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GUÍA PARA EL

CONTROL DE TRATAMIENTOS TERMICOS

EN EL SECTOR TRANSFORMADOR DE LOS PRODUCTOS DE LA PESCA

SECRETARÍA GENERAL DEL MAR DIRECCIÓN GENERAL DE ORDENACIÓN PESQUERA

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NIPO: 251-08-025-3

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PRÓLOGO

En el marco del Plan de Acción de la Calidad de los productos pesqueros 2007-2008 impulsado por la Secretaría General del Mar perteneciente al Ministerio de Medio Am-biente, y Medio Rural y Marino, se ha elaborado esta Guía para el control de los trata-mientos térmicos en el sector transformador de los productos de la pesca.

Considero fundamental esta iniciativa encaminada a orientar a las empresas transfor-madoras de productos de la pesca y acuicultura sobre el uso de las distintas técnicas de aplicación del frío y calor utilizadas en el tratamiento y conservación de sus productos.

La importancia de los tratamientos térmicos es evidente si hablamos de la cada vez mayor preocupación por parte de la sociedad, sobre el aseguramiento de la calidad ali-mentaria y que al mismo tiempo demanda productos de calidad.

El desarrollo de esta Guía se ha orientado en presentar los diferentes tratamientos tér-micos empleados en el sector así como algunos actualmente en estudio. Se trata pues, de un libro abierto a futuras tecnologías y aplicaciones en este tipo de productos. Su filosofía se basa principalmente en:

Presentar los diferentes tratamientos térmicos empleados en el sector transfor-mador de los productos de la pesca.Mostrar los diferentes equipos empleados en cada uno de los tratamientos, presentando las ventajas y desventajas de cada uno de los sistemas analizados así como los controles a realizar sobre éstos.

Tengo la plena confianza de que el esfuerzo empleado en su elaboración se verá recom-pensado por el buen uso que de ella harán sus destinatarios: transformadores y comer-cializadores del sector pesquero.

Juan Ignacio Gandarias SerranoDirector General de Ordenación Pesquera

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ÍNDICE

1. INTRODUCCIÓN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2. TRATAMIENTOS TÉRMICOS POR APLICACIÓN DE CALOR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10

2.1 PROCESOS DE CALENTAMIENTO CON EMPLEO DE VAPOR O AGUA . . . . . . . . . . .11

2.1.1 ESCALDADO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11

2.1.1.1 Ventajas y desventajas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11

2.1.1.2 Métodos de escaldado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12

2.1.1.3 Efectos sobre los alimentos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13

2.1.1.4 Aplicación en la industria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13

2.1.2 COCCIÓN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14

2.1.2.1 Objetivos del tratamiento de cocción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14

2.1.2.2 Tecnología del proceso de cocción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14

2.1.2.3 Elección del sistema más adecuado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15


2.1.3 COCCIÓN A VACÍO O SOUS VIDE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17

2.1.3.1 Control de los parámetros tiempo y temperatura

durante el proceso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17

2.1.3.2 Ventajas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18

2.1.3.4 Principios básicos de la cocción a vacío . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18

2.1.3.5 Aplicación en industria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19

2.1.4 PASTEURIZACIÓN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19

2.1.4.1 Tecnología de pasterización . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20


2.1.5 ESTERILIZACIÓN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22

2.1.5.1 Influencia del calentamiento en la calidad del producto . . . . . . . . . . .22

2.1.5.2 Fundamentos de la transmisión del calor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22

2.1.5.3 Acción de las altas temperaturas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23

2.1.5.4 Tratamiento de esterilización . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25

2.2 PROCESOS TÉRMICOS CON EMPLEO DE AIRE CALIENTE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .39

2.2.1 DESHIDRATACIÓN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .39

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6 / GUIA PARA EL CONTROL DE TRATAMIENTOS TERMICOS EN EL SECTOR TRANSFORMADOR DE LOS PRODUCTOS DE LA PESCA

2.2.1.1 Concepto del término actividad de agua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .39

2.2.1.2 Objetivos del proceso de secado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .40

2.2.1.3 Métodos de Secado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .41

2.2.1.4 Factores determinantes en la velocidad de deshidratación . . . . . . . .41

2.2.1.5 Tecnología del proceso de secado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42

2.2.1.6 Efecto del proceso de deshidratación sobre los alimentos . . . . . . . . .43


2.3 PROCESOS TÉRMICOS EMPLAENDO ACEITE CALIENTE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44

2.3.1 FRITURA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44

2.3.1.2 Métodos de fritura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45

2.3.1.3 Cambios en el aceite de fritura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45

2.3.1.4 Efectos sobre los alimentos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .46

2.3.1.4 Tecnología del proceso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47

2.3.1.5 Elección de la tecnología más adecuada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .48


2.4 APLICACIÓN DE HUMO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .49

2.4.1 AHUMADO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .49

2.4.1.1 Composición del humo de la madera . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .49

2.4.1.2 Métodos de ahumado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .52

2.4.1.3 Factores que influyen en la absorción del humo . . . . . . . . . . . . . . . . . .52

2.4.1.4 Acción del humo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .52

2.4.1.5 Tecnología del ahumado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .53

2.5.1.6 Almacenamiento del pescado ahumado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .54


2.5 TRATAMIENTOS TÉRMICOS CON ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS . . . . . . . . . . . . . .56

2.5.1 CALENTAMIENTO POR ALTAS FRECUENCIAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .56

2.5.1.1 Radiofrecuencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .56

2.5.1.2 Tecnología . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .57

2.5.1.3 Aplicación en industria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .58

2.5.2 CALENTAMIENTO MEDIANTE MICROONDAS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .58

2.5.2.1 Horno microondas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .59

2.5.2.2 Comparación, ventajas y desventajas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .59

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GUIA PARA EL CONTROL DE TRATAMIENTOS TERMICOS EN EL SECTOR TRANSFORMADOR DE LOS PRODUCTOS DE LA PESCA / 7

2.5.2.3 Inactivación de microorganismos por el uso de microondas . . . . . . .60

2.5.2.4 Aplicación industria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .60

2.5.2.5 ¿Por qué usar microondas y radiofrecuencias? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .60

2.5.3 CALENTAMIENTO MEDIANTE RADIACIÓN INFRARROJA . . . . . . . . . . . . . . . . .61

2.5.3.1 Propiedades de la radiación infrarroja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .61

2.5.3.2 Equipo de calentamiento por infrarrojos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .62

2.5.3.3 Aplicación industria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .63

2.6 DESCONGELACIÓN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .63

2.6.1 PROCESO DE DESCONGELACIÓN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .64

2.6.1.1 Métodos de descongelación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .64

2.6.1.2 Clasificación de los métodos de descongelación en función de cómo

se suministra la energía. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .64

2.6.1.3 Efectos producidos por la descongelación incorrecta . . . . . . . . . . . . .68

2.6.1.4 Prevención de la pérdida de calidad en los productos . . . . . . . . . . . . .68

3. TRATAMIENTOS TÉRMICOS POR APLICACIÓN DE FRIO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .69

3.1 REFRIGERACIÓN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .71

3.1.1 PROCESO DE REFRIGERACIÓN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .71

3.1.1.1 Objetivos de la refrigeración . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .71

3.1.1.2 Sistemas de enfriamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .72

3.1.1.3 Uso del hielo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .72

3.1.1.4 Sistemas basados en la evaporación de un líquido

cuya temperatura de ebullición es inferior

a la temperatura a conseguir . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .72

3.1.1.5 Factores que afectan a la vida útil de un alimento refrigerado . . . . .74

3.1.1.6 Factores que afectan a la calidad del alimento

durante el almacenamiento en refrigeración . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .74

3.1.1.7 Factores que afectan a la velocidad de deterioro de especies de

pescado almacenadas en hielo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .75

3.2 CONGELACIÓN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .76

3.2.1 PROCESO DE CONGELACIÓN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .76

3.2.1.1 Cinética del proceso de congelación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .76

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3.2.1.2 Velocidad de congelación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .78

3.2.1.3 Factores que afectan a la conservación por congelación . . . . . . . . . .79

3.2.1.4 Calidad de un producto congelado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .81

3.2.1.5 Métodos y tecnología para aplicación de las bajas temperaturas . .84

4 BIBLIOGRAFÍA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .94

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1. INTRODUCCIÓN

Tres de los objetivos principales de la industria alimentaria de hoy en día, al igual que en el pasado los representan los siguientes puntos:

Ampliar el período de tiempo durante el cual siendo un alimento sigue sano (la vida útil), aplicando técnicas de conservación que inhiben el crecimiento microbiológico así como los cambios bioquímicos.Aumentar la variedad en la dieta mediante el suministro de una amplia gama de nuevos productos.Proporcionar los nutrientes necesarios para la salud.

En cada uno de estos objetivos existe en mayor o menor medida la aplicación de tra-tamientos térmicos dentro del proceso de producción de alimentos, jugando un papel muy importante en el producto final obtenido ya que le confirieren sus características propias.

En los países industrializados, el mercado de alimentos procesados está cambiando, y en contraste con épocas anteriores, los consumidores demandan cada vez más, alimentos fáciles de preparar y atractivos que le aporten al mismo tiempo, todos los nutrientes necesarios. En este sentido, el sector transformador de productos de la pesca y de la acuicultura sigue esta tendencia y, además de ofrecer productos de amplia tradición como conservas y congelados, está apostando por la aplicación de nuevas tecnologías de procesado con las que ampliar la oferta de productos transformados del mar.

Con la presente guía se busca que las empresas conozcan mejor las técnicas de aplicación del frío y calor para conservación y tratamiento de los derivados de la pesca, los procesos físico-químicos que se dan sobre el pescado en las distintas etapas por las que pasa durante su transformación (congelación, descongelación, cocción, esterilización…) así como la maquinaria e instalaciones implicadas en estos procesos y los controles a realizar sobre éstos. El objetivo es, fomentar la estandarización de procesos en base a criterios científico-técnicos acercando a las industrias los nuevos tratamientos aplicables a los productos y las buenas prácticas de uso.

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2. TRATAMIENTOS TÉRMICOS POR APLICACIÓN DE CALOR

Los tratamientos térmicos siguen siendo uno de los métodos utilizados más importantes en la elaboración de alimentos, no sólo a causa de los efectos deseables en la calidad del alimento, sino también por el efecto conservante que produce debido a la destrucción de enzimas, microorganismos, insectos y parásitos.

Además de lo expuesto anteriormente, presenta otra serie de ventajas como son:

1. Condiciones de transformación relativamente fáciles de controlar2. Capacidad para producir alimentos estables que no requieren refrigeración3. Destrucción de factores antinutricionales (por ejemplo, inhibidor de tripsina en algunas leguminosas) 4. Mejora en la disponibilidad de algunos nutrientes (mejora la digestibilidad de proteínas, la liberación de niacina, etc.).

Sin embargo, el calor también altera o destruye los componentes de los alimentos que son responsables de su sabor, color o textura. En este sentido es importante llegar a un compromiso entre los diferentes tratamientos que se aplican al producto con el fin de garantizar su inocuidad hacia el consumidor manteniendo al mismo tiempo las caracte-rísticas sensoriales y valor nutritivo.

En este sentido, existen tratamientos térmicos enfocados a aumentar la vida útil del pro-ceso (esterilización, pasteurización, etc.) mientras que otros están destinados a cambiar las características sensoriales del producto (fritura, etc.…).

A continuación se describen los diferentes tratamientos con aplicación de calor, con sus características y efectos sobre el alimento empleadas en el proceso de transformación de productos derivados de la pesca y de la acuicultura.

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2.1 PROCESOS DE CALENTAMIENTO CON EMPLEO DE VAPOR O AGUA

En este apartado se presentan los diferentes tratamientos térmicos que emplean vapor o agua como vehículo de transmisión del calor.

2.1.1 ESCALDADO

El escaldado consiste en la aplicación de calor durante la preparación de la materia prima o de forma previa a algunas operaciones de conservación (esterilización por calor, des-hidratación y congelación).

Se trata de un tratamiento térmico suave que consiste en someter el producto, durante un tiempo más o menos largo, a una temperatura inferior a 100 ºC y a un enfriamiento rápido hasta una temperatura propia próxima a la del ambiente. El escaldado debe ser considerado como un tratamiento complementario y no un método de conservación por sí solo.

Los factores que determinan el tiempo de escaldado son: tipo de producto, tamaño del producto, la temperatura de escaldado, y el sistema de calentamiento.

2.1.1.1 Ventajas y desventajas

VentajasInactivación enzimática antes de los procesos de congelación y deshidratación, ya que las temperaturas utilizadas en estos procesos resultan insuficientes para la inactivación de los enzimas. Si el alimento no se escalda se producen durante su almacenamiento cambios indeseados sobre su valor nutritivo y sobre las características organolépticas.Reducción del número de microorganismos presentes en el alimento con el consiguiente aumento del efecto conservador de operaciones posteriores, como la esterilización por calor, la congelación y la rehidratación de alimentos desecados. Esta técnica combinada destruye las formas bacterianas vegetativas, así como los mohos y las levaduras. Puesto que los efectos letales del calor son acumulativos, el escaldado elimina los gérmenes sensibles al calor y sensibiliza a los termorresistentes.Compactación del producto al colapsarse estructuras internas y eliminar gases. Debido a esto, el alimento no flota en el líquido de gobierno, lo que es muy conveniente en el caso de conservas.Desorción de gases como el oxígeno. La concentración residual en el producto tras el escaldado es mínima, impidiendo su oxidación.

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DesventajasPérdida de nutrientes por disolución de elementos tales como minerales y vitaminas hidrosolubles.Cambios en la textura, fundamentalmente ablandamiento de los tejidos, así como cambios en dureza, rigidez, cohesión.Cambios en el sabor y color.

Temperatura del medio calefactorLa temperatura a la que se va a realizar el escaldado depende del alimento (forma, tamaño y propiedades térmicas), de donde estén situadas las enzimas a desactivar así como la susceptibilidad del mismo a sufrir transformaciones de color y textura a causa del calor. En este sentido, tratamientos cortos a alta temperatura son eficaces para inactivar enzimas que se encuentran en la superficie, mientras que si están distribuidas por todo el alimento, responden mejor a tratamiento prolongados a baja temperatura, que alteran menos las propiedades del alimento.

2.1.1.2 Métodos de escaldado

Escaldado por condensación: Con este método, el alimento es mantenido en atmósfera de vapor saturado durante un tiempo determinado a través de un escaldador de vapor. Este método es usado en alimentos de gran superficie relativa, ya que las pérdidas por lavado son menores que por escaldado en agua caliente. En ocasiones se suele utilizar vapor húmedo con la consiguiente pérdida de nutrientes hidrosolubles por lixiviación pero que no implica pérdida de peso en el producto.

Escaldado por inmersión: Con este método, el alimento es sumergido en un baño de agua caliente entre 70-100 ºC durante un cierto tiempo y trasladado posteriormente a una sección de escurrido-enfriado.Este tratamiento presenta el inconveniente de producir una mayor pérdida de nutrien-tes por lixiviación que en el escaldado por condensación, existiendo además, un mayor riesgo de contaminación por bacterias termófilas. Asimismo presenta un alto consumo de agua generando al mismo tiempo un elevado volumen de efluentes.

Es muy importante controlar los tiempos y la temperatura para no provocar efectos per-judiciales en el alimento.

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Tabla 1. Comparación de los equipos de escaldado

TRATA-MIENTO

VENTAJAS DESVENTAJAS

Escaldadopor inmer-

sión

*Mayor eficacia energética

*Menor inversión

*Pérdidas elevadas de compuestos Hidrosolubles*Alto consumo de agua

Escaldadopor conden-

sación

*Pocas pérdidas de componentes hidrosolubles

*Bajo consumo de agua

*Fácil limpieza

*Menor eficacia energética

*Altos costes de inversión

2.1.1.3 Efectos sobre los alimentos

Los efectos que este tipo de tratamientos provocan en el alimento son los siguientes:

Pérdida de nutrientes: Pérdida de minerales, vitaminas y otros componentes hidrosolubles debido al efecto del lavado, termodestrucción y en menor medida de la oxidación.

Cambios de color: La temperatura y el tiempo de escaldado influyen en los pigmentos del alimento.

Cambios en el aroma: Un escaldado insuficiente conduce al desarrollo de aromas extraños durante el almacenamiento de alimentos desecados o congelados. Sin embargo, si el escaldado se realiza correctamente, la mayoría de los alimentos no sufren cambios significativos ni en su aroma ni en su sabor.

Cambios en la textura: las condiciones de tiempo-temperatura necesarias para lograr la inactivación enzimática provocan alteraciones de la textura excesivas en algunos alimentos.

2.1.1.4 Aplicación en la industria

El escaldado se aplica, de forma generalizada, en el sector transformador de productos de la pesca, a los cefalópodos. En especial a la presentación de pota y calamar en forma de anillas. Esto se debe a que tras la aplicación del tratamiento, además de mejorar las características microbiológicas del producto, adquieren una consistencia física mejorada, logrando una forma más redondeada.

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También se aplica en crustáceos. En productos pelados, sirve para eliminar aquellos gér-menes que se puedan haber adquirido en el pelado además de proporcionar un mejor aspecto a la carne.

Además, también es utilizado en el proceso de elaboración de anchoas ya que con este método, se logra retirar la muera y la piel de los bocartes tras finalizar la etapa de pren-sado. Aunque puede hacerse artesanalmente, donde cada uno de los bocartes es sobado con una malla para dejarlo limpio y preparado para recortar, el escaldado (por agua) es actualmente muy empleado ya que con él, se consigue aumentar la producción.

2.1.2 COCCIÓN

El proceso de cocción consiste en el calentamiento del producto en baño de agua, sal-muera o vapor en un rango de temperaturas comprendido entre 80 ºC y 100 ºC durante un tiempo que varía en función del tamaño de las piezas y de su composición.

La duración del tratamiento térmico de cocción, se determina midiendo la temperatura en el centro del producto considerándolo suficiente cuando ha alcanzado entre 60-70 ºC en dicho punto.

2.1.2.1 Objetivos del tratamiento de cocción

Los objetivos de este tratamiento son:Deshidratar parcialmente el producto, debido a la diferencia de la concentración salina entre la salmuera y el producto.Extraer parte de la grasa de la materia prima.Mejorar la textura del producto.Facilitar la limpieza posterior de la materia prima.

2.1.2.2 Tecnología del proceso de cocción

Se puede llevar a cabo en balsinas de cocción o en cocederos en régimen continuo o discontinuo.

Balsinas de cocciónInmersión en baño de salmuera. En este caso se usa como fluido transmisor del calor una disolución de agua y sal (salmuera) cuya concentración en sal puede osci-lar entre el 4 y el 7% en función de las características propias del proceso de cocción y el contenido en cloruros del pescado (cuánto mayor sea el contenido en cloruros del producto menor será la concentración de sal en la salmuera). La deshidrata-ción del producto es debida tanto a la temperatura como a la ósmosis que se pro-

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duce por el gradiente de concentración salina existente entre el producto y la salmuera.

Inmersión en baño de agua dulce, se utiliza en el caso de que el producto posea un contenido en cloruros ele-vado.

Túneles de cocciónLos equipos que trabajan en continuo están adaptados al producto que se va a tratar (túnidos, moluscos, cefalópo-dos…). Hay dos alternativas, trabajar con una mezcla de agua/vapor a 110 ºC (según el proceso) o agua a 100 ºC que se calienta por inyección directa de vapor o por intercambiadores de ser-pentín. En todos los casos el vapor se genera mediante calderas pirotubulares.

2.1.2.3 Elección del sistema más adecuado

Su elección del sistema dependerá de:

Tipo de producto.Volumen de producción.Efluentes generados.

Las balsas suponen una inversión inicial mayor y producen menor merma del producto, sin embargo los cocederos a vapor permiten una cocción más rápida y mayores volúme-nes de producción (procesan aproximadamente 4 toneladas de producto por proceso frente a 1 tonelada de producto por proceso en el caso de las balsinas). Normalmente, las bandejas con el pescado se introducen y se sacan de las balsas mediante un polipasto.

Hay que tener en cuenta que la cocción supone el 50% del consumo térmico de muchas empresas y el volumen de efluentes que genera cada uno de los sistemas.

Ilustración 1. Balsina de cocción.

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Gráfica 1. Estimación del gasto energético atribuido a diferentes tratamientos térmicos

Fuente: “Estudo de optimizacion enerxetica no sector conserveiro en Galicia”. Xunta de Galicia.


Actualmente, el sector conservero de productos de la pesca y la acuicultura, emplea una gran variedad de especies para la elaboración de conservas, con las que diversificar así, la oferta de este tipo de productos. Sin embargo, aunque el número de especies es relativamente amplio, existen una serie de ellas que representan la gran mayoría de la producción de conservas elaboradas en España como son el atún, la sardina, el mejillón, la almeja, la caballa y el berberecho, además de otras especies. En su proceso de elabo-ración, la cocción constituye un tratamiento térmico previo a la esterilización, siendo im-portante elegir el binomio tiempo/temperatura más adecuado para cada materia prima de forma que la posterior limpieza y eliminación de piel y otras partes indeseables pueda realizarse correctamente.

Para bogavantes y cangrejos el tratamiento de cocción tiene como finalidad lograr la coagulación de las proteínas, facilitando la separación entre el músculo y el caparazón.

Langostinos. Se realiza la cocción en cestos metálicos por inmersión en un tanque con salmuera caliente durante aproximadamente 4 minutos (cambio de la superficie del langostino a un color rosa claro, la carne está de color blanca y firme, y adquiere la curvatura característica).

Su uso es generalizado en la preparación de crustáceos donde se emplea junto a una congelación final (langosta, buey, cigala, etc.).

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Ostras y almejas. Se cuecen para aumentar su firmeza y eliminar el posible exceso de humedad.

En el caso de los moluscos bivalvos se emplea para la apertura de las valvas, facilitando la extracción posterior de la vianda.

2.1.3 COCCIÓN A VACÍO O SOUS VIDE

Sistema por el cual los alimentos crudos son envasados al vacío en envases termorre-sistentes herméticamente cerrados para ser cocinados a continuación, en condiciones controladas de tiempo y temperatura siendo finalmente almacenados bajo temperaturas de refrigeración.

Esta técnica presenta ventajas, tanto desde el punto de vista organoléptico, nutricional y comercial frente a otros tratamientos térmicos convencionales siempre que se respete la cadena de frío desde su producción hasta su consumo final.

Además, la cocción del alimento ya envasado impide la posible recontaminación microbioló-gica posterior, siempre y cuando se cumplan los principios básicos de este tipo de cocción.

2.1.3.1 Control de los parámetros tiempo y temperatura durante el proceso

Uno de los problemas fundamentales de la cocción es la pérdida de sabores de los productos debido a la oxidación, lo cual se evitaría en ausencia de oxígeno. La cocción a vacío implica una cocción a menor temperatura de lo usual (entre 65 y 95 ºC) por un periodo más largo de tiempo (10 minutos a 60 minutos) y sin la presencia de oxígeno en contacto con el producto (envasados al vacío). Por razones técnicas, se agrega al envase una pequeña cantidad de líquido ya sea agua o jugo propio del producto para obtener así un ambiente húmedo, controlando además, los diferentes parámetros como temperatura, tiempo e intensidad de vacío, para conseguir una cocción adecuada.

Debido a que el producto está envasado al vacío, se genera un ambiente anaerobio en el interior del envase que, aunque impide la proliferación de microorganismos aerobios, también supone la creación de un medio adecuado para el crecimiento de patógenos anaerobios como es el caso de Clostridium botulinum, siendo el tipo E el que más incidencia tiene en platos de pescado procesados bajo esta tecnología, presentando crecimientos a temperaturas de 3,3ºC.

Las recomendaciones del Advisory Comitee on the Microbiological Safety of Food (ACMSF) consisten en tratamientos térmicos equivalentes a 90 ºC durante 10 minutos o

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tratamiento equivalente en el centro del producto, debido a que las cepas de Clostridium botulinum tipo B son más resistentes que las pertenecientes al tipo E.

Existe también el riesgo de proliferación de Listeria monocytogenes en este tipo de pro-ductos, por lo que las guías recomiendan tratamientos de 70 ºC durante 2 minutos y su posterior almacenamiento y distribución a temperaturas inferiores a 3 ºC, con una vida útil de 7 días.

2.1.3.2 Ventajas

Las ventajas que presenta este tipo de cocción frente a la tradicional son:

Aumento de la vida útil del alimento.Utilización de un espacio físico menor y menos utensilios.Erradicación de humos y olores.Planificación de la elaboración de los platos, preparando con antelación los distintos ingredientes. Ahorro de energía y tiempo.Preservación de las cualidades alimenticias e higiénicas del alimento.La ausencia de oxígeno evita oxidaciones, acentuando los sabores, aromas y revalorizando el producto. Las cualidades organolépticas se desarrollan más en los productos cuando se cuecen en su propio jugo.Reducción de las mermas de peso al no haber desecación (en productos pes-queros hasta un 10%). La reducción al mínimo de grasas permite:

Una cocción ligera pero de gusto acentuado.oUna cocción dietética pero con todo su sabor.oMenos pérdidas en vitaminas.oProlongación de la conservación.o

2.1.3.4 Principios básicos de la cocción a vacío

Los principios básicos de la tecnología Sous Vide son los siguientes:

Aplicar de manera rigurosa la higiene en todos sus aspectos durante las fases a seguir, esto implica la perfecta limpieza de los productos, recipientes y el lugar donde se desarrolla el proceso. Los envases no son reutilizables.Utilizar unas materias primas frescas y de calidad.Lograr un vacío del 99%.Cocer el producto subiendo rápidamente la temperatura deseada para sobre-pasar lo antes posible la zona de peligro (10 ºC a 65º C), que es el rango de

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temperaturas en el que las bacterias e desarrollan con más rapidez.Enfriar rápidamente cualquier producto una vez cocinado.Controlar permanentemente la salud del personal, su higiene y su vesti-menta.Etiquetar las bolsas con fechas de fabricación y caducidad.Mantener la cadena de frío hasta el consumo del producto.Almacenar los productos envasados en frigoríficos a temperaturas de refrige-ración próximas a la de fusión del hielo.Cuando el producto va a ser consumido, es necesario superar los 65 ºC en el corazón del mismo en menos de una hora.

2.1.3.5 Aplicación en industria

Este método de preservación no ha tenido una amplia difusión en el campo de los ali-mentos listos para consumo ya que existe un riesgo potencial de crecimiento de Clostri-dium botulinum si el almacenamiento no se realiza correctamente (Clostridium botulinum puede producir toxina a 10-12 ºC). Sin embargo es muy empleado en los servicios de catering.

Se están realizando estudios acerca de una posible alternativa dentro de este proceso consistente en un almacenamiento en condiciones de congelación sustituyendo así, el almacenamiento en refrigeración.

2.1.4 PASTEURIZACIÓN

La pasteurización es un tratamiento térmico que elimina los microorganismos patóge-nos no esporulados, mediante la aplicación de temperaturas que no dañan excesiva-mente las características organolépticas del producto, si bien, dicho producto debe ser consumido en un periodo de tiempo relativamente corto durante el cuál, deberá estar en condiciones de refrigeración. Esto se debe a que los productos pasteurizados conser-vados a temperaturas inadecuadas pueden presentar un nuevo desarrollo microbiano, ya que las esporas que no fueron destruidas durante el tratamiento térmico de pasteuri-zación, podrían germinar y convertirse en formas vegetativas.

Existen diferentes tipos de pasterización en función del binomio tiempo/temperatura empleado:

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Diagrama 1. Tipos de pasteurización.

Se pueden pasteurizar alimentos envasados en tanques de agua caliente o en estufas de aire, aunque la pasteurización se utiliza mucho más en continuo para alimentos no envasados.

2.1.4.1 Tecnología de pasterización

Los equipos de pasteurización pueden clasificarse en continuos o discontinuos.

Discontinuos o por lotes: en estos equipos, los cestos con los envases son introducidos en calderines con agua caliente durante un tiempo y temperatura adecuados al producto. Una vez terminado el tratamiento térmico los cestos se dirigen a otro calderín con agua fría.

Continuos: los envases se sitúan dentro de recipientes transportados por cadenas de modo que son introducidos en el baño de agua caliente seguida posteriormente por una fase de enfriamiento por inmersión o por ducha de agua.

Inmersión: son equipos abiertos en los que el agua permanece caliente por introducción directa de vapor. El enfriamiento tiene lugar por inmersión en agua fría dentro del propio equipo.

Ducha de agua: equipo adecuado para producto envasado en tarros de vidrio. Está formado por una zona de precalentamiento, otra en la que tiene lugar la pasteurización propiamente dicha y finalmente la de enfriamiento. Este tipo de sistema genera menor volumen de efluente que el caso anterior así como un menor consumo energético.


El tratamiento de pasteurización, es aplicado en la actualidad a numerosos productos derivados de la pesca y de la acuicultura como moluscos (Mejillón, Almeja, Berberecho,

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Bígaro, Navaja, Pulpo, entre otros), crustáceos, así como productos más elaborados como croquetas frescas o patés realizados con pescados y mariscos.

Una de las aplicaciones con mayor difusión en la industria pesquera es la elaboración de mejillones pasteurizados.

El procedimiento consiste en cocer los mejillones en agua hirviendo o vapor durante un tiempo suficiente para la apertura de las conchas. A continuación se procede a la separación de la vianda y posterior inmersión en una solución de ácido acético al 4% durante un período de tiempo de 24 horas, en proporción 1:1. El objetivo de este tratamiento reside en que la materia prima tratada de este modo requiere un tratamiento térmico posterior menos agresivo para destruir los patógenos no esporulados.

Una vez transcurridas 24 horas, los mejillones son escurridos y empacados. Una vez cerrados los envases, el producto se introduce en un baño de agua, la cual se encuentra a una temperatura próxima a la del producto. De forma progresiva, la temperatura del agua irá incrementando su valor hasta que el centro del producto alcance una temperatura de 70º C, momento en el cual se mantendrá durante un tiempo aproximado de 20 minutos y una vez finalizado el tratamiento térmico, los envases son enfriados mediante aire.

El pH del producto final deberá ser lo suficientemente bajo para evitar el desarrollo de microorganismos (pH inferior a 4.2). En el caso de producto almacenado durante un largo período de tiempo, deberá mantenerse en condiciones de oscuridad, ya que la luz directa podría provocar decoloraciones en la carne del mejillón.

El mejillón pasterizado también se comercializa con concha, en este caso, los mejillones son introducidos en bolsas y envasados al vacío sometiendo al producto a temperaturas próximas a 100º C por períodos de tiempos cortos.

Otros productos pasterizados que se pueden encontrar en los canales de distribución son almejas, berberechos, ostras, carne de cangrejo, etc., mantenidos en condiciones de refrigeración.

Además del mejillón, también se emplea este tratamiento para la carne de cangrejo. El tratamiento aplicado a este tipo de producto requiere que la carne de cangrejo no tenga más de un día cuando se proceda a su pasteurización, siendo la temperatura de la carne en el envase de 85 ºC o superior, al menos 1 minuto. En el caso de que se caliente por encima de los 91 ºC o quede demasiado cocida, la superficie de la carne próxima al envase metálico adquirirá un color azul claro al igual que si es almacenada durante demasiado tiempo. Su preparación requiere las mismas condiciones para la venta de carne de cangrejo en fresco. Tras la pasteurización, el producto debe ser enfriado

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rápidamente y almacenado a temperatura próxima a la de la fusión del hielo antes de una hora.

Cada vez más, se está aumentando la variedad de especies empleadas en la elaboración de paté/pastel que son mantenidos en refrigeración como el caso de pasté de cabracho, paté de merluza, etc.

2.1.5 ESTERILIZACIÓN

La aplicación de calor constituye un procedimiento físico empleado sobre los alimentos con el objetivo de destruir los posibles microorganismos que pudieran contener, de forma que resulten seguros y se alargue su período de conservación. Sin embargo, hay que tener en cuenta la intensidad del tratamiento aplicado (parámetros de tiempo y temperatura), ya que afecta a las características intrínsecas del propio alimento, tales como textura, aroma o pérdidas de vitaminas y minerales…

Un estudio previo del tratamiento a aplicar es de vital importancia.

Si el tratamiento aplicado es insuficiente para provocar la total destrucción microbiana, los productos obtenidos no son seguros para el consumidor. Por otro lado, si el tratamiento térmico que se aplica es excesivo, obtendremos un producto microbiológicamente seguro, pero inservible desde el punto de vista comercial ya que sus características sensoriales y nutritivas estarán extremadamente alteradas resultando poco o nada atractivo.

2.1.5.1 Influencia del calentamiento en la calidad del producto

En los tratamientos térmicos se intenta conjugar la seguridad microbiológica del pro-ducto con el mínimo deterioro posible de las propiedades nutritivas y sensoriales del alimento. Este deterioro depende de:

Tiempo del procesoTemperatura del procesoComposición y propiedades del alimento

2.1.5.2 Fundamentos de la transmisión del calor

La transmisión de calor es un proceso que tiene lugar entre dos cuerpos con distinta temperatura, cuya velocidad depende del gradiente de temperaturas existente entre dichas materias.

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El calor se puede transmitir de tres maneras distintas:

Conducción: transferencia térmica obtenida por contacto directo.Convección: causado por el movimiento natural o forzado de las moléculas que componen un fluido. Radiación: transferencia de energía térmica por ondas electromagnéticas.

2.1.5.3 Acción de las altas temperaturas

Cinética de destrucción térmica de los microorganismos.El calor húmedo provoca la destrucción de los microorganismos por desnaturalización de sus proteínas estructurales (la presencia de agua acelera la rotura de los puentes de hidrógeno que son los responsables de la estructura terciaria de las proteínas), inactivación de los enzimas y destrucción de las membranas celulares. El calor seco es menos letal, ya que elimina a los microorganismos por deshidratación y oxidación, necesitando la aplicación de temperaturas más altas durante períodos de tiempo más prolongados.

La destrucción microbiana depende de:

Diagrama 2. Factores de los que depende la cinética de destrucción microbiana.

Se debe utilizar la combinación tiempo-temperatura más adecuada a cada producto en función de sus características propias y de su forma de preparación.

La destrucción microbiana sigue una cinética de orden logarítmico:

Log S=Log N + t LogP

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Para caracterizar la resistencia de un microorganismo frente al calor se utilizan dos pará-metros: D (tiempo de reducción decimal) y Z (constante de resistencia térmica), mien-tras que para caracterizar la intensidad de un tratamiento térmico se usa el valor F(tiempo de muerte térmica).

Tiempo de reducción decimal D: Es el tiempo necesario para destruir el 90% de los microorganismos presentes en un alimento a una temperatura determinada. El tiempo para reducir el número de esporas de 10 000 a 1000 es el mismo tiempo que el necesario para reducir la población de 1000 a 100, de manera que el tiempo de reducción decimal D es independiente del número inicial de esporas, sin embargo, si se ve afectado por la temperatura del medio de calentamiento (cuánto más alta es la temperatura mayor es el porcentaje de destrucción y más bajo es por tanto el valor de D).

D=t/(logN0-logN

t)

Para N0=10N

t, t=D

Donde:t= tiempo de calentamiento (min.)N

0= número de microorganismos inicial presentes

Nt= número de microorganismos tras el tratamiento térmico

Tabla 2. Tiempos de reducción decimal para esporas de bacterias con incidencia en

conservas de productos pesqueros.

OrganismoTemperatura de creci-

miento óptimo (ºC)Valor de D (min.)

B. stearothermophilus 55 D121. 1

4.0-5.0

C. thermosaccharolyticum 55 D121.1

3.0-4.0

D.nigrificans 55 D121.1

2.0-3.0

C.botulinum (tipos A y B) 37 D121.1

0.1-0.23

C.sporogenes (PA 3679) 37 D121.1

0.1-1.5

B.coagulans 37 D121.1

0.01-0.07

C. botulinum type E 30-35 D82.2

0.3-3.0

Fuente: Manual of fish canning. FAO Fisheries Technical Paper 285.

En el caso de C. botulinum tipo E los valores de D se referencian con respecto a la temper-atura de 82.2º C ya que sus esporas son relativamente lábiles al calor siendo destruidas durante el proceso de pasterización.

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Constante de resistencia térmica (Z): número de grados centígrados necesario para aumentar la temperatura de forma que el valor de D disminuya a la décima parte.

Z=(T2-T

1)/(logD

1-logD

2)

Para D1=10D

2, Z=T

2-T

1

Donde:Z= número de grados (º C)T

1 y T

2=temperaturas de tratamiento (º C)

D1y D

2=valores D a las temperaturas anteriores

Tiempo de muerte térmica F: tiempo necesario, a una temperatura determinada, para reducir la población microbiana presente en un alimento hasta un nivel deseado.

F=nDN

0=10Nt F= D

N0=100Nt F=2D F=D (logN

0-logN

t)

N0=106Nt F=6D

Los microorganismos presentes en un alimento tienen un valor F específico, de modo que habrá que tomar en cuenta el valor más alto de todos ellos. Cuando el valor F es referido a 121º C recibe el nombre de F

0.

El valor de F0 se obtiene de forma experimental a partir de curvas de penetración de

calor que muestran la temperatura del interior del producto durante la esterilización. Se considera que un proceso térmico es seguro (esterilidad comercial) si el punto que ne-cesita más tiempo en calentarse (punto más frío) alcanza un valor de aproximadamente 3 minutos (2.52minutos) aunque en la industria, se aplican valores superiores con el fin de asegurar la obtención de un producto microbiológicamente seguro.

2.1.5.4 Tratamiento de esterilización

El Codex Alimentarius para alimentos poco ácidos y alimentos poco acidificados envasados (CAC/RCP 23-1979, Rev.2) define la “esterilidad comercial de un alimento tratado térmicamente” como el “estado que se consigue aplicando calor suficiente, solo o en combinación con otros tratamientos apropiados, con objeto de liberar a ese alimento de microorganismos capaces de reproducirse en él en unas condiciones normales no refrigeradas en las que se mantendrá probablemente el alimento durante su distribución y almacenamiento”.

Se toma como base la destrucción de la bacteria “Clostridium botulinum” altamente letal y cuyas esporas son resistentes al calor, necesitando una serie de factores para pasar a estado vegetativo y producir la toxina botulínica:

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Ausencia de aireTemperaturas entre 15 y 50º CpH superior a 4.5

2.1.5.4.1 Factores que intervienen en el proceso

Cuando se realiza un tratamiento térmico de esterilización hay que tener en cuenta di-versos factores como:

pH del alimentoPara productos con pH inferior a 4.5 se pueden aplicar tratamientos térmicos menos agresivos que en el caso de productos con valores de pH superiores ya que como hemos descrito anteriormente, para que Clostridium botulinum tenga capacidad de desarrollo, necesita además de ausencia de aire y temperaturas entre 15 y 50º C, un medio con pH superior a 4.5.

En este caso se suele aplicar una combinación de tiempo-temperatura que conlleve 12 reducciones decimales (12D), de modo que, si existiese una espora viable por envase, después del tratamiento térmico habría una espora viable por cada billón de envases (1012).

Empleo o no de agitación mecánica. La rotación durante el tratamiento térmico mejora la transferencia de calor en el interior del envase y al mismo tiempo evita el sobrecalentamiento de las zonas del producto en contacto con el envase, particularmente cuando las temperaturas aplicadas son altas.

Termorresistencia de las bacterias responsables de alteración y gérmenes patógenos que pueden afectar al alimento en cuestión.

2.1.5.4.2 Efectos de la esterilización en los alimentos

Efectos sobre las propiedades nutricionales de los alimentosMayor presencia de oligosacáridos debido a la hidrólisis de polisacáridos.

Pérdida de hasta un 20% de algunos aminoácidos como tripsina, lisina y metionina (siendo estos dos últimos esenciales), la utilización del calor favorece la desnaturalización de las proteínas:

Disminución de la solubilidad por exposición de las unidades peptídicas hidrofílicas o hidrófobas.Cambios en la capacidad de absorción de agua.Mayor riesgo de ataque químico por exposición de otros enlaces peptídicos.

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Cambios en la viscosidad de las soluciones.Disminución en la capacidad de cristalización.Pérdida de actividad biológica.Mayor susceptibilidad al ataque de proteasas.

En las vitaminas, la intensidad de degradación depende de la especie de pescado y de su contenido en grasa, así como los parámetros de esterilización que se apliquen.

Los hidratos de carbono sufren caramelización, degradación y pardeamiento (esta última reacción es común en pescados blancos).

Los lípidos se oxidan y los productos resultantes pueden reaccionar con sustancias nitrogenadas (reacciones de Maillard), lo cual reduce el valor biológico de las conservas.

Efectos sobre las propiedades organolépticasEfectos sobre la textura y viscosidad. Se desnaturalizan las proteínas, con lo que la capacidad de retención del agua es menor y el alimento será más seco.

Efectos sobre el color. La oximioglobina del músculo rojo puede convertirse en metamioglobina de color marrón.

2.1.5.4.3 Tecnología de Esterilización

Diagrama 3. Diferentes tipos de esterilización.

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El proceso de esterilización es una de las operaciones que más energía consume dentro de la industria conservera. El tratamiento térmico se realiza sobre producto envasado, existiendo sistemas continuos o discontinuos en su funcionamiento y dinámicos o estáticos en función de que impriman o no un movimiento al envase para mejorar la velocidad de transmisión de calor en el interior del producto.

Tabla 3. Comparación de los autoclaves continuos y discontinuos.

TipoAutoclave

Ventajas Desventajas

Disconti-

nuos

*Adaptación a distintos procesos.

*Adaptación a envases de distintos

tamaños.

*Adaptación a variaciones de pro-

ducción.

*Mayor mano de obra.

*Mayor volumen de agua.

*Mayor consumo de energía.

Continuos *Altas y medias producciones. *Mayor coste de instalación.

2.1.5.4.4 Esterilizadores discontinuos

Autoclaves en los que el producto se introduce de forma discontinua, pudiendo ser ho-rizontales o verticales con o sin agitación mecánica.

En la industria de conservas de pescados y mariscos, los autoclaves horizontales discon-tinuos son los más utilizados. Las latas se disponen en carros con ruedas, los cuales son introducidos manualmente en el interior de los mismos o bien son arrastrados mediante cadena (autoclaves horizontales), mientras que en los autoclaves verticales van en cesto-nes introducidos con ayuda de un polipasto.

Tabla 4. Características de los autoclaves horizontales discontinuos

Ventajas de los autoclaves horizontales discontinuos sobre los verticales

Mayor capacidad de producción

Optimización del proceso de esterilización

Fácil carga y descarga

Menor consumo de energía

Mayor eficiencia en transmisión de calor

Recuperación del calor en el intercambiador

Aislamiento del autoclave

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Ilustración 2. Autoclave

Los autoclaves horizontales trabajan con sobrepresión, inyectando aire en su interior que a través de un homogeneizador, el cual es mezclado con el vapor para crear una distribución correcta por la superficie de trabajo, manteniendo una contrapresión adecuada tanto en la fase calentamiento como de enfriamiento con el fin de evitar la deformación del envase.

Son equipos para procesos de esterilización discontinuos o semi-discontinuos si se dispone de un equipo de carga y descarga automático que pueden tener una única puerta de entrada-salida o dos puertas, una en cada extremo. Son de fondos curvos y cuerpo cilíndrico además de poseer raíles en el fondo para la entrada de los carros portadores de conservas (1).

En la parte superior presentan tubos para la salida del agua procedente de las fases de calentamiento y enfriamiento (2). En el ejemplo mostrado, además presenta un Termopar para test de penetración de calor (3).

2.1.5.4.5 Clases de esterilizadores discontinuos

Esterilizadores por vapor.La esterilización se produce mediante vapor generado por una caldera. En el caso de ser horizontal, los autoclaves suelen tener un ventilador con el que realizar una distribución homogénea del vapor. En el caso de un autoclave vertical, la entrada de vapor se realiza por la parte inferior mientras que por la parte superior existe una válvula de purgado para la eliminación del aire.

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Esterilizadores mediante ducha o pulverización de agua.Durante el ciclo de calentamiento, se introduce en el equipo un pequeño volumen de agua caliente (5-10 % del volumen total del autoclave) y se recircula tomando agua de la parte inferior y distribuyéndolo mediante difusores laterales y superiores (ciclo de ca-lentamiento).

En el caso del sistema de pulverización, el agua, tras atravesar el intercambiador, entra directamente en el autoclave en forma de agua pulverizada sobre el envase. La presión necesaria para evitar la deformación mecánica del envase se logra mediante inyección de aire a presión.

En el caso de autoclaves por ducha de agua, una vez atravesado el intercambiador, el agua entra en el autoclave sobre una parrilla perforada de la cual cae en forma de ducha sobre los envases. La presión necesaria para evitar la deformación mecánica del envase se logra mediante inyección de aire a presión.

La fase de enfriamiento posterior, se realiza con un pequeño volumen de agua que se enfría mediante intercambio exterior, reduciendo la cantidad de agua que entra en con-tacto con el producto/envase y, por tanto, reduciendo el volumen de aguas residuales.

Este sistema permite aprovechar el calor procedente de la primera fase de enfriamiento para precalentar el agua de ciclos posteriores o para precalentar agua de otros procesos de la planta.

Esterilizador con inundación de aguaEl agua utilizada en la inundación se calienta mediante un intercambiador de vapor de agua situado en el exterior del mismo, observando que la temperatura inicial del agua sea ligeramente inferior a la del producto que se va a tratar. La primera agua caliente del ciclo de enfriamiento se almacenada en un recipiente aislado para ser utilizado en el siguiente ciclo, aprovechándose a su vez, parte del calor del agua de refrigeración restante, mediante un sistema de intercambiador tubular o de placas que permite su uso en otras partes de la planta.

Este tipo de esterilizadores se usa para envases de vidrio, cuyas tapas son mecánica-mente menos resistentes que los envases metálicos, necesitando vacío en el espacio de cabeza del envase, de forma que se mantenga la hermeticidad del cierre. Al no existir choques térmicos durante el tratamiento, los envases de vidrio no se rompen.

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2.1.5.4.6 Esterilizadores continuos

Cuando la producción es muy elevada se utilizan sistemas de autoclave continuos. Los principales son:

Esterilizador hidrostático Equipo para producciones en continuo en instalaciones de alta capacidad de produc-ción.

Tal como se muestra en el esquema, el equipo consta de:

Zona de precalentamientoZona de esterilización con agua sobrecalentada o vapor saturadoZona de enfriado en torre de refrigeración atmosférica y baño de refrigeración

Ilustración 3. Esquema de un esterilizador hidrostático.

Fuente: Introducción a la bioquímica y tecnología de los alimentos. (1992)

Jean- Claude Cheftel and Henri Cheftel.

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Tabla 5. Características esterilizador hidrostático.

CARACTERISTICAS

Consumo de energía 330-450kg vapor/t de producto

Uniformidad de esterilización Alta

Tiempo Corto

Coste de inversión Muy elevado

Capacidad de producción 1000 latas /min.

Fuente: “Eficiencia energética en la pequeña y mediana industria: Sector Conservas Alimenticias”. (2005) IDAE.

En este tipo de sistemas, las conservas son introducidas de forma continua en el auto-clave sobre barras portadoras. Posteriormente las barras portadoras ascienden y des-cienden a través de columnas de agua hasta zonas de mayor presión antes de penetrar en la cámara de vapor, donde el producto es calentado y mantenido a la temperatura de tratamiento durante un período de tiempo suficiente para que sea comercialmente esté-ril antes de salir de la cámara de vapor hacia las columnas refrigeradoras del autoclave. En este punto, se vuelve a hacer uso de columnas hidrostáticas para reducir gradualmente la presión sobre el exterior de los envases hasta alcanzar la presión atmosférica. Las con-servas son enfriadas inicialmente mediante pulverización y a continuación por inmersión en agua, antes de salir del autoclave para ser etiquetadas y empacadas.

En el interior de un sistema de autoclave hidrostático existe un cierto grado de agitación para facilitar la transferencia de calor ya que las conservas cambian de dirección al pasar sobre la parte superior de las columnas y de manera similar en la base de las mismas.

La posición del cierre hidráulico en el interior de la cámara de vapor resulta crítica y debe ser controlada ya que determina el punto en el que las conservas entran y salen de la zona del autoclave calentada por vapor (zona en que se produce la esterilización).

El sistema utiliza la temperatura de esterilización ligeramente por encima de los 100 ºC. Esta tecnología permite reducir los consumos de energía y agua, minimizando el choque térmico y de presión al alimento con excelente uniformidad de esterilización.

Sistema tambor y espiralEl sistema de tambor y espiral somete las latas a cierta rotación que agita su contenido acelerando la transferencia de calor.

El equipo está compuesto por dos cámaras:Cámara de precalentamiento a presión atmosférica.

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Cámara presurizada, donde se realiza el tratamiento térmico antes de que las latas pasen a los sistemas de refrigeración, donde la temperatura desciende manteniendo una sobrepresión adecuada para conservar la forma de las latas durante la refrigeración (se evita el abombamiento por la dilatación del envase).

Cada cámara está conectada con la otra por un mecanismo de válvula de transferencia que puede incluir una puerta a presión.

El medio calefactor suele ser vapor aunque existen sistemas en los que se realiza la inmersión en agua caliente. Cuando las latas penetran en el sistema, son situadas sobre un tambor que gira a velocidades de hasta 6 revoluciones/minuto. Según gira el tambor las latas son conducidas a través del autoclave por una espiral unida al interior de la carcasa permitiendo así un movimiento helicoidal con giro. Para asegurar la sincronización del movimiento de las carcasas, todas son accionadas por un motor y unidas mediante engranajes interconectados. Los envases dañados descompensan fácilmente el sistema por lo que estas instalaciones suelen ir precedidas de un equipo de inspección de latas. En el caso que una lata alterada provoque un atasco, el sistema conductor lleva incorporado un pasador de cierre para evitar una avería en el sistema del motor.

Las latas no giran a una velocidad constante en todas las zonas de la carcasa, estas son transportadas por el tambor durante el 60% aprox. de la rotación y solamente giran en el interior del tambor cuando pasan por la parte inferior de la carcasa.

2.1.5.4.7 Tipos de cestos

El tipo de cesto utilizado para la colocación de las latas, juega un papel importante en cuanto a reparto de calor ya que ciertos tipos pueden entorpecer considerablemente la circulación del vapor o del agua.

Los cestos constituidos por bandas, o tiras metálicas permiten la circulación del vapor/agua en todas direcciones y a través de las latas, facilitando la evacuación del aire.

Los cestos de metal perforado no siempre son satisfactorios; esto es debido a que puede suceder que las latas cubran y tapen los agujeros del fondo del cesto, lo que dificulta el paso del vapor o del agua.

2.1.5.4.8 Cómo disponer las latas en el interior de los cestos

La disposición de las latas en los cestos tiene gran importancia respecto al reparto de calor en el autoclave. Las latas pueden colocarse de forma paletizada, ya sea manual o mecanizada o de forma no paletizada (sin disposición determinada):

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En el caso de colocarse de forma paletizada, la penetración de calor en los envases se dificulta debido al apilamiento de los mismos. Es por ello que es necesario determinar la F

0 de los envases en los que el acceso del agua o vapor esté dificultado ya que serán los

que determinen la duración del tratamiento aplicado.

En el caso de disponerse irregularmente las latas, la circulación del vapor o agua es más uniforme y rápida; citándose como la mejor desde el punto de vista de reparto de calor. Este sistema no puede usarse para latas de gran tamaño debido a que pueden producirse deformaciones en los cuerpos de las mismas. Además, presenta el inconveniente de reducir aproximadamente en 1/5 la capacidad útil del autoclave.

Cuando en los autoclaves verticales se utilizan varios cestos superpuestos, hay que evitar que las latas superen el borde superior del cesto:

El fondo del cesto colocado inmediatamente encima, reposaría sobre las latas e impediría un buen reparto del vapor.Riesgo de estropear el cierre o deformar las latas.

2.1.5.4.9 Manejo del autoclave

Con el fin de aplicar de forma correcta el tratamiento térmico, se deberá realizar una inspección periódica de los autoclaves comprobando su correcto funcionamiento. Hay que tener en cuenta los siguientes procesos:

Purga y subida de presiónUna vez colocadas las latas en el autoclave, éste se cierra y se da entrada directa al vapor/agua con todos los grifos purgadores abiertos, hasta haber eliminado completamente el aire del interior del autoclave. Entonces se cierra el dispositivo de purga, pero deben quedar abiertos los grifos purgadores.

El aire residual en el interior del autoclave, representa un grave problema durante el tratamiento térmico de esterilización ya que tiene un coeficiente de transferencia de calor más bajo que el vapor, de forma que las latas situadas en esas zonas de acumulación de aire pueden no tener un tratamiento de esterilización correcto (no alcanzan F

0 requerida).

La admisión directa de vapor o agua se mantiene hasta que se alcance la temperatura fijada para la esterilización. Entonces se cierra la entrada directa controlando sus niveles por medio del regulador.

Dado que la temperatura de esterilización supera los 100º C, es necesario usar contra-presión para evitar una deformación del producto (con el calentamiento los envases

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se dilatan por lo que sin una presión externa al envase que contrarreste esta fuerza se produciría la deformación del mismo). Una vez alcanzada la presión y temperatura ade-cuada, comienza en sí mismo el tratamiento de esterilización.

Es necesario verificar que todos los puntos del autoclave alcanzan la temperatura ade-cuada en el mismo instante de modo que todas las latas reciben el mismo tratamiento térmico independientemente de su ubicación dentro del autoclave.

EnfriamientoUna vez terminado el proceso de esterilización, se cierra completamente el acceso de vapor o agua y se procede al enfriamiento bajo presión dentro del mismo autoclave. Si este procedimiento no se realiza adecuadamente las latas se verán sometidas a esfuerzos excesivos que pueden originar deformaciones permanentes.

La presión en el interior de las latas está en gran parte compensada por la presión que reina dentro del autoclave, si este se detiene bruscamente sin que la temperatura del producto haya tenido tiempo de bajar y por tanto sin que la presión interior de la lata haya disminuido, corre el riesgo de verse sometida a esfuerzos que rebasan el límite de su resistencia.

El enfriamiento bajo presión consiste en introducir agua fría por la parte superior del au-toclave manteniendo la presión gracias a la admisión de aire comprimido. La velocidad de enfriamiento debe ser de por lo menos 4 ºC por minuto para evitar sobre cocción.

El enfriamiento completo no puede realizarse bajo presión ya que las latas correrían riesgo de aplastamiento. Una vez las latas han alcanzado la temperatura adecuada, el dispositivo de purga del autoclave irá reduciendo de forma progresiva la sobrepresión hasta alcanzar cero. Cuando la presión haya bajado completamente, se procede a la apertura del autoclave y retirándose las latas.

Este proceso tiene una doble finalidad:

En algunos casos, el enfriamiento evita que el pescado sea cocido excesivamente por el calor residual.Evitará roturas y alteraciones en la textura de la conserva, que podrían producirse si se manipula de forma brusca, estando caliente el producto.

2.1.5.4.10 Controles a realizar sobre los autoclaves

Las incidencias más comunes que pueden cometerse en el proceso de esterilización son:

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Que los productos envasados permanezcan un período de tiempo excesivamente largo (se recomienda menos de una o dos horas) hasta la aplicación del tratamiento de esterilización, ya que durante este tiempo se puede producir un crecimiento de la población microbiana superior al aceptado.Que la purga del autoclave sea incorrecta, en este caso, puede haber envases que no alcancen un valor de F

0adecuado.

Para conocer la distribución de calor en el interior de un autoclave hay que hacer un estudio previo, que incluirá diferentes controles:

Test de distribución de temperatura dentro del autoclave.El objetivo de la prueba es comprobar la uniformidad de la temperatura en el interior del autoclave, de forma que el fluido empleado como medio calefactor no tarde más en calentarse en unas zonas que en otras. Si esto ocurre, es necesario localizar esas zonas y someterlas a un control ya que en ellas se dan las condiciones más desfavorables durante el proceso de esterilización.

La realización del test de distribución de temperatura es necesaria en los siguientes casos:A la instalación de un nuevo autoclave.Cambios en algún factor que afecte al normal funcionamiento de un autoclave:

Modificaciones en las fuentes de alimentación de vapor, agua o oaire.Reparaciones o cambios en los sistemas de circulación internos de oagua o vapor, o simplemente dudas sobre su estado.Mal funcionamiento de válvulas o bombas.o

Test de penetración de calor en el interior de los envases.En las conservas el calor se transmite por el interior del envase mediante los mecanismos de conducción y convección. Cuando el producto está compuesto por fracciones de materia sólida inmersas en líquido, el calor se transmite por convección, al crearse corrientes en el líquido de cobertura. Dicha transmisión es más lenta cuánto mayor es la densidad del líquido, y el punto más frío (aquel que tarda más tiempo en calentarse, suele estar próximo al centro geométrico del envase) puede no estar en el centro geométrico del envase, pero si lo estará en el centro de una de las fracciones.

Por tanto, el calor se transmite en el interior del envase por corrientes de convección, mientras que la transmisión de calor desde el líquido de cobertura al centro de la materia sólida se produce por conducción. Si por el contrario, la conserva está formada por una sola pieza que ocupa casi la totalidad del espacio, el calor penetra por conducción, por

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lo que el punto más frío será entonces el centro geométrico de la pieza aproximándose al centro geométrico del envase.

Para la localización del punto que más tiempo emplea en calentarse en el interior de una conserva, se utilizan termopares. En un proceso en el cual se conoce la zona en la que hay tendencia a la acumulación de bolsas de aire dentro del autoclave, los termopares se colocan en el envase situado más cerca de estas bolsas de aire, donde se presentan las condiciones de esterilización más desfavorables.

Ilustración 4. Termopares.

Colocación de termopares para realizar el test de penetración del calor

Para la determinación de las peores condiciones en las que se lleva a cabo el tratamiento de esterilización dentro del autoclave se debe considerar por separado los factores pro-ducto, envase y equipo de esterilización.

En los estudios de penetración los factores a tener en cuenta son:

Factor productoComposición del producto, variación de ingredientes.oPeso netooConsistencia o viscosidad de los componentes líquidos antes y des-opués del proceso.Estudio de los compuestos sólidos antes y después del proceso.oRehidratación de productooModo de distribución de calor: conducción, convección.o

Factor envaseTipo de envase: latas de metal, envases de vidrio, envases plásticos.oEspacio de cabeza y vacío.o

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OrientaciónoMétodo de llenado. Temperatura inicial y los efectos provocados ocuando existen retrasos en la introducción de las latas en el interior de los autoclaves para recibir el tratamiento térmico.

Factor autoclaveTipo de fluido calefactor: vapor, mezcla de vapor y aire, inundación opor agua, ducha.Tiempo que tarda el autoclave en alcanzar la temperatura deseada opara el proceso de esterilización.

2.1.5.4.11 Aplicación en la industria

El tratamiento térmico de esterilización encuentra su principal aplicación en la elaboración de conservas de pescado y marisco dentro de la industria pesquera transformadora. Los productos pesqueros en conserva se presentan en envases herméticamente cerrados cuyo tratamiento térmico habrá de ser suficiente para asegurar su esterilidad comercial.

Tabla 6. Tiempos (minutos) de esterilización en función del tipo de producto, formato y temperatura del proceso

Producto FormatoTemperatura

110º C 115º C 121º C

BIVALVOSPequeños/medianos 75-110 35-50 --

Grandes 110-150 55-95 --

CEFALÓPO-DOS

Pequeños/medianos 120 - 160 50 - 100 25 - 35

Grandes 165 - 180 120 - 180 --

SARDINA/CABALLA

Pequeños/medianos 80 - 120 45 - 75 --

Grandes 120 - 340 90 - 240 --

TÚNIDOSPequeños/medianos 120 - 160 45 - 110 20 - 45

Grandes 160 - 380 130 - 400 50 - 225

Nota: los valores indicados en esta tabla son a modo orientativo, debiendo realizarse pruebas concre-

tas en cada industria con el fin de comprobar la eficacia del tratamiento térmico aplicado.

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2.2 PROCESOS TÉRMICOS CON EMPLEO DE AIRE CALIENTE

2.2.1 DESHIDRATACIÓN

El secado de los alimentos es uno de los métodos de conservación más antiguos, basado en la reducción del contenido de agua en la estructura del alimento mediante calor.

2.2.1.1 Concepto del término actividad de agua

El agua contenida en los tejidos animales y vegetales puede estar más o menos ligada a otros componentes del alimento, por tanto, no solo es importante el contenido en agua de un alimento, sino el estado en que esta se encuentra, ya que un mismo alimento bajo distintas presentaciones presenta distinta vida útil.

El parámetro utilizado para medir la cantidad de agua libre o poco ligada y por tanto disponible es la actividad de agua a

w, definida por el descenso de la presión parcial del

vapor de agua:a

w=P/P

0

Donde:a

wes la actividad de agua

P es la presión parcial de vapor de agua de una disolución o alimentoP

0 es la presión parcial del vapor de agua pura a la misma temperatura

Tabla 7. Crecimiento de los microorganismos en función de la actividad de agua

Rango de actividad (aw) Microorganismos

Bacterias 0.91

Levaduras 0.88

Mohos 0.80

Bacterias halófilas 0.75

Mohos xerófilos 0.65

Levaduras osmófilas 0.60

Fuente: Introducción a la bioquímica y tecnología de los alimentos, (1983) Vol. I.

Jean- Claude Cheftel and Henri Cheftel. p.37

La actividad de agua (aw

) toma valores comprendidos entre 0 y 1, la mayoría de los or-ganismos se desarrollan a valores de actividad de agua comprendidos entre 0.89 y 1. Cuando la a

w se sitúa por debajo de 0.85, la multiplicación bacteriana se inhibe y única-

mente crecen mohos y levaduras (los hongos xerófilos y levaduras osmófilas son los cau-

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santes de la alteración de alimentos con aw

comprendida entre 0.85 y 0.60, por debajo de este valor los alimentos no necesitan conservantes).

La disminución del contenido de agua en un alimento también provoca la ralentización de muchas reacciones químicas, aumentando por tanto, la vida útil de los productos.

2.2.1.2 Objetivos del proceso de secado

El secado tiene por objeto disminuir el contenido de humedad hasta un nivel aceptable en función del tipo de alimento, ya que si se retira demasiada agua, éste se vuelve quebradizo rompiéndose con facilidad. Cuando se usa calor artificial para la reducción del contenido de humedad, el proceso recibe el nombre de deshidratación.

El mecanismo de deshidratación comienza por la cesión de calor al alimento por parte del aire caliente, de forma que el agua libre migra hacia la superficie por capilaridad (en el caso de alimentos de estructura porosa) y difusión. Cuando el agua contenida en el alimento alcanza la temperatura necesaria para la ebullición comienza a evaporarse.

Por tanto el calor teórico necesario para deshidratar un alimento es el calor necesario para alcanzar la temperatura de ebullición (calor sensible) más el calor necesario para evaporar el agua (calor latente).

En el proceso hay que tener en cuenta:

Transferencia de calor, el agua se transforma en vapor. Durante la primera fase del proceso, la presencia de agua libre en la superficie del producto es constante debido a la afluencia del agua líquida desde el interior del alimento. Sin embargo en posteriores fases del proceso de secado, la disponibilidad de agua libre (agua poco ligada) es prácticamente nula tanto en la superficie como en el interior del producto, de manera que el agua se desplaza desde el centro del alimento a la superficie en forma de vapor.

La transferencia de agua a través del alimento se ve retardada considerablemente hacia el final del secado, ya que el espesor de la capa aumenta y la difusibilidad del agua o la permeabilidad del vapor a través de esta capa seca disminuye conforme desciende el contenido en agua.

La velocidad de secado durante este período corresponde a la siguiente ecuación:

dQ/dt = hsA (T

a-T

s)

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Donde:dQ/dt= velocidad de transferencia de calor (j/s)A= área de intercambio (m2)h

s= coeficiente superficial de transmisión de calor por convección (J/sm2ºC)

Ta= temperatura del aire (º C)

Ts= temperatura de la superficie que se está secando (º C)

Evaporación de vapor de agua de la superficie del producto al exterior.El proceso sigue la siguiente ecuación:

dW/dt = -K A (Hs-H

a)

Donde:dW/dt= velocidad de transferencia de masa (agua contenida en el alimento que se evapora y se transfiere a la corriente de aire por unidad de tiempo) (kg/s)A= área de intercambio (m2)K= coeficiente de transferencia de materia (kg/m2s)H

a= humedad del aire (kg vapor/kg aire seco)

Hs= humedad de la superficie que se está secando (kg vapor/kg aire seco)

Cuando el agua pura se evapora en un recipiente con aire caliente, la pérdida de peso es una función lineal del tiempo. Sin embargo, en los alimentos (sustancias higroscópicas) esta función no es lineal produciéndose las denominadas curvas de secado, obtenidas al representar en un diagrama en función del tiempo, el contenido en agua del producto o bien la velocidad de secado.

2.2.1.3 Métodos de Secado

Deshidratación mediante aire caliente. El aporte de calor se produce mediante convección. La capacidad del aire para eliminar el agua que contiene un alimento, dependerá de:

El contenido de agua existente en el aire (humedad del aire)Temperatura del aireEl caudal de aire que pasa sobre el alimento

2.2.1.4 Factores determinantes en la velocidad de deshidratación

Temperatura del aire: a mayor temperatura del aire mayor es la velocidad de deshidratación. Sin embargo, si la temperatura del aire es excesivamente alta, podría ocasionar daños en el producto, ya que se producen diversas reacciones de deterioro

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tales como el pardeamiento no enzimático, cuya velocidad es máxima para una actividad de agua en torno al 0.6, con lo que es aconsejable que el alimento pase en esta zona el menor tiempo posible.

Humedad relativa del aire: en este caso la relación es inversamente proporcional. A menor humedad relativa del aire mayor es la velocidad de deshidratación.

Tamaño y forma del producto sometido a deshidratación

Velocidad del aire: a medida que aumenta la velocidad del aire aumenta la velocidad de secado del pescado durante el periodo de velocidad constante (aunque el aumento no se produce en al misma proporción para ambos parámetros). La velocidad normal del aire de secado es de 2m/s. La velocidad del aire recomendada para el secado del pescado es de 60-90 m/mín., a temperatura de 25º C y una humedad relativa del 50-55%.

Tabla 8. Duración de secado (horas) según el contenido graso del producto

Duración del secado de arenques en función del contenido graso

Velocidad de desecación % pérdida/hora

5%grasa

10%grasa

15%grasa

20% grasa

2.5 19 12 9 7

5.0 5 3 2 2

6.0 3 2 1 1

9.0 1 0.75 0.5 0.5

Fuente: Secado del pescado. Dr. José M. Gallardo. Control de la Calidad en conservación de productos del mar. IIª Jornadas Del Mar.

Composición y estructura del alimento.

2.2.1.5 Tecnología del proceso de secado

Deshidratadores de aire caliente

De tolva: el alimento es colocado en una tolva con el fondo perforado, a través del cuál se hace pasar aire verticalmente en sentido ascendente. Tiene una gran capacidad de deshidratación, baja inversión inicial, costes de funcionamiento bajos.

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De bandejas: se extiende el alimento sobre bandejas perforadas. Se utiliza para producciones pequeñas.

De túnel: el alimento colocado sobre bandejas pasa por un túnel (de hasta 25 metros de longitud y un área transversal cuadrada de 2x2m) por el que circula aire caliente a velocidades de 150-400m/min. Deshidrata grandes volúmenes de producto en tiempos relativamente cortos.

De cinta sinfín: el alimento se extiende sobre una cinta móvil normalmente perforada por cuyo través circula el aire.

2.2.1.6 Efecto del proceso de deshidratación sobre los alimentos

Textura: Durante el proceso de deshidratación se producen tensiones internas en el alimento que provocan roturas y distensiones permanentes en las células. La superficie del alimento adquiere un aspecto arrugado y se produce endurecimiento superficial. La textura es el atributo que mayores alteraciones presenta debido a este tratamiento. Cuando un alimento se somete a la deshidratación, se contrae en proporción a la sa-lida progresiva del agua fuera de las células. Este fenómeno es más acusado cuando la deshidratación es lenta, por el contrario si se trata de una deshidratación rápida, se forma una capa seca y rígida en la superficie del alimento que mantiene fijo el volumen del mismo. La deshidratación de las zonas más internas del alimento, se acompaña de desgarramientos y vacío internos.

Redistribución de solutos: a medida que el agua va siendo eliminada los solutos se concentran en la superficie del alimento.Pérdida de aroma: es debida a la evaporación de compuestos volátiles.

Cambios de color


El proceso de deshidratación tiene una gran aplicación en el tratamiento de algas para su posterior consumo, ya que normalmente se comercializan bajo forma deshidratada. Las algas se recolectan en su momento más óptimo, una vez llegan a la industria se eli-gen aquellas que son aptas para el tratamiento, se lavan y sufren un posterior proceso de centrifugación eliminando parte del agua que contienen. Se colocan en carros provistos de rejillas y a continuación se introducen en las cámaras de secado, donde se produce la reducción de su contenido en agua mediante aire forzado a temperaturas controladas, para evitar su deterioro.

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2.3 PROCESOS TÉRMICOS EMPLAENDO ACEITE CALIENTE

2.3.1 FRITURA

“Se denomina fritura al proceso culinario que consiste en introducir un alimento en un aceite o grasa caliente, en presencia de aire, y mantenerlo en el mismo durante un determinado período de tiempo” (Orden de 26 de enero de 1989 por la que se aprueba la Norma de Calidad para los Aceites y Grasas Calentados).

El objetivo del tratamiento de fritura es modificar las características organolépticas del alimento haciéndolo más apetecible para el consumidor al mismo tiempo que se pro-duce una destrucción térmica de los microorganismos y enzimas presentes en el propio alimento (el medio de fritura alcanza temperaturas entorno a 150º C-200º C).

El proceso de fritura supone una transferencia de masa y calor de forma simultánea, cuyo resultado son cambios físico-químicos tanto en el alimento como en el medio de fritura por lo que las condiciones de desarrollo del proceso deben ser controladas ade-cuadamente con el fin de asegurar una calidad óptima del producto frito así como su estabilidad, ya que absorbe parte de la grasa del medio de fritura pero también com-puestos de reacciones de hidrólisis, oxidación, polimerización…

Cuando un alimento se sumerge en aceite caliente, se produce un aumento en su tem-peratura superficial formándose como consecuencia de la evaporación del agua que contiene, una corteza con estructura porosa constituida por conductos capilares de di-ferente diámetro. Sin embargo, en el interior del alimento la temperatura prácticamente no varia (100 ºC) en esta fase del proceso.

Una vez que el agua del alimento se ha evaporado, el medio de fritura comienza a penetrar en el interior del alimento. Hay estudios que indican que es en esta segunda fase cuando el alimento incrementa notablemente su contenido en grasa, si bien estos mismos estudios apuntan a una pequeña absorción en la fase inicial del proceso.

El tiempo necesario para freír un alimento depende de:

El tipo de alimentoLa temperatura del aceite, cuando este parámetro es alto los alimentos tienden a absorber mayor cantidad de grasa además de sufrir una considerable pérdida de vitaminas. El resultado será un alimento más difícil de digerir y menos nutritivo.El sistema de fritura

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El grosor del alimentoLos cambios que se pretenden conseguir

2.3.1.2 Métodos de fritura

Existen dos métodos de fritura comercial diferenciados por la forma en la que el calor se transmite en cada uno de ellos:

Fritura por contacto: la transmisión de calor al alimento se produce por conducción a través de una fina capa de aceite. Las irregularidades de la superficie del alimento y las burbujas de vapor en el aceite provocan variaciones durante la fritura que son las responsables de las irregularidades del color marrón de los alimentos fritos por este sistema. Este método resulta adecuado para aquellos alimentos de relación superficie/volumen favorable.

Fritura por inmersión: la transmisión de calor se produce por una combinación de transmisión por convección (en el aceite) y conducción (en el interior del alimento). En este sistema el alimento recibe en toda su superficie el mismo tratamiento térmico, lo que le confiere un color y un aspecto uniformes. Puede aplicarse a alimentos con cualquier forma, pero aquellos con formas irregulares tienden a retener más aceite.

2.3.1.3 Cambios en el aceite de fritura

Con los sucesivos ciclos de calentamiento a que es sometido el medio de fritura, se van produciendo cambios químicos de forma gradual que van alterando las caracterís-ticas iniciales del mismo. Es importante destacar que según la legislación española el contenido en compuestos polares del medio de fritura debe ser inferior al 25 por 100 (Orden de 26 de Enero de 1989 por la que se aprueba la Norma de Calidad para los Aceites y Grasas Calentados).

Formación de color: se produce a diferente velocidad según el producto, aquellos con mayor componente proteico provocan un oscurecimiento más precoz que los productos con un contenido predominante en almidón.

Oxidación de la fracción lipídica del alimento: depende de la temperatura del proceso (tiene lugar a temperaturas inferiores a 130º C). Cuánto mayor es ésta, más rápida es la velocidad de oxidación. Se produce principalmente en la superficie del alimento.

Polimerización, reacción catalizada por ácidos, aparecen productos de descomposición no volátiles (compuestos polares, monómeros, dímeros, trímeros y otros compuestos de alto peso molecular). Tiene lugar cuando el aceite alcanza temperaturas superiores a 130º C.

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Hidrólisis: el agua del alimento reacciona con la grasa de la fritura formándose ácidos grasos libres. El porcentaje de hidrólisis dependerá de:

Cantidad del agua que libere el alimento.Temperatura del aceite en la fritura.Velocidad a la que el aceite se renueva.Número de ciclos de calentamiento/enfriamiento que sufre el aceite.

Por lo tanto, si la temperatura es inferior a 130º C se producen reacciones de oxidación mientras que si la temperatura del proceso es superior a 130º C tienen lugar reacciones de polimerización, el que se desarrollen uno u otro tipo de reacciones explicaría la diferencia de efectividad de algunos antioxidantes.

2.3.1.4 Efectos sobre los alimentos

Dependen tanto del tipo, características y calidad del medio de fritura como las propias del alimento, así como de la temperatura y tiempo del proceso. Se recomienda una temperatura de 175-180º C durante un periodo de tiempo variable en función del tamaño y cantidad de producto introducido.

Tabla 9. Cambios que experimenta el producto en el proceso de fritura

ComponentesCambios experimentados por el alimento

durante la fritura

Grasa Aumenta su contenido en grasa

Agua Deshidratación

Azúcares reductores Reacción de Maillard

Almidón Gelatinización, dextrinización

Proteínas Desnaturalización

AminoácidosFormación de sustancias heterocíclicas del sabor

Pérdidas de lisina:15% con primeras frituras 25% con aceites recalentados

Sustancias del saborFormación por reacciones oxidativas y de Maillard.

Interacción con el aceite de fritura, mejora la palatabilidad del alimento.

Minerales Pérdida pequeña

Fuente: Frying of Food. (1999) Pokorny J. p69-91; Universidad Politécnica de Madrid. Industria Alimentaria y su repercusión en la Salud. Toxicidad de los alimentos por los Tratamientos Térmicos.

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2.3.1.4 Tecnología del proceso

Los sistemas de fritura por inmersión en la industria pueden ser de funcionamiento continuo o discontinuo en función de las necesidades de producción.

Equipos de fritura discontinuosConsta de una cámara de acero inoxidable de capacidad variable, en donde el aceite se calienta por diferentes métodos (gas, electricidad o fuel oil) y e l producto se sumerge por medio de cestas cuyas dimensiones dependerán del producto a tratar. La tempera-tura del aceite/grasa durante el proceso dependerá tanto de las características iniciales de la materia prima como de la calidad final que se quiera alcanzar.

Equipos de fritura continuosEl producto entra en la cámara de fritura por medio de una cinta transportadora, a una velocidad regulable en función del tipo de producto, de forma que éste permanezca su-mergido durante un tiempo suficiente para que el proceso de fritura sea el adecuado.

El sistema de calentamiento puede ser externo o bien interno y a su vez se pueden cla-sificar en función de la fuente de calor:

Calentamiento por quemadores de gas. La temperatura alcanzada durante el proceso es elevada, especialmente en puntos concretos dentro del equipo. Esto provoca un estrés térmico mayor para el aceite/grasa de fritura.

Calentamiento por resistencia eléctrica. Son equipos de fácil instalación.

Calentamiento por medio de un intercambiador de calor. Es el más suave de los tres y por tanto menos agresivo con el medio de fritura.

En este caso, deberá existir un gran control sobre el proceso con el fin de minimizar las reacciones de oxidación en el aceite así como otros cambios indeseables, de manera que el aporte de producto al equipo será constante así como una renovación periódica y adecuada del aceite.

En ambos casos, los equipos deben disponer de un termostato que controle la tempera-tura del medio (ésta debe ser constante y sin oscilaciones elevadas), el cual debe ser veri-ficado de forma periódica. El gradiente de temperaturas entre la zona de calentamiento y el aceite/grasa de la freidora debe ser mínimo, para lo que la fuente de calor no debe estar muy alejada del equipo.

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2.3.1.5 Elección de la tecnología más adecuada

Para decidir cuál es el equipo que mejor se adapta a las necesidades de producción existentes hay que tener en cuenta:

Grado de renovación del medio de fritura (GR). Proporción de aceite que debe ser repuesto para compensar las pérdidas por arrastre/absorción de aceite por el producto:

%GR=(Aceite añadido por hora /capacidad del equipo)x100

Como se ha citado anteriormente, el medio de fritura no debe alcanzar el 25% en compuestos polares por lo que habrá de renovarse antes de llegar a este nivel.Cada cuánto se debe renovar el aceite en los procesos de fritura es una decisión crítica para obtener un producto de calidad, sin embargo no se puede establecer un período de tiempo concreto, ya que depende de distintos factores como el tipo de aceite/grasa, el tipo de producto, el equipo utilizado, sistema de filtración que tenga el equipo…

Capacidad de producción. La capacidad de trabajo del equipo de fritura deberá estar en concordancia con el volumen de producción, ya que si el equipo tiene una capacidad de procesado baja y el nivel de producción es alto, éste último se verá colapsado. Así mismo, si se instala una línea de fritura con una alta capacidad de procesado y el nivel de producción es bajo, habrá un gasto de aceite/grasa de fritura innecesario así como una aceleración en el deterioro del mismo, ya que el aceite/grasa de fritura estará sometido a tiempos muertos de producción durante los cuales se irán recalentando.

Optimización del volumen de aceite necesario con respecto al nivel de producción. Habrá que ajustar al mínimo la cantidad de aceite/grasa usado durante el proceso de fritura, de este modo los efluentes generados serán menores así como el coste de la operación.

Limpieza del equipo. Durante el proceso de fritura, los productos desprenden partículas que poco a poco se irán requemando hasta llegar a la carbonización provocando una aceleración del deterioro del aceite. Por lo tanto, no deben existir elementos en el interior del equipo que dificulten su limpieza. Así mismo, los equipos deberán ir dotados de un filtro para facilitar dichas operaciones.


El proceso de fritura se utiliza ampliamente en la elaboración de productos precocinados. Estos son preparados utilizando pescado o sus derivados (chipirón, calamar, pota, potón,

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fishblock, masas de pescado, etc.) a los cuales se aportan, antes de la fritura, distintas coberturas (enharinado, empanado, rebozado).

Este proceso también es empleado en la elaboración de mejillón en conserva, el cual se somete a una fritura en aceite, generalmente de oliva, aportándole una textura y sabor distinto a cuando se somete a cocción en agua o vapor.

2.4 APLICACIÓN DE HUMO

2.4.1 AHUMADO

El proceso de ahumado supone la preservación del alimento mediante la combinación de distintos procesos (salado y secado) junto con el depósito de productos químicos procedentes del humo de maderas no resinosas, el resultado es un producto con unas características organolépticas muy particulares.

La conservación del producto se debe a la combinación de varios efectos:

Salado y desecación del alimento, con el objetivo de disminuir la actividad de agua. Mediante el proceso de salado, se selecciona un tipo de flora halotolerante o capaz de sobrevivir en concentraciones salinas (si bien no es un factor determinante debido a la utilización de salmueras de concentración relativamente bajas, en torno al 3%).

Efecto de las temperaturas a las que es sometido el producto. Dependiendo de la temperatura del proceso de ahumado, puede haber una mayor o menor presencia de microorganismos esporulados. En líneas generales se recomienda alcanzar 80ºC/30 minutos para salmueras con una concentración del 3% y 65º C/30 minutos si la salmuera es del 5%.

Efecto protector de algunos componentes del humo de madera.

2.4.1.1 Composición del humo de la madera

Según el Código Internacional de Prácticas Recomendadas para el Pescado Ahumado, el “humo lo forman, por combustión o fricción, los productos volátiles de la madera (incluido el aserrín) o plantas leñosas en el estado natural, excluidas la madera o las plantas que han sido impregnadas, coloreadas, engomadas o pintadas o tratadas de forma análoga. La materia prima utilizada para la creación de humo incluye los derivados obtenidos por condensación o absorción del humo en un líquido de conveniente calidad alimentaria”.

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Diagrama 4. Componentes de la madera.

La madera contiene principalmente celulosa (50% del extracto seco), hemicelulosa (20% extracto seco) y ligninas (30% del extracto seco). Cuando la madera se calienta, sufre una destilación destructiva (aparece una mezcla compleja de compuestos alifáticos y aromáticos además de agua y anhídrido carbónico), se forman gases y vapores, algunos de los cuales condensan en la zona fría superior al fuego formando un aerosol estable compuesto por partículas pequeñas que constituyen el humo.

Durante la producción de humo, la fracción de poliosas sufre una degradación que provoca la aparición de los siguientes compuestos: aldehídos y cetonas (formaldehído, furfuraldehído, diacetilo, propanona…), alcoholes (fórmico, acético, piroleñoso…), fenoles (cresol, guayacol, trimetilfenol, dimetilfenol, anisol…), hidrocarburos (hidrocarburos aromáticos policíclicos…), gases (O

2, N

2, N

2O,CO

2..)…

La fracción fenólica es la más importante, confiere al humo cierto poder antioxidante ya que ejerce un efecto protector frente a los procesos de oxidación en pescados grasos.

Se debe controlar el contenido en humedad de las maderas empleadas, ya que un exceso de humedad provoca una combustión lenta y da lugar a una destilación sin descomposición de los componentes de la madera; además también hay que regular el caudal de aire, ya que una madera muy seca daría lugar a llamas y a una destrucción de componentes orgánicos, produciéndose solo óxidos de carbono.

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Diagrama 5 Diagrama de flujo de pescado ahumado

La materia prima debe ser de tamaño homogéneo y con el mayor grado de frescura, tras la recepción se procede a la limpieza y evisceración con el objetivo de evitar una contaminación microbiana del producto. Se procederá a su lavado con agua para eliminar los posibles restos de sangre que hayan quedado adheridos al músculo.

El proceso de salazón que se realiza posteriormente, puede ser húmedo o seco. La sala-zón húmeda se suele emplear en especies grasas y pequeñas, con el objetivo de prote-gerlos de la oxidación lipídica, evitando contacto con el oxígeno del aire. El contenido en sal oscila entre 2 y 4%. Se recomiendan valores mínimos de 3.5% de Na Cl si se trata de un ahumado en caliente y un 5% para ahumado en frío, para evitar la producción de toxina botulínica.

Tras el proceso de salazón se procede al secado del pescado, colocándolo en cámaras de ventilación forzada a temperaturas de refrigeración durante un período de tiempo de 6-8 horas. El objetivo es la eliminación del agua sobrante, consiguiendo una óptima distribución de la sal en el músculo.

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2.4.1.2 Métodos de ahumado

Ahumado en frío, se realiza a temperaturas que normalmente no exceden los 30º C durante períodos de tiempo variables en función del tamaño de las piezas (a mayor tamaño, más prolongado será el tratamiento) no alcanzándose la coagulación térmica de las proteínas. Este tipo de ahumado dota al producto de caracteres muy aromáticos, empleándose en productos ya salados.

Ahumado en caliente, el humo alcanza temperaturas de 121º C de forma que en el centro del producto la temperatura sea de 60º C. Se consigue una mayor desecación del pescado pudiendo tomar un color más intenso por las reacciones que tienen lugar entre proteínas e hidratos de carbono. Se suele utilizar para productos crudos y sin salar, como pescados de pequeña talla.

2.4.1.3 Factores que influyen en la absorción del humo

Humedad en el horno donde se produce el tratamiento de ahumado, cuánto mayor es la humedad relativa mayor será la absorción de humo. Las humedades relativas del 60% son las más efectivas, obteniéndose buenos rendimientos y calidad final, ya que se forma una película en la superficie que permite que el pescado esté más jugoso, este efecto se debe a la migración de solutos, cuando el agua contenida en el interior del alimento accede a la superficie del mismo, donde se evapora debido al gradiente de presión de vapor.

La velocidad del humo en el horno. Velocidades de 2m/s producen una tasa de absorción de humo 10 veces mayor que si la velocidad es de 0.02m/s, ya que a velocidades altas el humo se renueva alrededor del pescado, manteniéndose así altas las concentraciones de vapores de humo con una mayor difusión hacia el interior del pescado.

Tiempo de ahumado.

Temperatura de ahumado influye tanto en el grado de desecación alcanzado por el producto como en la volatilidad de los componentes del humo. En un rango de temperaturas entre 200 y 600º C se produce un incremento de carbonilos, de 400º C a 600º C aumentan los fenoles mientras que los hidrocarburos aromáticos policíclicos aumentan de forma lineal entre 400º C y 1000º C.

2.4.1.4 Acción del humo

Las particulares características de los productos ahumados debidas al humo son:

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Caracteres organolépticos: el atributo olor en este caso, depende de los compuestos fenólicos, aunque los compuestos carbonilos y los ácidos provocan las diferencias entre aromas.

Aspecto químico: si se trata de un proceso de ahumado en frío, la rancidez oxidativa puede ser ralentizada por el efecto antioxidante de los fenoles con punto de ebullición elevado. En el caso de la oxidación de las grasas, la velocidad de reacción aumentará de forma proporcional a la temperatura del proceso.Algunos autores indican la pérdida de aminoácidos durante el proceso de ahumado, fundamentalmente de lisina, ya que las reacciones de Maillard y los aldehídos bloquean los grupos E-amino. La disminución de la lisina es directamente proporcional al tiempo y a la temperatura del proceso.

2.4.1.5 Tecnología del ahumado

Hornos continuos. Cuentan con una cinta de transporte continuo que va atravesando las distintas cámaras de desecado, ahumado y enfriamiento, el producto es introducido por un extremo de la cámara, abandonándola por el extremo opuesto una vez terminado el proceso.

Hornos discontinuos. Los hornos que trabajan por cargas se adaptan mejor a distintos procesos, sin embargo, hay que realizar de forma manual la introducción de los carros portantes de producto, así como su cambio de sección. El humo se hace circular a través de las bandejas normalmente en dirección horizontal.

Ilustración 5. Ahumadero discontinuo

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2.5.1.6 Almacenamiento del pescado ahumado

Los productos con un contenido de humedad en torno al 10% pueden conservarse varias semanas, de igual modo los productos ahumados con un alto contenido en sal.

Actualmente, los productos ahumados tienden a ser presentados como “delicatessen”, en este caso suelen ser productos más perecederos ya que normalmente presentan un contenido en sal en torno al 2-3%, pudiéndose conservar durante 1-2 días a temperatura ambiente, dependiendo de la especie y del grado de ahumado. Si la temperatura es de 0-1º C pueden durar 3-4 días.

Tabla 10. Evolución de la composición química del arenque durante el ahumado

COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL ARENQUE DURANTE EL AHUMADO

PARAMETROS FRESCO5 DÍAS

AHUMADO10 DÍAS

AHUMADO15 DÍAS

AHUMADO

Humedad % 77.5 58.25 44.5 36.5

Proteína % 14.3 28.37 33.94 37.43

Lípidos % 5.35 6.95 8.45 14.5

Cenizas % 2.21 10.35 13.68 15.34

Actividad de agua

0.98 0.89 0.85 0.82

Fuente: Ahumado del pescado. Dr. José M. Gallardo. Curso Control de calidad en conservación de productos marinos. IIª Jornadas del Mar.


El proceso de ahumado se realiza sobre numerosas especies como salmón, palometa, atún, ostras, arenque, entre otras por lo que a continuación, se muestran diferentes especies junto con su proceso orientativo de ahumado.

Salmón: es una de las materias primas más utilizadas para ahumar. Los filetes se salan en seco, aproximadamente durante 10 horas si se trata de salmones de 1 kg de peso y 20 horas si son filetes de 1,5kg, hasta alcanzar una humedad del 10%. Tras el salazonado los filetes se cuelgan por espacio de un día en cámaras a 21º C para lograr una mayor desecación, ahumándose posteriormente a 27 ºC durante 12-14 horas.

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Ostras: Se comercializan principalmente en Gran Bretaña. Sufren un proceso previo de lavado, se cuecen con vapor 15 minutos y se tratan con salmuera al 50%. Tras este proceso las ostras son sumergidas en aceite y sufren un tratamiento de ahumado en caliente (80º C, 30 minutos).

Truchas: se evisceran manteniéndolas en salmuera al 70-80% y a continuación se realiza el ahumado durante 45 minutos a 30 ºC, finalizando con un aumento de la temperatura a 80 ºC durante una hora más.

Kippers: Se preparan a partir de arenques, los cuales son lavados, fileteados y a continuación mantenidos en salmuera durante 20-30 minutos. Antes de comenzar el ahumado, se deja un tiempo de escurrido y a continuación se procede al ahumado del mismo, no superando los 30 ºC para que no se produzca la cocción.

Bloaters: Se preparan a partir de Arenques enteros sin eviscerar y ligeramente salazonados. Se salazonan con sal sólida dejándolos en ella durante la noche. A continuación se insertan en espetones a través de las agallas y boca y se introducen en el ahumadero en estado húmedo durante unas 4 horas a 30-32 ºC.

Bucking: Son arenques ahumados en caliente. Un a vez limpios se sumergen en sal-muera del 70-80% durante una hora. Se realiza una primera fase de ahumado a 27-32 ºC durante una hora. La segunda hora debe realizarse a 43-49 ºC y finalmente se elevará la temperatura hasta 71-77 ºC durante una hora más.

Bacalao: El pescado fileteado se mantiene en salmuera al 70-80% entre 4-10 minutos. A continuación se deja escurrir al menos dos horas antes de ahumarlo. El tiempo de ahumado varía entre 2 y 5 horas en relación con el tamaño de la pieza, y se realiza a una temperatura de 27 ºC.

Pez espada: El pescado una vez limpio, se mantiene en salmuera al 70-80% durante 15 minutos. El tiempo de ahumado es aproximadamente de 1 hora a hora y media el cual va e relación con el tamaño de la pieza (32 ºC la primera media hora pasada la cual se eleva hasta 82 ºC).

Anguilas: Se limpian, evisceran y a continuación se sumergen en salmuera concentrada durante una hora. El proceso de ahumado consiste en mantener a 60 ºC durante un tiempo comprendido entre 2-4 horas.

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2.5 TRATAMIENTOS TÉRMICOS CON ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS

En este apartado se presentan diferentes tratamientos térmicos que emplean ondas electromagnéticas en transmisión del calor.

2.5.1 CALENTAMIENTO POR ALTAS FRECUENCIAS

Las altas frecuencias son las ondas electromagnéticas comprendidas entre 30kHz a 30 GHz. Dentro de este grupo se encuentran las radiofrecuencias (con ondas entre 30 kHz y 300MHz) y las microondas (ondas 300MHz y 30 GHz).

El calentamiento de los alimentos por altas frecuencias (microondas o radiofrecuencias) se produce por la agitación de las moléculas polares del propio alimento (molécula de agua), la diferencia entre un proceso u otro radica en la frecuencia y la forma de producir el calor.

2.5.1.1 Radiofrecuencias

El calentamiento del alimento se produce por la conversión directa de energía eléctrica en calor dentro del propio alimento. Las moléculas de agua presentes en el alimento (moléculas polares) oscilan muy rápidamente produciendo fricciones y en consecuencia calor. La energía eléctrica la proporciona un campo eléctrico de alta frecuencia entre las placas de un condensador.

Se define el flujo de calor generado por unidad de volumen (Q) como:

Q= 2 f0

´´E2

Donde:F es la frecuencia de la onda (hertz)

0la permitividad del vacío (8.854 10-12 J-1.C2.m-1)

´´ factor de pérdidas, depende del tipo de alimentoE es la amplitud del campo eléctrico en el interior del producto.

Existe un número bajo de frecuencias acordadas y reconocidas internacionalmente em-pleadas para el calentamiento por radiofrecuencia. Se conocen como Industrial Scientific and Medical Bands (ISM).

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Tabla 11. Bandas ISM disponibles para calentamiento por radiofrecuencia

Frecuencia

13.56 MHz ± 0.05% (±0.00678 MHz)

27.12 MHz ± 0.6% (±0.16272 MHz)

40.68 MHz ± 0.05% (±0.02034 MHz)

Además de los efectos letales del calor sobre los microorganismos, los campos electro-magnéticos causan cambios iónicos que alteran la permeabilidad y funcionalidad de las membranas y producen la lisis celular. Se acepta por lo general que el término dieléc-trico se aplique a las frecuencias comprendidas entre 1 y 100MHz, que producen ondas de varios metros de longitud. Las ondas de radiofrecuencia se generan mediante un magnetrón que produce ondas electromagnéticas cuya energía y amplitud cambia al atravesar el alimento.

Tabla 12 Ventajas y desventajas del calentamiento por radiofrecuencias

Ventajas Desventajas

Mejora la calidad del alimento. -Calentamiento uniforme -No existe riesgo de sobre-

calentamiento superfi-cial.

-Operaciones más rápidas.Líneas de procesado más cortas.Mejora la eficiencia energética.Mayor velocidad, uniformidad y control del calentamiento.

Equipo y funcionamiento costoso.Disminuye la densidad energética.La uniformidad del calentamiento de-pende de la homogeneidad del pro-ducto.Riesgo de arcos eléctricos.

2.5.1.2 Tecnología

Debido a la necesidad tanto de equipos especializados como de personal que sepa usarlos, el empleo de esta tecnología todavía es muy reducido. Las radiofrecuencias son producidas por un sistema de electrodos acoplados a un generador alternativo cuya frecuencia se controla por medio de un sintonizador. Los sistemas disponibles son dos:

Un equipo convencional de calentamiento. El generador y el sintonizador se sitúan a menos de un metro del aplicador.

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Equipo de radiofrecuencias de 50 ohmios, en donde el generador se sitúa a varios metros del aplicador conectados por un cable coaxial de alta potencia, es importante en el caso de tratamiento de alimentos ya que el aplicador debe limpiarse con regularidad. El sintonizador es más complejo que en el anterior sistema.

2.5.1.3 Aplicación en industria

Descongelación del pescado. Acelera el proceso de descongelado mientras que todavía se mantiene el control de la distribución de temperatura en el producto.

Pasteurización. Este sistema permite realizar la pasteurización del producto, constituyendo una forma alternativa a la clásica realizada mediante agua o vapor.

2.5.2 CALENTAMIENTO MEDIANTE MICROONDAS

Las microondas son una forma de emisión de energía electromagnética de frecuencia no ionizante que se transmite en forma de ondas. Estas ondas cuando penetran en el alimento, producen la activación de las moléculas de agua que transmiten calor por fricción a los tejidos contiguos.

En un horno microondas, el tiempo de calentamiento es menor que en los métodos convencionales y no provoca cambios relevantes en la superficie de los alimentos.

Por tanto, la gran ventaja de la aplicación reside en la elevada velocidad de calenta-miento que reduce el tiempo para que el calor sea conducido a todo el alimento y de esta forma reduce el tiempo total de cocción.

Sin embargo presenta una serie de inconvenientes:

Escasa profundidad de penetración en las piezas más gruesas de los alimentos, debido a que la tasa de calentamiento depende del índice de la energía del horno y del contenido en agua, densidad y cantidad de alimento que está siendo calentado. Por ello, los alimentos calentados en un horno microondas deben permanecer en él durante varios minutos tras finalizar la cocción para que el calor se distribuya por todo el alimento.

La evaporación del agua en su superficie tiene efecto refrigerante, siendo la causa de la supervivencia de microorganismos en la superficie y sus proximidades.

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2.5.2.1 Horno microondas

El mecanismo consta de un magnetrón (dispositivo que transforma la energía eléctrica en energía electromagnética en forma de microonda, consta de un tubo de cobre sellado que contiene placas también de cobre dirigidas hacia el centro del tubo como los radios de una rueda) operando generalmente en una banda en torno a 2,45 GHz (ISM Industrial, Scientific and Medical Band) y está conectado mediante una guía de onda a una cavidad resonante, la cual contiene el material a calentar. Un distribuidor, con forma de ventilador, se encarga de repartir la energía en forma de microondas por toda la cavidad con el fin de conseguir un calentamiento homogéneo.

2.5.2.2 Comparación, ventajas y desventajas

Cuando se utiliza aire caliente para calentar el producto, las caras de éste son lo primero que se calientan, el resto del alimento lo hará por conducción de calor, se requiere un gradiente de temperatura desde la superficie hasta el interior del producto de forma que éste último siempre se encuentre a una temperatura menor que la superficie. Además el calentamiento es bastante lento.

Otra alternativa es el calentamiento por infrarrojos que únicamente produce calor en la superficie, generado por radiación electromagnética dentro del rango correspondiente. La diferencia es que el aire caliente no invade toda la cavidad en la que tenemos el pro-ducto, sino que la superficie del material se calienta directamente.

El calentamiento por microondas penetra de un modo mucho más profundo en el material a calentar. La energía electromagnética es transformada en calor mediante un proceso complejo en el cual los dipolos moleculares rotan durante la aplicación generándose así calor en el interior del material y distribuyéndose de un modo uniforme. La superficie que está en contacto con el medio que la rodea, terminará a una temperatura mucho menor que en los procesos anteriores.

Con la utilización de microondas apenas se pierde calor en comparación con otras técnicas en las que la cavidad donde se encuentra el producto debe ser calentada.

Los sistemas de calentamiento por microondas para procesos de pasteurización y esteri-lización no son muy usados debido a la dificultad de controlar factores críticos al proceso como la localización del punto más frío dentro del alimento así como la temperatura alcanzada en este punto. Es por ello, que la extracción de conclusiones sobre el desa-rrollo y desviaciones del proceso, así como el manejo de las mismas, es difícil.

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Tabla 13 Factores que afectan al calentamiento por microondas

Producto Forma, tamaño, composición (humedad, sal…),líquido o sólido

Envase Presencia de elementos metálicos

ProcesoPotencia, ciclos, presencia de agua caliente o aire alrededor del

producto,

EquipoDimensiones, forma y otras características electromagnéticas del

horno, frecuencia, agitación del alimento

Fuente: “Kinetics of microbial inactivation for alternative food processing technologies”. (2000) FDA/CFSAN

2.5.2.3 Inactivación de microorganismos por el uso de microondas

Existen estudios sobre dos mecanismos para la inactivación por microondas. El primero de ellos inactiva los microorganismos por calor a través de mecanismos como la desnaturalización de enzimas, proteínas, ácidos nucleicos, ruptura de membranas.

Un segundo mecanismo desarrolla efectos no térmicos, es la llamada “pasterización fría”: calentamiento selectivo, electroporación, ruptura de membrana celular. Los estudios establecen que los microorganismos que se encuentran en un medio sólido se encuentran más afectados por el calor provocado por las microondas que aquellos microorganismos que se encuentran en el medio circundante. La electroporación se produce cuando los poros que forman la membrana de los microorganismos resultan dañados por el potencial eléctrico a través de la membrana.

2.5.2.4 Aplicación industria

Pasterización y esterilización. La principal ventaja es la uniformidad del calentamiento en productos ya envasados, aunque el diseño del equipo puede influir mucho en parámetros fundamentales para el control del proceso como son la medición de la temperatura del “punto más frío” dentro de un envase. Dichos envases deberán estar fabricados con materiales adecuados a las microondas, en el caso de los metales (reflejan microondas) hay cambios en la temperatura alcanzada por el producto durante el tratamiento térmico. Los envases más comunes están fabricados con polipropileno.

2.5.2.5 ¿Por qué usar microondas y radiofrecuencias?

Tanto el calentamiento por microondas como por radiofrecuencias para tratamientos de pasterización y esterilización son más rápidos y requieren menos tiempo para alcanzar la temperatura deseada.

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Producen un calentamiento más uniforme que los tratamientos convencionales.

Son sistemas que pueden encenderse y apagarse de forma instantánea y el producto puede recibir el tratamiento térmico dentro del envase.

Desde el punto de vista energético pueden ser más eficientes que los sistemas de calentamiento convencional.

2.5.3 CALENTAMIENTO MEDIANTE RADIACIÓN INFRARROJA

Radiación electromagnética emitida por objetos calientes. Los objetos que reciben la radiación aumentarán su temperatura.

Dentro de la longitud de onda el infrarrojo se divide en tres partes:

Onda larga (4 m-1mm, inferior a 400º C para alimentos).Onda media (2 m -4 m, 400-1000º C).Onda corta (0.7 m -2 m, 1000º C, nuevo en la industria alimentaria).

2.5.3.1 Propiedades de la radiación infrarroja

Cuando las ondas infrarrojas chocan con un cuerpo una parte de la energía incidente es absorbida por el alimento ( ), transmitida (t) y reflejada (r).

Q= A(T1

4-T2

4)Donde:

Q es el calor de emisión (J/s) es la constante de Stefan-Bolztmann (5.7 x10-8 J.s-1.m-2.K-4)

A superficie del área (m2)T

1 es la temperatura del emisor

T2 temperatura del cuerpo que absorbe la radiación

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La cantidad de energía absorbida varía entre 0 y una absorción completa, viene deter-minada en función de la composición del alimento mientras que la temperatura de la fuente de radiación infrarroja determina la longitud de la onda.

La radiación absorbida por el alimento se transforma en calor elevándose la temperatura del mismo. Al penetrar en el interior del alimento, las ondas infrarrojas provocan un cambio en la vibración y rotación de las moléculas. La vibración viene determinada por dos fenómenos:

Incremento/disminución de la distancia que separa a los átomosMovimiento de los átomos

Al tratarse de una radiación de mayor frecuencia y menor longitud de onda que la de los microondas, penetra menos en el alimento y produce mayor cantidad de calor, por lo que la conductividad térmica de los alimentos desempeñará en este caso un papel fun-damental dado que la alta temperatura se generará en la superficie exterior del alimento y en su interior mantendrá inicialmente la misma temperatura.

La conductividad térmica de los alimentos suele ser bastante baja por lo que habitual-mente se generarán alimentos con características similares a las resultantes del proceso de horneado: superficies secas y doradas e interiores más húmedos.

La velocidad de intercambio calórico de esta reacción dependerá fundamentalmente de la temperatura en los productos calientes (emisores) y de la temperatura en los productos que reciben la radiación, las características superficiales de ambos objetos así como su forma.

2.5.3.2 Equipo de calentamiento por infrarrojos

En el calentamiento de los cuerpos por radiación infrarroja, la longitud de la onda viene determinada por la temperatura del cuerpo (a mayor temperatura, más corta es la onda). Las aplicaciones industriales se centran en longitudes de onda corta (alrededor de 1 m)o bien en el infrarrojo intermedio (unos 10 m), con estas longitudes de onda se alcanza en pocos segundos la temperatura de trabajo necesaria, con una gran transferencia de energía y un adecuado control del proceso.

Los hornos son de diferentes tamaños y construcciones, pudiendo trabajar en continuo o por lotes. El principal componente de un horno es el radiador, los hay metálicos, planos y tubulares.

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Algunos de los radiadores necesitan agua o aire frío comprimido para evitar un sobre-calentamiento. Pueden situarse encima de los productos a tratar, o por encima y por debajo de los mismos, en cualquier caso, los parámetros a controlar son:

Longitud de ondaNivel de potenciaVelocidad del aireTemperatura

2.5.3.3 Aplicación industria

No es un proceso muy empleado en el sector transformador de productos de la pesca y de la acuicultura pero una de sus aplicaciones la constituye el secado de pescado.

2.6 DESCONGELACIÓN

El Reglamento (CE) 852/2004 establece en el Capítulo IX, Anexo II. Disposiciones aplica-bles a los productos alimenticios. 7. qué: “La descongelación de los productos alimenticios deberá realizarse de tal modo que se reduzca al mínimo el riesgo de multiplicación de micro-organismos patógenos o la formación de toxinas. Durante la descongelación, los productos alimenticios deberán estar sometidos a temperaturas que no supongan un riesgo para la salud. Cuando el líquido resultante de este proceso pueda presentar un riesgo para la salud deberá drenarse adecuadamente. Una vez descongelados, los productos alimenticios se ma-nipularán de tal modo que se reduzca al mínimo el riesgo de multiplicación de microorgan-ismos patógenos o la formación de toxinas.”

Durante el proceso de descongelación el alimento congelado recibe energía en forma de calor con el fin de que recupere en la medida de lo posible las características iniciales que poseía previamente a su congelación.

El proceso es más lento que el tratamiento de congelación por distintos factores:

El agua presenta una conductividad menor que el hielo.La transmisión de calor hacia el interior del alimento es baja.El gradiente de temperaturas entre el alimento y el medio que lo rodea debe ser bajo con el fin de evitar tanto el sobrecalentamiento superficial como el crecimiento microbiano.

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2.6.1 PROCESO DE DESCONGELACIÓN

Existen tres etapas diferenciadas:

Atemperado: la temperatura inicial del alimento aumenta rápidamente ya que el hielo tiene una conductividad térmica cuatro veces superior a la del agua.

Aproximación al punto de fusión del hielo: es la etapa más larga de las tres. La temperatura del producto se aproxima al punto de fusión del hielo. Cuando la capa superficial del mismo comienza a fundirse, la velocidad de transmisión del calor aumenta.

Calentado: Una vez el hielo se ha transformado en agua líquida, la temperatura del producto aumenta hasta igualar a la del medio circundante al alimento.

2.6.1.1 Métodos de descongelación

El empleo de un método de descongelación adecuado para cada tipo de producto es un paso importante para conseguir un producto de calidad.

Por el contrario, productos sometidos a procesos de descongelación inadecuados pre-sentarán pérdida de compuestos (sales minerales, humedad…) que provocarán que el alimento no recupere sus características iniciales. Si bien es cierto, no solo influye el pro-ceso de descongelación sino también las condiciones en que previamente tuvo lugar el tratamiento de congelación.

En general, en el proceso de descongelación se debe evitar:

Sobrecalentamiento excesivoTiempos prolongadosDeshidratación excesiva

2.6.1.2 Clasificación de los métodos de descongelación en función de cómo se suministra la energía.

Calentamiento exterior El medio calefactor es aire, agua o vapor de agua. La duración de los procesos donde la transmisión de calor se produce por conducción térmica desde la superficie al interior del alimento, depende tanto de factores intrínsecos al propio alimento como del medio en que este se sitúa:

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Dimensiones y forma del producto (espesor, compacidad, etc.)Conductividad térmica del producto.Temperatura inicial y final del producto.Calor aportado (variación de entalpía)Características térmicas del medioTemperatura, humedad y velocidad de circulación del medio.

Descongelación a temperatura ambienteAdecuado para producciones pequeñas y piezas de pescado enteras. Además la veloci-dad de descongelación se puede incrementar ventilando o bien calefactando levemente la zona donde se encuentra el producto.

Descongelación por aguaMétodo usado para piezas enteras ya que en el caso de los filetes se produciría un en-charcamiento de los mismos con la consiguiente pérdida de propiedades sensoriales de los mismos. Suele usarse agua limpia aunque en ocasiones puede tratarse de una salmuera al 5%.

En términos generales, la temperatura del agua no debe sobrepasar los 18 ºC-20 ºC para evitar un calentamiento excesivo de la superficie del producto. El funcionamiento de los equipos suele ser discontinuo, aunque en todos los casos el problema radica en la perio-dicidad con que se renueva el agua para evitar la contaminación del producto.

Descongelación por aireAire estático: adecuado a producciones pequeñas bajo un adecuado control de modo que se evite en la medida de lo posible el sobrecalentamiento y la desecación. En este caso, la transmisión de calor es muy baja.

Aire húmedo: aire saturado de vapor de agua de modo que se protege al alimento de una posible pérdida de humedad (evita mermas de peso y volumen). El agua condensa sobre el pescado cediéndole calor latente y por tanto el proceso se ve acelerado.

Aire forzado: usados para realizar el tratamiento de descongelación a distintas escalas. Suelen ser equipos con recirculación en los que el aire puede ser calentado o humidificado. El funcionamiento puede ser continuo o discontinuo, con flujo de aire transversal o paralelo.

Descongelación al vacíoEl producto se introduce en una cámara de cuyo interior se extrae el aire (realizándose vacío) para después inyectar vapor de agua a baja temperatura. Con este sistema se evita la deshidratación del producto. Se consigue un coeficiente de transferencia de calor alto,

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el agua condensa sobre la superficie del producto evitándose de este modo el sobreca-lentamiento del mismo. Es adecuado para producciones de pequeño volumen.

Descongelación por calor de contactoEl producto se sitúa entre placas calientes (por resistencia eléctrica o por circulación de fluido a alta temperatura) si bien su temperatura no debe superar los 20 ºC.

Generación de calor dentro del mismo producto (ver capítulo dedicado a las microon-das).

Descongelación por resistencia eléctricaEl método se basa en la oposición al paso de una corriente de baja frecuencia (50Hz) que presentan los cuerpos a su través generando calor.

Es un sistema adecuado para bloques de producto planos con una superficie no demasiado irregular. Las características de los bloques de producto deben ser uniformes en cuánto a grosor, dimensiones… de forma que la resistencia al paso de la corriente sea uniforme, ya que en caso de existir heterogeneidades en un mismo bloque, aparecerían zonas que se calentarían rápidamente por presentar poca resistencia al paso de la corriente mientras que otras zonas permanecerían sin descongelar.

Descongelación dieléctricaLos bloques de producto se transportan mediante una cinta que pasa por varios pares de electrodos con corriente alterna de alta frecuencia y tensión (5000V y 80MHz). Cuando el producto pasa por los electrodos absorben parte de la energía del campo magnético generado, transformándola en calor. Este calor se produce de manera uniforme en toda la masa del bloque y en principio no existe límite en el grosor.En la práctica los bloques no son homogéneos pudiéndose producir absorciones no uni-formes de potencia suministrada que terminan por destruir localmente el producto.

Descongelación por métodos mixtosSe denomina congelación mixta a la combinación de dos o más métodos de descongelación. Su eficacia se valorará según el coste, la conveniencia y la calidad del producto final descongelado.

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Tabla 14 Ventajas y desventajas de los diferentes sistemas de descongelación

Método Ventajas Desventajas

Aireforzado

Adaptable a diferentes usos

Controlable/programa-ble

Control de la tempera-tura

HigiénicoBaja manipulación del

productoAdecuado a todo tipo de

productosContinuo / discontinuo Relativamente rápidoPérdida de sabor mínima

Inversión inicial altaLos costes operativos dependen del coste energéticoDeshidratación superficial del producto si la descongelación no se realiza adecuada-menteMantenimiento regular

Tempe-ratura

ambiente

BaratoAdecuado a distintos tipos de producto y es-pecie

LentoAdecuado para cantidades pequeñas de pro-ductoNo existe control de temperaturas ni monito-rizaciónLa temperatura varía en función de la esta-ciónRequiere espacioPuede reducir la vida útil y acelerar el dete-rioro si no existe control de temperaturas

Agua

Costes de inversión bajosHigiénico en función del

diseñoGrandes o pequeñas pro-

ducciones

Grandes volúmenes de agua y efluentesLento, en función de la temperatura del aguaGran cantidad de espacioNo existe monitorizaciónSi no hay control de temperatura, la descon-gelación puede ser o excesiva o insuficienteNo adecuado para productos en filetesNo siempre es higiénicoManejo del producto difícil

VacíoHigiénicoRápidoPocas secuelas

Programado para cada tipo de productoPorcentaje de descongelación desigualDifícil controlInadecuado para grandes cantidadesMantenimiento por personal especializado

Microon-das

Calor generado dentro del producto

RápidoPérdidas de humedad

mínimas

Alta inversiónEl calentamiento podría no ser uniformeDifícil de controlarMantenimiento por personal especializado

RadioFrecuen-

cias

UniformeRápidoHigiénicoNo existen efectos sobre al calidad / texturaMínima pérdida de hu-medad

Inversión altaCalentamiento desigualDifícil de controlarMantenimiento por personal especializado

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2.6.1.3 Efectos producidos por la descongelación incorrecta

Si la descongelación es incorrecta se producen alteraciones indeseables:

La elevada concentración de solutos en solución favorece reacciones químicas y enzimáticas.Los cristales de hielo se agrandan modificando la textura del alimento.Pérdida de vitaminas y componentes por goteo.Crecimiento de microorganismos (psicotrofos) y patógenos si los hubiera inicialmente.

2.6.1.4 Prevención de la pérdida de calidad en los productos

Hay que controlar:

CongelaciónInteresa que sea rápida para provocar la formación de numerosos cristales de hielo intra y extracelulares de pequeño tamaño y que no dañen los tejidos.

AlmacenamientoMantener la cadena de frío para evitar la recristalización. A menor temperatura, producto con mayor duración (menor velocidad de cambios químicos y microbiológicos).

DescongelaciónEvitar sobrecalentamiento, deshidratación (pérdida de agua con sustancias disueltas), tiempos largos (aumenta la contaminación).

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3. TRATAMIENTOS TÉRMICOS POR APLICACIÓN DE FRIO

Su acción permite alargar la vida útil de los productos frescos o procesados, manteniendo sus propiedades organolépticas y nutritivas durante períodos relativamente largos. Las bajas temperaturas ralentizan las reacciones químicas, lo que produce un retraso o inhibición del crecimiento de los microorganismos o de las enzimas presentes en los alimentos de forma que se pueden conservar a bajas temperaturas en condiciones de refrigeración o de congelación, siendo la principal diferencia entre ambos métodos la disminución de la actividad del agua.

Comportamiento de los microorganismos frente a las bajas temperaturas

Generalmente, los microorganismos sobreviven a temperaturas por debajo de su mínima de crecimiento, debido a esto, la aplicación de bajas temperaturas se debe considerar más como un procedimiento de conservación que de eliminación (aunque en ocasiones estos tratamientos pueden afectar letalmente a los microorganismos debido a la desnaturalización y floculación de sus proteínas). Dependerá de la temperatura, el tiempo de exposición y las características del microorganismo.

La relación entre la disminución de la temperatura y la supervivencia microbiana es inversamente proporcional, aunque los microorganismos tienen un comportamiento distinto según se trate de condiciones de refrigeración (0 a -8º C) o de congelación (por debajo de -20º C).

En condiciones de refrigeración los microorganismos se mantienen durante largo tiempo sin morir. Los psicrófilos y psicrótrofos pueden crecer en estas condiciones siendo una de las principales causas de deterioro de alimentos conservados en refrigeración.

En condiciones de congelación, la formación de cristales en el interior de las células provoca una alta mortalidad. En el momento de la congelación se produce la muerte rápida de muchos microorganismos y, a tiempos más largos la tasa de muerte se reduce aunque el número de microorganismos viables sigue disminuyendo.

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Proceso de enfriamiento: pérdida de calor

La refrigeración o congelación de los alimentos se basa en el procedimiento de transmisión de calor en el que los alimentos actúan como foco caliente, cediendo su calor a un medio exterior frío.

El proceso de enfriamiento provoca una variación de energía determinada por la expresión:

dQ=M Cp dT

Donde:M= masaCp= calor específicodT= variación Tª del alimento

El calor cedido por el alimento al enfriarse:

dQ= AU (Tmed-T)dtDonde :

dQ= calor cedido por el alimentoA= área de transferenciaU= coeficiente de transmisión de calorTmed= Tª de medio enfriadorT= Tª del productodt= tiempo transcurrido en el proceso

Cuando dos cuerpos se encuentran a distinta temperatura, se produce una transferencia de energía térmica desde el nivel térmico más alto al más bajo, lográndose un estado de equilibrio.

M CpdT = AU (Tmed-T)dtDonde:

M= masaCp= calor específicoA= área de transferenciaU= coeficiente de transmisión de calordT= variación Tª del alimentoTmed= Tª de medio enfriadorT= Tª del producto

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3.1 REFRIGERACIÓN

Aplicación de frío sin llegar a la congelación del agua presente en el alimento, alcanzán-dose temperaturas próximas a la fusión del hielo, con el fin de conservar un producto “fresco” destinado a ser consumido en un corto período de tiempo (según el Regla-mento (CE) 853/2004 del Parlamento Europeo y del Consejo de 29 de abril de 2004 por el que se establecen las normas específicas de higiene de los alimentos de origen animal, anexo I.3.5 son “productos de la pesca frescos son aquellos productos de la pesca sin trans-formar, enteros o preparados, incluidos los productos embalados al vacío o en atmósfera modificada, que no se hayan sometido a ningún tratamiento distinto de la refrigeración para garantizar su conservación”).

La conservación frigorífica varía según el producto y el envase. La temperatura debe mantenerse constante durante el período de conservación, dentro de los límites de to-lerancia admitidos. Durante su almacenamiento en la cámara frigorífica es de suma im-portancia que la estiba de los productos se realice correctamente de forma que en todos los puntos de la cámara exista la misma temperatura.

En caso de ruptura de la cadena de frío, se deben reparar los equipos de refrigeración y rechazar los productos que hayan podido verse alterados por unas inadecuadas condi-ciones de almacenamiento.

3.1.1 PROCESO DE REFRIGERACIÓN

3.1.1.1 Objetivos de la refrigeración

Mantener el producto a baja temperatura (próxima a la fusión del hielo)

Disminuir o frenar el desarrollo de microorganismos

Aumentar la vida útil de los alimentos

Conservar el alimento a corto plazo

Repercutir lo menos posible en las características organolépticas y nutritivas de los productos.

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3.1.1.2 Sistemas de enfriamiento

3.1.1.3 Uso del hielo

El hielo absorbe por conducción el calor del pescado produciendo su enfriamiento, como consecuencia dicho hielo se funde.

Para conseguir la máxima intensidad de enfriamiento, cada pieza debe rodearse completamente de hielo, siendo usual una proporción hielo/pescado de entre 1/1 y 1/3 dependiendo de la temperatura ambiente.

El hielo destinado a entrar en contacto con el pescado, debe ser fabricado a partir de agua potable o agua de mar limpia (permite enfriar el pescado a temperaturas ligeramente inferiores a 0º C).

3.1.1.4 Sistemas basados en la evaporación de un líquido cuya temperatura de ebullición es inferior a la temperatura a conseguir

Sistemas mecánicosSistemas cerrados que actúan como una bomba que extrae el calor del alimento o de un recinto que se pretende enfriar y lo transfiere a otra zona donde lo disipa.

Se emplean fluidos refrigerantes que circulan por un circuito cerrado transformán-dose sucesivamente de líquido a vapor y de vapor a líquido.

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Tabla 14. Características de los hidrocarburos halogenados

Hidrocarburos halogenados (freones) y amoniaco

Bajo punto de ebullición (<0º C)

Bajo punto de ebullición (<0º C)

Elevado calor latente de vaporización

Baja toxicidad

No inflamables

Bajo coste

Tipos de sistemas mecánicos

*Medios de enfriamiento de sistemas mecánicos: AIRE

Tabla 15. Ventajas y desventajas de los sistemas de enfriamiento por aire

Ventajas Inconvenientes

Compatible con alimentos envasados y sin envasar

Bajo coeficiente de transmisión de calor

Enfriamiento simultáneo de gran can-tidad de productos independiente-mente de formas y dimensiones

Desecación superficial de alimentos no envasados

*Medios de enfriamiento mecánico: SUPERFICIES LISASLos alimentos se enfrían por contacto con una superficie a su vez en-friada por el líquido refrigerante.

Tabla 16. Ventajas y desventajas de los sistemas de enfriamiento por superficies lisas

Ventajas Inconvenientes

Adaptable a productos envasados o no. Poco útil para productos irregulares.

Mayor eficacia cuanto mayor contacto alimento-superficie.Muy útil productos planos.

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*Medios de enfriamiento de sistemas mecánicos: LÍQUIDOS -Fluidos o refrigerantes distintos del aire pero no criogénicos (agua

líquida y hielo, cloruro sódico). -Contactan directamente con el alimento.

Sistemas criogénicosEmplean líquidos criogénicos o gases licuados. Los líquidos criogénicos (CO

2, N

2)

tienen temperaturas de ebullición muy bajas y calores latentes de vaporización muy altos.Enfriamiento por contacto directo con estos líquidos.Coste más elevado aunque compensa para productos de alta calidad.

3.1.1.5 Factores que afectan a la vida útil de un alimento refrigerado

Tipo de alimentoCondiciones de refrigeración tras la captura, transporte, almacenamiento, venta y distribución.Higiene del alimentoProcesado del alimento (intensidad y tipo de proceso)Permeabilidad del envase

En general, la vida útil de las especies será:

Tabla 17. Vida útil de diferentes especies de pescados.

Especies Días de vida útil

Pescado graso de pequeño tamaño (sardina y boquerón). 3-5 días

Especies magras de carne blanca (merluza y bacalao). 14-20 días

Especies de gran tamaño (atún, pez espada) conservadas en hielo. 24-30 días

Fuente: Manual de consumo: conservación. FROM

3.1.1.6 Factores que afectan a la calidad del alimento durante el almacenamiento en refrigeración

Partiendo de una materia prima de buena calidad, donde tras la captura se ha aplicado una bajada rápida de la temperatura, los factores a controlar son:

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Temperatura: debe ser estable durante todo el almacenamiento, transporte y comercialización. La oscilación será de 1º C.Humedad relativa: si la humedad relativa es alta se produce una condensa-ción del agua en la superficie del alimento provocando un crecimiento de mi-croorganismos.Si la humedad relativa es baja hay una deshidratación del alimento. Normal-mente se mantendrá en torno al 80-95%.Circulación del aire: el aire debe circular adecuadamente y su composición se debe mantener. Si el aire se purifica se evita la mezcla de aromas.Luz: el almacenamiento se producirá bajo condiciones de oscuridad. La luz ul-travioleta evita el crecimiento de mohos y bacterias pero favorece la oxidación (sabor y olor extraño).Composición de la atmósfera: los gases de la atmósfera de refrigeración si están controlados mejoran el efecto conservador.

Carga de refrigeración de productos frescos en almacenamiento:

Reducción de la temperatura de entrada hasta la temperatura de almacenamiento:

Qf= m

entc

f (t

ent-t

alm)

Eliminación del calor de respiración de los productos:

Qr= m

almh

r

3.1.1.7 Factores que afectan a la velocidad de deterioro de especies de pescado almacenadas en hielo

Tabla 18. Deterioro de las distintas especies de pescado.

FactoresVelocidad relativa de deterioro

Rápida Lenta

Tamaño Pescado pequeño Pescado grande

pH post mortem pH alto pH bajo

Contenido en grasa Especies grasas Especies magras

Propiedades de la piel Piel delgada Piel Gruesa

Forma del pescado Redondo Plano

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3.2 CONGELACIÓN

3.2.1 PROCESO DE CONGELACIÓN

La congelación es el proceso por el cual los alimentos se someten a un enfriamiento muy rápido con temperaturas inferiores al punto de congelación del producto (temperaturas alrededor de –20 ºC o –30 ºC). Se consigue:

Paralizar la actividad microbiana.Reducir la velocidad de la mayor parte de las reacciones químicas que tienen lugar en el alimento.Detener completamente las reacciones metabólicas celulares, ya que la transición del agua líquida al estado de hielo no sólo fija la estructura del tejido sino que también aísla el agua bajo la forma de cristales de hielo y por lo tanto no se encuentra disponible para actuar ni como disolvente ni como reactivo en dichas reacciones.

La principal ventaja de la congelación es la conservación de las propiedades nutri-tivas del alimento al mismo tiempo que su vida útil aumenta notablemente.

3.2.1.1 Cinética del proceso de congelación

El conocimiento de la cinética del proceso de congelación permite determinar el tiempo y la temperatura a la que se debe exponer un alimento para una congelación correcta.El proceso de congelación puede dividirse en tres etapas:

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Hay que tener en cuenta que estos cambios deben producirse en el centro del alimento ya que es la zona donde más tarda en evacuarse el calor. De esta forma se asegura que todo el alimento haya alcanzado la temperatura final requerida.

PreenfriamientoEl alimento es sometido a una temperatura externa inferior a su punto de conge-lación. Se produce una pérdida de calor sensible hasta alcanzar la temperatura de congelación.

MCp Ln Tmed-Ti Tp=

AU Tmed-Tc

Entre los 0 y -5º C se congela el 80% del agua libre, este rango de temperaturas recibe el nombre de zona de máxima cristalización, se produce un aumento en la velocidad de muchas reacciones de degradación. Debido a esto, el paso por esta zona se debe realizar lo más rápidamente posible ya que además se produce un efecto denominado criocongelación, las sales se concentran debido a la separación del agua en forma de hielo.

CongelaciónPérdida de calor latente durante la transición del agua contenida en el alimento de un estado físico a otro, la energía absorbida por un cuerpo no se emplea en au-mentar la agitación de sus moléculas sino en romper los enlaces entre ellas. El calor latente es el calor agregado a una sustancia que no origina ningún cambio de nivel térmico o temperatura ya que la energía que se produce se consume en la transfor-mación física (proceso que ocurre sin cambio de temperatura).

Enfriamiento o atemperadoUna vez congelado el producto se sigue perdiendo calor hasta que la temperatura interna se iguala a la externa.

M Cp=AU (Tmed-T)dt

Siendo el tiempo de enfriamiento (Ta):

MCp Ln Tmed-Tc Tp=

AU Tmed-Tf

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3.2.1.2 Velocidad de congelación

Los cambios que se producen en la estructura de los alimentos durante su congelación se deben a la presencia de agua en el alimento. El agua que se encuentra ligada a com-puestos no sufre cambios durante la congelación o el enfriamiento, sin embargo el agua que está retenida en las estructuras celulares e intercelulares, es la que se transforma en cristales de hielo. Estos cambios dependen de la velocidad de congelación:

Cuando la velocidad de congelación es lenta (“Sharp freezing” <1cm/h), el agua se congela formando grandes cristales. El agua presente en los espacios intercelulares tiene una concentración de nutrientes menor que en el interior de la célula, debido a esto se congela antes haciendo que en el fluido extracelular se concentren nutrientes, provocando a su vez una salida de agua de las células circundantes para compensar esa concentración. Se produce una deshidratación y desnaturalización de las proteínas, rotura de la membrana celular… En definitiva, una congelación lenta provoca la rotura de la estructura celular de los alimentos.

Cuando la congelación es muy rápida (“quick freezing”>5cm/h), el agua presente en el in-terior de la célula se congela formando pequeños cristales, antes de que se formen cristales más grandes extracelulares, de este modo se preserva la estructura celular del producto congelado. Sin embargo, si la velocidad de congelación es excesivamente alta, tanto en pescados grandes como en otros alimentos, puede producir grietas o resquebrajamientos del músculo y vesículas entre la piel y masa muscular. Esta alteración se debe a la alta pre-sión que ejerce el frente exterior de congelación hacia el interior del producto.

La velocidad de congelación dependerá:

Con respecto al alimento: de la conductividad térmica del alimento y de su tamaño, es decir, cuánto menor sea la distancia del centro térmico a la superficie del alimento que está en contacto con el sistema congelante más rápida será la congelación.

Con respecto al equipo de congelación: el gradiente que crea y su coeficiente individual de transmisión.

Efecto combinado de la temperatura y el tiempo de almacenamiento

El efecto combinado de la temperatura y el tiempo de almacenamiento determinan la tolerancia del producto congelado. En general, cuánto menor es la temperatura, mayor es el tiempo de almacenamiento.

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3.2.1.3 Factores que afectan a la conservación por congelación

El tiempo de conservación de un producto congelado dependerá de:

Tipo de producto Calidad inicialProcesado previoCongelaciónEnvasadoAlmacenamiento

Factor productoComprende tanto el tipo de producto como la calidad inicial del mismo ya que el proceso de congelación no mejora las características de un producto que pre-viamente al tratamiento de congelación ya se encuentra alterado. Es por tanto, de especial importancia observar los parámetros organolépticos indicadores de la “frescura” del pescado (color de las branquias, firmeza de la carne, pupilas negras y brillantes…) seleccionando los ejemplares que presentan mejores características, así mismo, es conveniente vigilar todas las operaciones de preparación y acondiciona-miento de la materia prima hasta el inicio del proceso de congelación. La calidad del pescado será tanto mejor cuánto menor sea el tiempo transcurrido desde la captura hasta su congelación. Dependerá también de la especie, su composición (especial-mente su contenido en grasa), tamaño, donde y cómo se capturó, estado del rigormortis en el momento de congelar… Los pescados grasos tienen una tendencia menor al endurecimiento que las especies no grasas, ya que parece existir un efecto protector por parte de los lípidos que forman parte de su composición.

Factor proceso (velocidad de congelación y temperatura alcanzada)Viene determinado por las distintas operaciones a las que el producto es sometido antes de su congelación, todas las etapas deben realizarse en unas condiciones adecuadas para prevenir contaminaciones y daños mecánicos.

Factor envasadoLos productos almacenados pueden sufrir daños mecánicos y alteraciones fotoquí-micas que pueden ser evitadas según el tipo de envase empleado.

El envase debe ser de un material que cumpla la legislación vigente, químicamente estable, libre de olores, libre de sustancias que puedan migrar al alimento e impermeable al vapor de agua, a las sustancias volátiles y a los olores externos. Asímismo los envases deben permitir la congelación rápida del alimento en su interior, permitir el aumento de volumen que se produce durante la congelación (en el

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caso de que se congele envasado), ser impermeable a los líquidos, resistente a la humedad y a las bajas temperaturas, y tan opaco como sea posible.

Una alternativa es el glaseado, consistente en sumergir cada pieza de pescado recién congelado en agua fría (próxima al punto de congelación) durante un breve instante. De este modo se forma a su alrededor una delgada capa de hielo que actuará de barrera protectora durante el almacenamiento del producto.

Esta característica del producto debe ser indicada en el etiquetado del mismo, con el fin de no inducir a error al consumidor. Esta obligación se encuentra regulada mediante la Orden PRE/3360/2004, de 14 de octubre, por la que se regula la informa-ción complementaria del etiquetado de los productos alimenticios congelados que se presenten sin envasar y se establece el método de análisis para la determinación de la masa de glaseado (BOE nº 252, de 19 de octubre de 2004). En su artículo 1º se establece que el etiquetado de los productos alimenticios congelados que se presenten sin envasar para la venta al consumidor final, deberá indicar:

El precio por kilogramo de peso netoEl precio por kilogramo de peso neto escurridoEl porcentaje de glaseado

En los productos que tengan un porcentaje de glaseado inferior al 5% no será ne-cesario indicar dicho porcentaje. Este 5% de glaseado mínimo fue determinado en base a que es una cifra similar a la que se contempla a estos efectos en otras nor-mas europeas y a la que se califica como error máximo por defecto tolerado para cantidades nominales de 51 a 100 gramos, en la Norma General para el control del contenido efectivo de los productos alimenticios envasados, aprobado por el Real Decreto 723/1988, de 24 de junio.

La información anterior deberá figurar rotulada en etiquetas, carteles o tablillas co-locadas en el lugar de venta, sobre el producto o próximas a él.

La temperatura durante el almacenamientoMantener una calidad óptima durante el mayor tiempo posible requiere una temperatura de conservación tan baja como permita el alimento, evitando oscilaciones o cambios en la misma, ya que podrían dar lugar a alteraciones en la textura del producto con un aumento del exudado llegando a presentar lesiones en el sarcolema (membrana citoplasmática de las células musculares) que provocarían la aceleración de cierta reacciones enzimáticas.El pescado debe mantenerse a una temperatura igual o inferior a -18º C, no debiendo romperse nunca la “cadena de frío”.

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Tabla 19. Tiempos de almacenamiento del pescado en congelación.

Tiempos de almacenamiento

Producto -18ºC -24ºC -30ºC

Pescado graso (glaseado) 5 meses 9 meses >12 meses

Pescado magro (filetes) 9 meses 12 meses 24 meses

Pescado plano 10 meses 18 meses >24 meses

Gambas cocidas y peladas 5 meses 9 meses 12 meses

Fuente: “Freezing and refrigerated storage in fisheries” FAO

3.2.1.4 Calidad de un producto congelado

La formación de cristales de hielo originados durante la congelación provoca un dete-rioro de la textura del producto si el proceso no se realiza correctamente.

Daños por cristales de hielo: constituye la principal causa de pérdida de calidad del producto. La formación de los cristales de hielo está en función de la velocidad de congelación y de las características del producto. Para el pescado, al igual que para el resto de los alimentos, interesa una congelación rápida, de forma que la temperatura de nucleación de los cristales se alcance en poco tiempo y los cristales que se originen tengan forma de aguja y pequeño tamaño y por tanto no dañen al alimento como en el caso de una congelación lenta donde los cristales de hielo que se forman son de gran tamaño.

En el tamaño que alcanzan los cristales de hielo durante la congelación influye el estado fisiológico del músculo del pescado. Si el proceso de congelación se produce antes de que el organismo haya alcanzado el estado de rigor mortis, los cristales que se forman son intracelulares ya que el agua está fuertemente unida a las proteínas miofibrilares (actina y miosina), mientras que si el proceso tiene lugar después de la etapa de rigor mortis laformación de los cristales dependerá únicamente de la velocidad de congelación.

Aumento de la concentración de solutos en solución

Aceleración de las reacciones químicas en el agua no congelada.Cambio en las propiedades del medio: pH, fuerza iónica, viscosidad…

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Efectos sobre enzimas y microorganismos

Es importante la conservación de la cadena de frío desde que el alimento se congela hasta que llega al consumidor, ya que si esta cadena se rompe las proteínas que compo-nen el pescado se alteran fácilmente generándose olores y cambios de color, además de una proliferación de bacterias patógenas.

Enzimas: el efecto es variable dependiendo de las características de cada enzima. Inactivadas o activadas total o parcialmente por las variaciones del medio en el que se encuentran.

Microorganismos: no se destruyen totalmente pero sufren daños por los cristales de hielo y variación en la concentración de solutos. Resistencia bajo la forma de esporas y toxinas.

Quemadura por frío y deshidratación: es una gran desecación en la superficie del alimento congelado producida por la sublimación de los cristales de hielo que se forman durante la congelación. Dicha alteración se manifiesta en la superficie del producto en manchas de color oscuro como consecuencia de la concentración y oxidación pigmentaria.

La sublimación de los cristales de hielo tiene lugar cuando las condiciones de conservación del producto no son adecuadas o bien el producto no está protegido correctamente. Entonces, se producen cavidades intra y extramusculares en función tanto de la velocidad a la que transcurre el proceso de congelación como el estado de rigor del producto.

Los factores que influyen en la sublimación de los cristales de hielo son los siguientes:

Tipo de piel y cantidad de grasa en la superficie del producto. Cuando se trata de producto desprovisto de piel (rodajas, filetes…) la sublimación es más rápida que en el caso de productos con piel. Sin embargo, este factor carece de importancia si el producto ha recibido un tratamiento de glaseo superficial.

El glaseado es la formación de una película continua en la superficie del producto cuyo fin es evitar la desecación del mismo así como reacciones de oxidación, de forma que si las condiciones de conservación no son las más adecuadas la sublima-ción tenga lugar en la capa de glaseo y no en el propio producto.

Si la quemadura es pequeña el fenómeno es reversible por rehidratación mientras que si por el contrario se trata de una quemadura profunda y como consecuencia cambios químicos y oxidaciones ya no es posible evitarlo.

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Envases. El material empleado debe ser impermeable con respecto al oxígeno, vapor de agua y otros compuestos volátiles. La adherencia debe ser completa al producto, de forma que si durante la conservación hay fluctuaciones de temperatura no exista migración del agua contenida en el producto a la cara interna del envase.

Temperatura de la cámara. Al bajar la temperatura de la cámara, hay liberación de vapor de agua en el producto sin envasar, depositándose en forma de escarcha en el enfriador, con las consiguientes pérdidas tanto de peso como de calidad. Si el producto se encuentra envasado en material impermeable, no se aprecia una pérdida de peso, pero si de calidad.

La quemadura por frío causa un daño importante en el producto y una pérdida del valor del mismo ya que disminuye su calidad organoléptica.

Bolsas de hielo: cuando un alimento tiene bolsas de aire, huecos o el envase está deficientemente lleno y además hay un gradiente en él de temperatura, el alimento desprende humedad. Se produce la sublimación en el interior de dichos huecos o en la pared interior del envase, formando una capa de escarcha y cristales de hielo denominados bolsa de hielo.

Desnaturalización de proteínas: cuando el producto se ha congelado lentamente o cuando ha habido fluctuaciones de temperatura durante el almacenamiento, los cristales de hielo que se forman crecen, extrayendo el agua ligada a las proteínas, estas se desorganizan no pudiendo recuperar durante la descongelación el volumen de agua inicial (cuando se pierde agua se produce al mismo tiempo un arrastre de nutrientes hidrosolubles). Este proceso cambia la textura de los alimentos, produciendo un endurecimiento e incluso disminuyendo su solubilidad y valor nutritivo.

Contracción de los lípidos: el cambio de estado sólido a líquido depende de la temperatura de fusión del líquido. Al congelar un alimento, los aceites se solidifican y pueden llegar a contraerse.

Cambios de volumen: todos los procesos anteriormente descritos dan lugar a tensiones internas que provocan daños en estructuras celulares. Cuando el agua de un alimento se congela, aumenta el volumen del mismo en torno al 8-9% originando una ruptura de membranas y por tanto daños en la estructura celular, es lo que se denomina descompartimentación celular, como consecuencia se producen reacciones que en un alimento intacto nunca hubieran tenido lugar.

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Cambios en la coloración:Oxidación de pigmentos hemáticos: responsables de la coloración marrón, los pigmentos hemo actúan a determinadas concentraciones catalizando reacciones de autooxidación, una vez iniciadas se acelera la oxidación de mioglobina a metamioglobina, apareciendo el color marrón. Estas alteraciones tienen lugar en aquellas zonas con predominancia de músculo rojo.

Oxidación de pigmentos carotenoides: responsables de la coloración asalmonada de algunas especies, se destruyen con rapidez por la luz y deshidratación, de forma que el color anaranjado se transforma en amarillo verdoso perdiendo además valor como precursores de la vitamina A.

3.2.1.5 Métodos y tecnología para aplicación de las bajas temperaturas

3.2.1.5.1 Congeladores de aire

El aire es el sistema más común de congelación, donde una corriente de aire frío extrae el calor del producto hasta que se consigue la temperatura final deseada.

Suelen ser congeladores bastante versátiles, sirviendo para congelar piezas enteras de distintas formas y tamaños. El aire se impulsa mediante ventiladores a una velocidad que puede oscilar entre 5-20 m/s en un circuito cerrado a una temperatura que varía de –20 ºC hasta -40 ºC.

En todos los casos se utilizan evaporadores por los que circula un medio refrigerante. El aire pasa a través de los evaporadores, enfría y atraviesa el producto.

Túneles de congelaciónEl producto se congela tras introducirlo en un túnel en el que se produce una corriente de aire frío. Los coeficientes de transmisión de calor obtenidos con este sistema son inferiores a los obtenidos con el sistema de inmersión.

Operación en continuoBajo costeEl alimento no envasado sufre daño por frío

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Congelación en espiral en cinta sinfinEl producto es transportado a lo largo del congelador por medio de una cinta en espiral, en cuyo recorrido se congela mediante aire frío. En industria pesquera se usan para barritas de pescado, gamba cruda, filetes de pescado, escalope…

Ocupan poco espacioGran capacidad de congelación.Carga y descarga continua.Requieren poco mantenimiento.

Lecho fluidizadoSon equipos compactos donde el coeficiente de transmisión de calor es muy ele-vado y en el lecho se crea una elevada superficie de partículas. Los vertidos se pro-ducen al desescarchar los túneles y en la limpieza de los mismos.

Alimentos de pequeño tamaño y uniformesEl aire mantiene en suspensión al productoCongelación rápida

3.2.1.5.2 Congeladores líquidos

La congelación se consigue sumergiendo el producto en un líquido no tóxico a tempe-ratura inferior a 0º C. Con este sistema se obtienen coeficientes de transmisión de calor elevados y se pueden congelar cuerpos con formas irregulares. Sin embargo tienen el inconveniente de que parte del líquido refrigerante se queda en el producto y debe ser eliminado por lavado (si el líquido no es volátil), produciéndose por tanto vertidos con concentraciones variables de líquido refrigerante. Los más utilizados son:

Disoluciones de cloruro sódico NaCl (23%): se utilizan hasta -20º C, su empleo puede salar el alimento.Disoluciones de glicerina y propilenglicol (60-67%): permiten alcanzar temperaturas inferiores a -45º C.

Congeladores por contactoFormados por placas metálicas huecas (en disposición horizontal o vertical) por donde circula el líquido refrigerante y entre las que se colocan productos a una presión constante para asegurar un estrecho contacto entre las placas y el producto. Al acabar el proceso de congelación las placas se calientan para desescarcharlas y limpiarlas antes de comenzar un nuevo ciclo. El desescarche puede realizarse con agua, resistencias eléctricas o gas caliente, siendo el de resistencias el más costoso. El sistema de desescarche con agua resulta ventajoso si se dispone de un sistema de almacenamiento y reutilización del agua (si no es el caso, habrá que estudiar el efluente generado a partir del proceso y los costes de su posterior tratamiento).

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Estos dispositivos aseguran un tiempo corto de congelación, siempre que el pro-ducto sea un buen transmisor del calor y su espesor no sea excesivo (menos a 50-60mm).

Hay tres tipos de congeladores por contacto directo:

Placas1.Bandas2.Tambor rotativo3.

Ilustración 6. Congelador de placas

Los congeladores de placas verticales se suelen usar para la congelación de pescado en bloques, obteniéndose formas regulares, es el método más usado para congelar pescado a granel. También son usados en la congelación de gambas envasadas en bolsas de polietileno. Para congelar filetes de pescado en bloques se utilizan los congeladores de placas horizontales.

3.2.1.5.3 Congeladores criogénicos

Sistemas basados en la pulverización de fluido sublimante (CO2) o en ebullición (N

2)

sobre el producto a congelar. La baja temperatura del líquido (-78º C en el caso de CO2

y -196º C si se trata de N2) y el calor (calor sensible) que este absorbe en el cambio de

fase líquido-gas, permite realizar congelaciones muy rápidas del producto. Este método es adecuado para evitar que durante congelación no se produzcan pérdidas de agua por evaporación en los productos ya que estos fluidos presentan una baja capacidad de captar agua a baja temperatura.

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Un caso particular en el uso de equipos de congelación por criogenia es el proceso de ultracongelación. En él se usan túneles de congelación en los que el fluido criogénico se inyecta y es pulverizado sobre el producto con un caudal proporcional a la cantidad de producto que se está tratando. Cuando el fluido entra en contacto con el alimento, se vaporiza extrayendo el calor del producto. Por tanto, el alimento sufre un enfriamiento brusco (-40º C), de forma que la temperatura de máxima cristalización se alcanza en un tiempo inferior a las 4 horas. El proceso se completa una vez lograda la estabilización tér-mica, cuando la totalidad del producto adquiere una temperatura de -18º C o inferior.

Al entrar en contacto directo con los alimentos, los fluidos criogénicos deben ser lo su-ficientemente inertes para no ceder a los alimentos componentes en una cantidad que pueda suponer un peligro para la salud del consumidor, originar una modificación in-aceptable en la composición del alimento o alterar sus características organolépticas.

La congelación criogénica ofrece muchas ventajas para instalaciones de pequeña capa-cidad o para la producción de nuevos productos, ya que sus altos costes de operación no permitirán su utilización para la mayoría de los productos.

Hay congeladores de nitrógeno líquido que pueden trabajar por inmersión o por pulverización del líquido criogénico.

Son usados en la congelación IQF (Individual Quick Freezing) de ostras en media concha, consiguiendo reducir a la bacteria Vibrio vulnificus hasta niveles no detectables, disminuyendo por tanto el riesgo para la salud. (R. Schwarz J., Ph.D.,Validation of Individual Quick Freezing (IQF) of Oysters as a Post-Harvest Treatment Process).

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Tabla 15. Características de los equipos criogénicos

Características de los sistemas criogénicos

Alcanzan muy bajas temperaturas

Alta velocidad de congelación

Flexibilidad de adaptación en las necesidades de la planta de producción

Disminuye el tiempo de tratamiento

Inversión inicial razonablemente baja

La potencia del equipo depende de el volumen de N2a vaporizar o CO

2a sublimar

Permiten congelación IQF

Mínima deshidratación de los productos

La emisión a la atmósfera de estos gases no presenta problemas medioambientales

No necesitan ser conectados a un sistema mecánico de producción de frío.

Un equipo criogénico está compuesto por los siguientes elementos:

Recipiente de CO2 líquido: el CO

2 se almacena en recipientes criogénicos

convenientemente aislados y de capacidad adecuada al consumo. Debe estar situado al aire libre.

Línea criogénica: formada por tuberías de acero inoxidable dotadas de aislamiento térmico y protegidas con válvulas de seguridad.

Inyección de CO2 líquido: se inyecta por medio de una electroválvula criogénica. La

expansión del CO2 líquido tiene lugar en el interior de una campana que permite la

formación de nieve carbónica de una consistencia adecuada.

Extracción de los gases: el gas se extrae por un conducto de evacuación empujado por una ligera sobrepresión producida en el interior del congelador a consecuencia de la gasificación del CO

2.

Cuadro eléctrico de control.

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3.2.1.5.4 Elección de la tecnología de congelación más adecuada

Una vez estudiadas las distintas tecnologías para preservar el producto mediante conge-lación se debe decidir cuál es la más adecuada para cada línea de producción.

Hay que tener en cuenta el coste del equipo, su instalación, así como el coste de la operación en curso.

Un congelador mecánico requiere una instalación de un sistema completo de refrigeración con todos sus equipos anexos, cintas transportadoras, cámara de congelación (ya sea en túnel o espiral).Sin embargo, en el caso de los equipos criogénicos no es necesario la existencia de un sistema de refrigeración ya que esta tecnología se basa en la baja temperatura alcanzada por el líquido criogénico.

Esto significa que el coste relativo a la instalación del sistema criogénico es menor, además el equipo también ocupa menos espacio que un sistema mecánico, con aproximadamente el mismo volumen de producción.

Una vez instalado, el coste del funcionamiento en el caso del congelador mecánico, dependerá de las tasas locales de la energía eléctrica, que normalmente es más bajo que el coste del nitrógeno líquido o el dióxido de carbono gaseoso. Si el volumen de producción aumenta esta diferencia se vuelve más considerable, cuánto mayor es el volumen procesado, más atractiva resulta la compra del congelador mecánico.

Para operaciones pequeñas, sobre todo aquellas con una producción futura incierta, el coste del quipo mecánico podría seguir siendo demasiado elevado en comparación con el ahorro relativamente pequeño de energía.

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Tabla 16. Ventajas y desventajas de los diferentes sistemas de congelación

Tipo de con-gelación Ventajas Desventajas

Congelaciónmecánica:aire (lotes)

Construcción sencilla y económica

Se adapta a distintos tipos de productos

Trabajo intensivo

Ocupa un gran espacio

Productos de baja calidad debido a una baja transferencia del calor

Excesiva deshidratación del pro-ducto sin empaquetar

Trabajo intenso y costoso para su limpieza

Congelaciónmecánica:aire (conti-nuo)

Operación económica

Eficiencia de espacio

Calidad superior debido al procesa-miento continuo y controlado

Disminuye la deshidratación

Fácil de limpiar

No es tan flexible como el con-gelador mecánico discontinuo

Aumenta la inversión de capital

Congelaciónpor con-tacto (lotes)

Aumenta la eficiencia de transferencia del calor

Tamaño compacto

Bajo coste operativo

Disminuye el capital de inversión

Minimiza la distorsión del envase

Conserva la forma del producto

Mejora la manipulación de producto a granel

No flexible: usado principal-mentepara productos envasados

Limita la geometría del envase

Congelacióncriogénica

Deshidratación baja

Funcionamiento simple ya que no re-quiere refrigeración

Congelación eficiente y productos de alta calidad

Económico para producciones de bajo-medio volumen

Alto coste debido al refrigerante

Se debe monitorizar regular-mente

Riesgo potencial en al operación

No económico para producción a gran escala


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Tabla 17. Tiempos de congelación según el producto

Tiempos de congelación

Producto MétodoTemp.Inicial

producto

Temp.opera-

ciónTiempo

Bloque bacalao 100mm es-pesor

Congelador de placas vertical

5ºC -40ºC 3H 20min

Bloques pescado (bacalao, sal-món) congelados individual-mente 125mm espesor

Aire forzado 5m/s

5ºC -35ºC 5H

Bloque filetes bacalao 57mm espesor en cartón

Congelador de placas horizon-

tales6ºC -40ºC 1H 20 min

Filetes Eglefino 50mm espe-sor en bandeja metálica

Aire forzado 4m/s

5ºC -35ºC 2H 05 min

Langosta 500 gSpray con Nitró-

geno líquido8ºC -80ºC 0H 12 min

Filetes Eglefino Aire 5ºC -30ºC 0H 13 min

Filetes envasados 50mm espesor

Aire forzado2.5-5 m/s

5ºC -35ºC 5H 15 min

Atún 50 KgInmersión en

salmuera

20 a -18ºC en el cen-

tro

-12ºC-15ºC

72H

Atún 50 Kg Aire20ºC a -45ºC

-50 -60ºC 26H

Carne de gambaSpray Nitrógeno

Líquido6ºC -80ºC 0H 5min


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Otro factor a tener en cuenta son las pérdidas de peso en el producto, ya sea por des-hidratación o por daño físico durante el proceso de congelación. El daño físico podría deberse a la adherencia del pescado a bandejas y cintas transportadoras durante su congelación. Si la pérdida de peso es excesiva, las bandejas pueden rociarse en su parte inferior con agua para ayudar a la extracción del producto. Si la elección del congelador y del proceso de congelación es adecuada, las pérdidas por daños físicos no deben su-perar el 1%.

La pérdida de peso debido a la deshidratación dependerá de:

Tipo de congeladorTiempo de congelaciónVelocidad del aireCondiciones de funcionamiento del congelador

Los congeladores de placas donde el pescado es congelado por contacto tienen una pérdida de peso insignificante, cualquier cambio de peso se debe a la pérdida por goteo que existiese antes de la congelación. Normalmente, las pérdidas de peso se producen en congeladores por aire forzado y aquellos que usan nitrógeno líquido y CO

2 en con-

tacto directo con el producto.

Las pérdidas de peso en congeladores criogénicos son bajas, ya que los tiempos de congelación son muy cortos. Estudios realizados con filetes de abadejo, comparando las pérdidas de peso en un congelador criogénico (usando CO

2 como refrigerante) y un

congelador por aire, dieron como resultado que las pérdidas de peso eran del 0.6% en el congelador criogénico, mientras que en el congelador por aire se elevaban al 1.2%.( FAO Fisheries Technical Paper 340. Freezing and Refrigerated Storage in Fisheries).Sin embargo, es necesario recordar, que algunas pérdidas de peso se deben a la evaporación del agua superficial, probablemente procedente del goteo en el pescado que se ha mantenido sin congelar. Además hay que considerar que el pescado que ha sido mantenido en hielo por espacio de varios días, perderá normalmente más peso que si desde el primer momento está en el congelador.

La siguiente tabla muestra las pérdidas de peso sufridas por distintos productos:

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Tabla 18 Pérdidas de peso del producto en función de la congelación y tipo de producto

Pérdidas de peso del producto

Producto Tipo congelación % pérdida de peso

Gamba IQF Aire forzado 2-2.5%

Merluza IQF Aire forzado 1.2%

Merluza IQF CO2

0.6%

Bandeja de filetes Nitrógeno 1%

Grandes pescados o bloques Aire forzado 0.5%

Bloques de pescados Congelación por contacto 0%

Pescado envasado en cajas Congelación por contacto 0.5%


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