el conocimiento de la evolución de la temperatura en
función del tiempo, del punto crítico del producto durante el tratamiento térmico. Conocidos
estos valores lo más sencillo es emplear el llamado método general, desarrollado por Bigelow
y col en 1920 y que consiste en la integración gráfica o numérica de la ecuación anterior.
Se parte de una curva tiempo-temperatura que se puede haber obtenido experimentalmente o
bien a partir de una simulación matemática del comportamiento térmico del producto. Para
cada pareja tiempo-temperatura se calcula el correspondiente valor de LT:
10
1.121
10
−
=
T
TL
El paso siguiente es representar estos valores frente al tiempo, como se ha hecho en la figura
9; la letalidad del tratamiento, Fo, se obtendrá calculando al área comprendida entre la curva
LT y el eje de tiempos.
El cálculo de esta área puede hacerse gráficamente con un planímetro o dibujando la curva en
papel cuadriculado y contando las cuadriculas comprendidas en su interior.
Figura 09: Cálculo de LT

25. SIMULACIÓN DE LA CURVA DE PENETRACIÓN DE CALOR PARA
PRODUCTOS SÓLIDOS ENVASADOS EN LÍQUIDO DE COBERTURA:
Es este caso actuarían los dos mecanismos de penetración de calor; convección para el
calentamiento del líquido y conducción para el calentamiento de los sólidos. Es evidente que
la simulación deberá hacerse de esta misma forma, se simulará como se ha visto por
convección el calentamiento del líquido y a partir de la temperatura del líquido se simulará el
calentamiento por conducción de las piezas de sólido que se trate. Dependiendo de la
geometría del sólido se elegirá la ecuación diferencial de conducción de calor adecuada: para
cilindros, esferas o cubos.
En la figura 10 se puede ver un ejemplo de simulación de esterilización de un sólido cilíndrico
en líquido de gobierno.
Figura 10: Simulación de las curvas de penetración de calor en el caso de un producto
sólido envasado en líquido de gobierno
GRADOS DE CONSERVACIÓN ESTERILIZACIÓN
Queremos decir la destrucción completa de los microorganismos, debido a la resistencia de
ciertas esporas bacterianas al calor, para destruirlas se requiere a menudo en tratamiento
térmico húmedo a una temperatura mínima de 120 °C por 16 min. El tiempo efectivo para
lograr la verdadera esterilidad puede ser de varias horas.

26. Fig. 11: Sinopsis de los tipos de instalaciones para aplicar la conservación térmica
AUTOCLAVE DE ESTERILIZACIÓN
La autoclave se utiliza para esterilizar los envases. Después de la esterilización, el aparato
puede ser utilizado también para enfriar los envases.
La autoclave es del tipo vertical y estacionario. Consta de las siguientes piezas:
1) Válvula de seguridad.
2) Llave de evacuación.
3) Tapa provista de empaque de asbesto.
4) Pernos tipo mariposa.
5) Cuerpo de la autoclave.
6) Manómetro.
7) Termómetro.
8) Tubería y llave para la descarga latera 1 del agua.
9) Tubería y llave para la alimentación de agua.
10) Tubería y llave para la alimentación de vapor.
11) Llave de descarga de agua.
12) Canastilla con perforaciones, que contiene los envases para la esterilización.
13) Tubería perforada para la salida del vapor.
(Paltrinieri, 1997)
CONSERVACIÓN TÉRMICA DE ALIMENTOS
En envases cerrados
herméticamente
Sin empaquetador
(sistemas físicos fluidos)
Proceso discontinuo Proceso continuo
Caldera abierta de
cocción
Autoclave fija
Autoclave móviles
(de rotación y de
péndulo, f = 30 min-1
)
Pasteurizador continuo
(sistema abierto)
con uno o más pisos para
latas y botellas)
Pasteurizador roratorio
de rotor con resaltes guiadores
(para envases) de grandes
dimensiones.
Caldera de presión en espiral
Esterilizadores hidrostáticos
Esterilizadores a la llama
Proceso continuo
Recuperador térmico de
superficie (de placas,
tubular de rascadores,
helicoidal)
Mezcla con vapor (cámara
de vapor, inyector de vapor,
refrigerador de vacío)
Calentador por microondas
Calentamiento óhmico o de
resistencia (6.52)

27. Figura 12: Autoclave de esterilización
Fig. 13: Autoclave horizontal

28. Ejemplo de cálculo de tratamientos letales:
Datos:
- Temperatura del medio de calentamiento (autoclave) = 115ºC
- Temperatura inicial del producto = 68ºC
- Tiempo para alcanzar temperatura en autoclave = 15 min
- Tiempo de tratamiento a 115ºC = 108 min
- fh = fc = 65
- jh = jc = 1,6
Se requiere calcular el valor de F en el centro del bote.
Método:
I = 115 - 68 = 67
Ji = 1,6x47 = 75,2
B = 108 + 0,4(15) = 114
Como: B = fh(log JhxIh – log g)
114 = 65(log 75,2 – log g)
g = 1,325
Es decir, la temperatura en el centro del bote será 113,67ºC. De las tablas que dan la relación
entre g y f/U:
g = 1,325x1,8
fh/U = 2,00 = 65/U
U = 32,5
Entonces, U = FF1 y como F1 = 10(121,1 – TR)/z
F1 = 10(121,1 – 115)/10
F1 = 4,07
32,5 = Fx4,07
F = 8,0
Cuadro 02: Valores F1 correspondientes a diversas temperaturas de tratamiento (inferiores a
121ºC)
121 – Ti
(ºC)
Valor z
4,4ºC 6,7ºC 8,9ºC 10ºC 11,1ºC 12ºC
5,6
6,1
6,7
7,2
7,8
8,3
8,9
9,4
10,0
10,6
17,78 6,813 4,217 3,594 3,162 2,848
23,71 8,254 4,870 4,084 3,548 3,162
31,62 10,00 5,623 4,642 3,981 3,511
42,17 12,12 6,494 5,275 4,467 3,899
56,23 14,68 7,499 5,995 5,012 4,329
74,99 17,78 8,660 6,813 5,623 4,806
100,0 21,54 10,00 7,743 6,310 5,337
133,4 26,10 11,55 8,799 7,079 5,926
177,8 31,62 13,34 10,00 7,943 6,579
237,1 38,31 15,40 11,36 8,913 7,305
Adaptado de Stumbo (1973)

29. Cuadro 03: Algunos valores fh/U y g para z = 10 y jc = 0,4 – 2,0
fh/U Valores de g para los siguientes valores de jc
0,40 0,80 1,00 1,40 1,80 2,00
0,50
0,60
0,70
0,80
0,90
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
100,0
500,0
0,0411 0,0474 0,0506 0,0570 0,0602 0,0665
0,0870 0,102 0,109 0,123 0,138 0,145
0,150 0,176 0,189 0,215 0,241 0,255
0,226 0,267 0,287 0,328 0,369 0,390
0,313 0,371 0,400 0,458 0,516 0,545
0,408 0,485 0,523 0,600 0,676 0,715
1,53 1,80 1,93 2,21 2,48 2,61
2,63 3,05 3,26 3,68 4,10 4,31
3,61 4,14 4,41 4,94 5,48 5,75
4,44 5,08 5,40 6,03 6,67 6,99
7,17 8,24 8,78 9,86 10,93 11,47
9,83 11,55 12,40 14,11 14,97 16,68
11,5 13,6 14,6 16,8 18,9 19,9
12,8 15,1 16,3 18,7 21,1 22,3
13,8 16,4 17,7 20,3 22,8 24,1
17,6 20,8 22,3 25,4 28,5 30,1
26,0 30,6 32,9 37,5 42,1 44,4
Adaptado de Stumbo (1973)