Desarrollos de Innovación en la industria

alimentaria

Inés Echeverríaiecheverria@cnta.es

Directora Área I+D+i

Centro Nacional de Tecnología y Seguridad Alimentaria – CNTA

España

Seminario Miércoles del Exportador – PromPerú18 de octubre de 2017 Lima, Perú

Historia de CNTA

1981 nace CNTA por iniciativa de la Asociación de Industrias de Conservas Vegetales del Valle del Ebro para contribuir al desarrollo y a la innovación de las empresas alimentarias

1991es Centro Técnico Nacional de Conservas Vegetales

2003pasa a ser el Centro Nacional de Tecnología y Seguridad Alimentaria CNTA

y a ofrecer soluciones tecnológicas a todo el sector agroalimentario

2013CNTA abre una filial en Perú

Misión, Visión y Valores renovados

Mejorar la competitividad y la calidad del sector alimentarioMisión

Ser la referencia nacional para la industria agroalimentaria en tecnología y seguridad alimentariaVisión

AnticipaciónExcelencia tecnológicaCompromisoOrientación a resultados

Valores

CNTA 2016

Proyectos de captación de conocimiento20Proyectos de I+D para empresas53Acciones de formación60

Informes de serviciostecnológicos para empresa

56.800

socios

272clientes

591

Sede en San Adrián (Navarra, España)

Filial en Perú

120

profesionales de alto nivel

70%

mujeres

Confían en CNTA

863 empresas

7.359.625 € (+7%)

Ingresos 2016

Requisitos alimentos

CALIDAD

Seguridad

AlimentariaCaracterísticas

Organolépticas

Conveniencia y

Practicidad

Calidad

Nutritiva y

Saludable

Atributos de valor

(respecto al medio

ambiente, desarrollo

sostenible)

Características

Hedónicas

¿Cómo conseguimos un producto de calidad?

Control de la contaminación microbiológica y química = Seguridad alimentaria

Buenas prácticas de producción (en el campo) + Buenas prácticas de elaboración

Aplicación de barreras en el proceso y en el producto: desinfección, temperatura, bajar aw, bajar pH, adición de conservantes, composición de la atmósfera

Aplicación de tecnologías/procesos/estrategias alternativos que consigan/mejoren la seguridad del producto y aporten un valor añadido respecto a las características organolépticas, nutricionales, vida útil, practicidad, etc.

Tecnologías no térmicas: alta presión hidrostática, Pulsos eléctricos de alto voltaje, ultravioleta, ultrasonidos, luz pulsada, plasma frío, radiación ionizante

Tecnologías térmicas: microondas, radiofrecuencia, calentamiento óhmico

Tecnologías de envasado: envasado activo

Conservantes/desinfectantes alternativos: conservantes naturales, alternativas al cloro,…

Tecnologías innovadoras

Altas presiones hidrostáticas

Pulsos eléctricos de alto voltaje

Ondas electromagnéticas:

o Microondas / Radiofrecuencias

o UV

o Radiaciones ionizantes

Envasado bajo atmósfera protectora

Envase activo

Antimicrobianos / Conservantes alternativos

Alta presión hidrostática

Someter al alimento a la acción de presiones hidrostáticas (agua) comprendidas en el rango de 400 a 600 MPa durante un periodo de tiempo de varios minutos

Se logra la inactivación de microorganismos vegetativos patógenos y alterantes. Los esporos son un factor limitante.

Pasteurización “fría”

Productos de mayor seguridad y vida útil

No afectadas moléculas pequeñas: aminoácidos, vitaminas, pigmentos ,… responsables de la calidad sensorial y nutricional

Productos de mayor calidad sensorial y nutricional

Inactivación variable de la actividad enzimática

Modificación de la estructura tridimensional de moléculas grandes y complejas (proteínas, almidón)

Tratamiento de productos sólidos y líquidos, envasados en material flexible

• Incremento de la vida útil, sin alteraciones sabor ni color

• Mantenimiento de color, aroma, sabor y vitaminas

• Desnaturalización proteinas hipoalergénicas en arroz

• Destrucción de patógenos: Listeria, Salmonella, coliformes, etc

• Estabilización de productos sin aditivos o de bajo contenido en sal

Alta presión hidrostática

Fuente: Hiperbaric

Pulsos eléctricos de alto voltaje

Aplicación intermitente de campos eléctricos de alta intensidad (1-70 kV/cm) a un material colocado entre dos electrodos de una duración de µs.

+ -

Ec > E

Irreversible

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Ec < E

Reversible

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Fuente: Universidad Zaragoza

Se logra la inactivación de mohos y levaduras, microorganismos patógenos y alterantes, según la intensidad y la temperatura del tratamiento. No inactiva esporos.

Pasteurización “fría”

No afectadas moléculas pequeñas: aminoácidos, vitaminas, pigmentos ,… responsables de la calidad sensorial y nutricional

Productos de mayor calidad sensorial y nutricional

No inactiva la actividad enzimática

Tratamiento de productos líquidos previo al envasado

Pulsos eléctricos de alto voltaje

Fuente: DIL

Ondas electromagnéticas

Onda electromagnética: una combinación de campo eléctrico y magnético que se propaga transportando energía

El calentamiento mediante radiofrecuencias está en el rango de 1-100 MHz

Las microondas se encuentran en la zona media del espectro, con l entre 1 m y 1 mm

El ultravioleta se sitúa entre los 400 y 10nm.

La irradiación ionizante es un tratamiento de alta frecuencia: 1020 Hz, con una longitud de onda del orden de picómetros

A mayor longitud de onda, menor frecuencia y menor energía

ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO

Microondas, Radiofrecuencias

Aplicación de una radiación no ionizante (no modifican la estructura electrónica del material), para generar calor interno.La onda es absorbida y dipolos vibran y rotan en la frecuencia de la onda y/o se desplazan iones, produciendo energía térmica en todo el seno del materia, básicamente por fenómenos de fricción a nivel atómico-molecular

Inactivación de microorganismos patógenos y alterantes vegetativos y esporulados , según la intensidad de tratamiento.

Pasteurización y Esterilización por calor

Elevada velocidad de calentamiento, reducido tiempo de tratamiento

Mejor conservación de las características organolépticas y nutricionales

Inactivación de la actividad enzimática

Tratamiento de productos sólidos y líquidos, pre y postenvasado

Microondas, Radiofrecuencias

Fuente: WSU

• Atemperado / descongelación

• Tratamientos de pasteurización a alta temperatura y tiempos cortos y UHT: leche, nata, yogur, salsas, purés, alimentos infantiles, pulpas de frutas, sopas con particulados, etc.

• Pasteurización de alimentos envasados

• Secado/deshidratación

Fuente: Bi elle Microwave EngineeringCompany

Ultravioleta

Aplicación de luz UV de onda corta (200-280 nm)

Inactivación de microorganismos patógenos y alterantes vegetativos y esporulados, incluidos virus según la intensidad de tratamiento.

Higienización, Pasteurización y Esterilización “fría”

Poca capacidad de penetración. La turbidezdebido a la presencia de compuestos en suspensiónproduce zonas de sombras y limita el acceso de la radiación reduciendo la eficiencia.

Tratamiento de agua y líquidos (segúnturbidez)

Higienización de superficies: descenso de carga microbiológica en la superficie de frutasy hortalizas, sin impacto en característicassensoriales dependiendo del producto. Aumento de vitamina D

Tratamiento de productos sólidos y líquidos

Ultravioleta

Fuente: WSU

Fuente: Sanuvox

Radiación ionizante

Exponer el producto a una radiación ionizante (desplazamiento de los electrones fuera de sus orbitas habituales en la corteza de los átomos) durante un cierto lapso de tiempo.

- Rayos gamma: fuente radioactiva - Haz de electrones acelerados (radiación Beta)

Inactivación de microorganismos patógenos y alterantes vegetativos y esporulados , según la intensidad de tratamiento.

•Dosis Baja (hasta 1 kGy): demorar los procesos fisiológicos, como maduración y senescencia de frutas frescas y vegetales, y para controlar insectos y parásitos

•Dosis Media (hasta 10 kGy): es usada para reducir los microorganismos patógenos y alterantes

•Dosis Alta (superior a 10 kGy): es usada para la esterilización, p.e. de especias

Higienización, Pasteurización y Esterilización “fría”

El efecto sobre las características sensoriales depende del tipo de alimento y la intensidad del tratamiento

Tratamiento de productos sólidos. Obligación de etiquetado

Envasado bajo atmósfera

protectoraInterés por productos listos para consumir

Interés por productos frescos (sensorial)

VIDA ÚTIL ADECUADA

Generación de un ambiente gaseoso óptimopara la conservación del producto

Permite tener cierto control sobre las reacciones químicas, enzimáticas y microbianas responsables del deterioro de los alimentos

ENVASADO EN ATMÓSFERA PROTECTORA

Interés por productos naturales (nutricional)

NO ES UN TRATAMIENTO LETAL

Envasado bajo atmósfera

protectora

Clasificación

Atmósfera controlada

Atmósfera modificadaVacío

- Se introduce un gas o mezcla de gases - Control constante durante almacenamiento

- Se extrae el aire del envase- Se introduce un gas o mezcla de gases - Sin control durante almacenamiento

- Se extrae por completo el aire del envase- No se introduce un gas o mezcla de gases - Sin control durante almacenamiento

Envasado bajo atmósfera

protectora

Principales gases utilizados en el envasado en atmósfera modificada

-Promueve reacciones de oxidación- Inhibe crecimiento patógenos y alterantes anaerobios estrictos- Mantiene metabolismo producto- Mantiene color rojo carnes frescas

-Muy eficaz frente a bacterias aerobias Gram negativas (Salmonella, E.coli) y mohos- Eficaz frente a Gram positivas (S.Aureus) y levaduras-Poco eficacia frente a C. perfringens, C. botulinum y L. monocytogenes- Generan bacterias acido-lácticas

-Las atmósferas que contienen exclusivamente nitrógeno se denominan atmósferas inertes porque no inhiben de forma directa la proliferación microbiana. -El principal inconveniente de estos ambientes gaseosos es el riesgo de crecimiento de microorganismos anaerobios.

Gas %

Oxígeno 20,98

Dióxido de Carbono

0,04

Nitrógeno 78,06

Otros (Ar, Ne) 0,92

Envasado bajo atmósfera

protectora

Fuente: Ulma Packaging

Envase activo

Envase al que se adicionan elementos activos que ceden o absorben sustancias que alteran de forma dinámica las condiciones del sistema alimento-envase-entorno, extendiendo la vida útil del alimento

-en el interior del envase (bolsas, cartuchos, tapones, etiquetas)-aplicado al envase por recubrimiento-incluido en el material del envase:

Sistemas Absorbedores: Oxígeno , Humedad, Exudados, Dióxido de carbono, Etileno, Olores (siempre y cuando las sustancias no sean indicadoras de deterioro)

Sistemas Generadores: CO2, liberadores de agentes antimicrobianos y/o antioxidantes (quitosano, aceites esenciales, ácidos orgánicos, Ag)

Aumento de la vida útil por inhibición/disminución de los procesos de alteración

Envase activo

Absorbedores de etileno

Absorbedores de oxígeno

Higienizantes/Conservantes alternativos

Antimicrobianos naturales alternativos a los conservantes tradicionales (sorbatos, benzoatos, ácidos orgánicos): efectivos (con sus limitaciones), pero preocupación por el rechazo creciente del consumidor

Uso de sustancias con poder antimicrobiano (inactivación o inhibición) que impidan la contaminación, alarguen vida útil, provoquen menos residuos, sean mejor percibidos por el consumidor, etc.

Extractos vegetalesAceites esenciales Péptidos (nisina)Sistemas enzimáticosAntibióticos naturales LisozimaCultivos protectoresQuitosano

Acción antimicrobiana variable Necesidad de aprobación para

uso como aditivo alimentario

Higienizantes / Conservantes alternativos

Desinfectantes alternativos al cloro: el cloro es el desinfectante más utilizado en la higienización de agua en contacto con alimentos por efectividad, coste y fácil aplicación. Pero:

• Riesgos para la salud (THMs, debido a la reacción del cloro con la mat. orgánica del agua)

• Alertas alimentarias por presencia de cloratos y percloratos en alimentos

• Riesgos medioambientales (asociados al vertido de aguas)

Uso de sustancias con poder antimicrobiano (inactivación o inhibición) que impidan la contaminación, alarguen vida útil, provoquen menos residuos, sean mejor percibidos por el consumidor, etc.

Ácido peroxiacéticoPeróxido de hidrógenoOzonoDióxido de cloroAgua electrolizada

Higienización microbiológica del agua similar a la del cloro

Mejores resultados en cuanto a la generación de residuos

La mejor alternativa y dosis depende significativamente de las características del agua y su uso

Graciaspor tu tiempo y atención