Por qué se deterioran los alimentos?

• Los alimentos en su estado natural son sistemas biológicos vivientes

• Experimentan reacciones químicas, enzimáticas y aquellas generadas por la contaminación microbiológica

• Para extender su vida útil es necesario inhibir o eliminar los agentes causantes del deterioro de ellos mismos.

Cómo inhibir o eliminar los agentes causantes del deterioro?

1. aplicando una determinada temperatura, baja o alta, por un lapso de tiempo.

2. eliminando el contenido de agua del alimento.

• En ambos casos, los métodos pueden combinar la acción de otros agentes que ayudan a controlar el deterioro de los alimentos, como por ejemplo el pH ácido o básico, la luz y el oxígeno, entre otros.

¿Quiénes contaminan los alimentos?

Microorganismos o microbios

• Estos organismos se nutren, se multiplican y eliminan desechos que contaminan los alimentos y causan intoxicaciones

• Los microorganismos se encuentran difundidos en todas parte, en nuestro cuerpo, en el suelo, agua, aire, alimentos, etc.

Microorganismos o microbios

• Los principales son:– Bacterias

– Hongos

– Virus

Bacterias

• Son la principal amenaza para los alimentos y la salud del hombre, son organismos vivos unicelulares, de paredes muy delgadas sólo se pueden ver al microscopio

• Tienen forma de:

– cocos esféricos

– bastoncitos alargados (bacilos)

– espirilos

Bacterias cocáceas

• Las cocáceas pueden agruparse en diversas formas:

• diplococos son parejas de células

• estáfilococos forman racimos de uvas, pueden estar en heridas de la piel

• estreptococos se agrupan en cadena, tiene gran poder patógeno y producen amigdalitis

• Los bacilos tienen forma de bastones y son causantes de graves enfermedades como la tuberculosis (bacilo de Koch) y el tifus

• Los espirilos son como espirales, tienen gran poder de penetración

• Las bacterias pueden actuar al reproducirse, multiplicándose rápidamente en forma asexuada por una simple partición, es decir, una bacteria se divide en 2 forman 4 y así, pudiendo en corto tiempo, si se dan las condiciones adecuadas, sumar millones de colonias de gérmenes

Las bacterias se multiplican cuando tienen un alimento que les proporcione:

• Energía• Ambiente húmedo• Temperatura entre 10 a 60ºC (siendo ideal

37ºC)• Aire: algunos crecen en presencia de aire

(aerobios) y otros no lo necesitan (anaerobios)• Luz: aunque se reproducen mejor en la

oscuridad

Clasificación de las bacterias según temperatura de desarrollo

Mecanismo de acción de las bacterias

• Las bacterias pueden actuar por número de éstas, causando enfermedades al consumir estos alimentos (infecciones intestinales)

• a través de toxinas, que son sustancias finales del metabolismo de las bacterias, causando la enfermedad, aún más agresiva, aunque ya hayan sido eliminadas las bacterias (botulismo, toxina del estafilococos aureus). Las toxinas son resistentes a las temperaturas de ebullición y a la de congelación.

Hongos

• Los hongos se caracterizan por formar un material lanoso de diferentes colores sobre los alimentos, por ejemplo pan, limones, mermeladas

• se pueden destruir hirviendo• Algunos hongos producen toxinas que causan

enfermedades, otros hongos o mohos se utilizan en la elaboración de ciertos quesos.

• Las levaduras se desarrollan en alimentos azucarados, produciendo finalmente alcohol

Virus

• Son los microorganismos más pequeños que se conocen, 5 veces más pequeños que una bacteria, pueden ser tranportados por los alimentos pero no pueden multiplicarse en ellos, sólo crecen en células vivas a diferencia de otros microorganismos.

• Por ejemplo el virus de la hepatitis y el de la Polio

El agua en el deterioro de los alimentos

• Está presente en todos los alimentos• Es el componente de más alta concentración

en la mayoría de los alimentos• Determina:

– Sabor– Estructura física– Capacidad manejo técnico– Perecibilidad

Contenido de Humedad en los Alimentos

Lechugas 94 - 95 Yoghurt 88 – 89

Sandías 92.6 Jugo de naranja 87.5

Coles, espinacas 92.0 Leche 87.5

Piñas 80 – 87 Huevos 74

Plátanos 75 Carne asada 71

Manzanas 83 - 84 Salmón 65 – 75

Duraznos 80 – 87 Salchichas 62

Papas 79 Macarrones cocidos 60.6

Almejas, ostras 80 – 81 Pan blanco 34

Queso Cottage 76.5 Mantequilla 15

Los procesos de deterioro de los alimentos están influenciados por la concentración y

la movilidad del agua dentro del alimento:

• Concentración ALTA de agua:– Crecimiento y desarrollo de bacterias y mohos

y por reacciones enzimáticas y no enzimáticas

• Concentración BAJA de agua:– Reacciones autooxidantes y de deterioro físico

Actividad de Agua

• Potencial del agua para tomar parte en los procesos de deterioro

• Depende de:– Composición química del alimento– Contenido de agua (% humedad)– Tº del alimento

Intervalos de actividades del agua y sus reacciones deteriorativas

Intervalo de la actividad del agua

Tipo de reacción deteriorativa dominante

Tipo de posible reacción deteriorativa

1 – 0.8

0.91

0.88

0.8

Crecimiento de Morg

Bacterias

Levaduras

Mohos

Reacciones enzimáticas

0.8 – 0.65 Reacciones enzimáticas

(descomposición de grasas y reacciones de oscurecimiento)

Oscurecimiento no enzimático

0.75

0.7

0.65

Crecimiento Morg, Bact.Halofílicas

Levaduras

Mohos

0.65 – 0.3 Reacciones de oscurecimiento no enzimático (Maillard)

Reacciones enzimáticas, autooxidación

0.3 – 0.0 Autooxidación, Cambios físicos Reacciones de decoloración no enzimáticas, reacciones enzimáticas

Relación entre actividad de agua y tiempo para el desarrollo microbiano

Actividad de Agua Desarrollo de Morg.

1 – 0.9 3 a 4 días

0.8 4 a 5 semanas

0.7 meses

Factor: calor y frío• Efecto sobre microorganismos

• El calor y el frío producen deterioro:

– Los alimentos se manipulan en rango de 10-38ºC

– Cada 10ºC de aumento la velocidad de reacciones químicas se duplica (catalizadas o no por enzimas)

• El calentamiento excesivo: desnaturaliza y coagula las Proteínas, rompe las emulsiones, deseca los alimentos, destruye vitaminas

• El enfriamiento incontrolado: decolora FyV, cambia textura, agrieta la piel (aumenta riesgo de contaminación), en alimentos líquidos rompe la emulsión, desnaturaliza proteínas y las coagula

“Daño por Frío”

• Se produce en Frutas y Verduras• Porque: después de la recolección necesitan de Tº

óptima• Cuando se mantienen a Tº de refrigeración,

algunas se debilitan o mueren, y comienzan sus procesos degenerativos

• Deterioro: desarrollo de decoloración, formación de puntos o manchas en la superficie, cambios de textura, daños en la piel

Factor: humedad y desecación

• Tanto el exceso como la pérdida brusca de humedad aceleran los procesos de deterioro de los alimentos:– Alta Humedad: acelera reacciones químicas

y crecimiento microbiano– Humedad superficial: causa agregados y

apelmazamientos, moteado, cristalización y adhesividad

– Desecación: deteriora apariencia y textura

Factor: oxígeno

• Aire: 79% Nitrógeno = inerte; 20% Oxígeno = muy reactivo = daño

• Efectos perjudiciales: – Oxidación química de nutrientes– Color– Flavor– Favorece crecimiento mohos

Eliminación del oxígeno Atmosférico

• Durante el procesado: – aplicando vacío

– Aplicando gas inerte

• Durante el envasado: – Envase al vacío

– Inyectando al envase N y CO2 (atmósfera modificada)

– Envases eliminadores del oxígeno residual a través de reacciones químicas

Factor: luz

• Destruye algunas vitaminas: Vit B2, A y C

• Altera muchos colores

• Modifica flavor debido a oxidación de la grasa (leche)

REACCIONES DE DETERIORO QUIMICO

• a) REACCIONES ENZIMÁTICAS:• Se llevan a cabo a cualquier actividad de agua

• Más frecuentes a mas de 0.3 actividad de agua

• Las Enzimas pueden ser inherentes o adquiridas

• Las reacciones enzimáticas más importantes son:

1.- La descomposición de la grasa por la acción de: lipasas, fosfolipasas y lipooxidasas

2.- Las reacciones de oscurecimiento del color en frutas y verduras por la acción de peroxidasas y fenoloxidasas

REACCIONES DE DETERIORO QUIMICO

• a) REACCIONES NO ENZIMÁTICAS O REACCION DE MAILLARD:

• Se llevan a cabo a cualquier actividad de agua

• Máximo acentuado entre 0.4 y 0.6 de actividad de agua

• Se caracteriza por una coloración del tono café del producto, que se relaciona con la presencia de sabor amargo

• Los cambios se deben a la reacción de los CHO con los grupos amino de los aminoácidos de las proteínas.

REACCIONES DE DETERIORO QUIMICO

• b) AUTOOXIDACION:• Se llevan a cabo baja actividad de agua

• Se presenta a causa de la reacción de radicales libres entre el oxígeno y ácidos grasos insaturados

• Lípidos oxidados = rancidez

• El agua ejerce un efecto protector (a mayor contenido de agua, menor efecto de autooxidación)

Efecto sobre proteínas

• Tto térmico sobre 60ºC

desnaturalización de las proteínas: efecto (+)

Inactivación de enzimas:

pectinasas, lipooxigenasas en F y V: efecto (+)

Inactivación de proteína:

inhibidor de tripsina en leguminosas: efecto (+)

Efecto sobre las Proteínas

• Reacción de Maillard: ocurre por Tto térmico de proteínas en conjunto con CHO, en particular con azúcares reductores.

• Aldehido libre de azúcares reacciona con grupo amino de aminoácidos, preferentemente lisina, creando un complejo indigerible

• Implica pérdida de lisina disponible = efecto (-) 40 a 10% pérdida

• Implica coloración café (pan, otros horneados, frutas secas, cocoa, cereales extruidos, lácteos = efecto (+)

Efecto sobre los hidratos de carbono

• El Tto Térmico produce:• Reacción de Maillard: en azúcares reductores• Gelatinización: en almidones, que los hacen más

digeribles = efecto (-) ??• Retrogradación: en almidones gelatinizados, que

los hacen almidón resistente = efecto (+)• Pérdida de turgor y reblandecimiento de tejidos:

solubilización pectinas (fd)

Efecto sobre los lípidos

• Dependen de la composición de ácidos grasos y de la presencia de otros compuestos (oxígeno, radicales libres, Fe, Cu, antioxidantes)

• Producen sustancias tóxicas responsables de sabores indeseables y de oscurecimiento del aceite

• Ocurre a Tº normal de fritura (170ºC) y son catalizadas por trazas. Se favorecen cuando las grasas son sobrecalentadas, usadas por período prolongado o calentadas en forma discontinua. Entonces los productos de oxidación se acumulan = efecto (-)