Principios de tratamientos térmicos - colombiatrade.com.co de... · PRINCIPIOS Y FUNDAMENTOS DE...

PRINCIPIOS Y FUNDAMENTOSDE LOS

TRATAMIENTOS TÉRMICOS

1. Introducción.

2. Factores que afectan al desarrollo microbiano.

3. Factores que intervienen en la carga microbiana previa al

tratamiento térmico.

4. Termorresistencia y cinética de destrucción.

5. Alteración de alimentos tratados térmicamente: descripción,

causas y microorganismos alterantes.

6. Control microbiológico de alimentos tratados

térmicamente.

PROGRAMAPROGRAMA

3

ImportanteImportante

1.Conseguir la destruccidestruccióón de microorganismos y el mantenimiento de las cualidades n de microorganismos y el mantenimiento de las cualidades organolorganoléépticas del producto.pticas del producto.

2.2.Establecer los Establecer los baremos de esterilización:

A. Cuál de los microorganismos presentes es el de mayor termorresistencia.

B. Cuál se desarrolla en las condiciones normales de almacenamiento.

C. Cuál es patógeno.

1.1.-- INTRODUCCIINTRODUCCIÓÓNN

Esterilización comercial

Garantizando estabilidad microbiológica de la conserva.

DestrucciDestruccióón de todos los microorganismos patn de todos los microorganismos patóógenos genos y alterantesalterantes que puedan desarrollarse en las condiciones normales de transporte y/o almacenamiento

CARACTERÍSTICAS GENERALES:• Seres vivos de muy pequeño tamaño

• Presentes en el ambiente y los objetos

• Gran diversidad: Adaptación

TIPOS:Según su estructura:

•• ProcariotasProcariotas: Estructura simple. Bacterias.•• EucariotasEucariotas:: Mayor complejidad.

AlgasHongos:o Mohos (pluricelulares) o Levaduras (unicelulares)

•• Protozoos. Protozoos.

1.1.-- INTRODUCCIINTRODUCCIÓÓNN Microorganismos

1.809 NicolNicoláás s AppertAppert establece con pruebas, que un alimento introducido en un envase de vidrio hermético y sometido a ebullición conserva sus propiedades en el tiempo.

1.848 aparece en La Rioja la primera industria de conservas vegetales.

1.860 Isaac Isaac SolomonSolomon añadió cloruro cálcico al agua de cocción elevando el punto de ebullición a 115 ºC.

1.862 PasteurPasteur en demuestra que son los microorganismos los causantes del deterioro de los alimentos.

1.874 K. K. ShriverShriver patentó la olla a presión o autoclave.

1.910 PeterPeter DurandDurand patentó el método de Appert utilizando envases de metal.

BigelowBigelow y y EstyEsty: : Teoría de destrucción microbiana.


Todos los alimentos son perecederos, es decir de duraciTodos los alimentos son perecederos, es decir de duracióón limitadan limitada

Historia


Patógenos: aquellos que cuando infectan a otro ser vivo le causan importantes desarreglos en su sistema vital pudiendo producirle la muerte.

Destacar:Destacar:oMicroorganismos productores de toxinas.

oSustancias producidas por los microorganismos que resultan tóxicas e incluso letales al ser ingeridas por otros seres vivos.

oEn ausencia del microorganismo patógeno, puede haber un efecto nocivo si la dosis de la toxina es suficientemente grande.

NUTRICIÓN Y CRECIMIENTOMicroorganismos similares a resto de seres vivos:Microorganismos similares a resto de seres vivos:

Alimentarse: Nuestros alimentos, también de las bacterias

Hidratarse: necesidad de una aw determinada

Excretar: productos de desecho

Respirar: determinada composición atmosférica

Reproducirse y morir: curvas de crecimiento

TOXINAS

ENZIMASNUTRIENTES

BACTERIA


MicroorganismosMicroorganismos esporuladosesporulados

Liberación de la espora

Formación de nuevas células vegetativas

Esporulación

Condiciones favorablesGerminación de la

espora


9

Debajo de Debajo de pHpH=4,6 =4,6 inhibe el crecimiento del ClostridiumBotulinum

el más termorresistente y patógeno de los microorganismos presentes en los alimentos.

Clasificación simplificada:

1.1.-- INTRODUCCIINTRODUCCIÓÓNN Clasif. Alimentos

Clasificación de los alimentos según su pH

pH<4,6Alimentos ácidos o acidificados

pH >=4,6Alimentos de baja acidez

10


pH<4,6Alimentos ácidos o acidificados

• Bacterias esporuladas, objetivo de la pasteurización:•• CLOSTRIDIUM PASTERIANUM.CLOSTRIDIUM PASTERIANUM.•• CLOSTRIDIUM BUTIRICUMCLOSTRIDIUM BUTIRICUM

• Bacterias no esporuladas:•• FLORA LFLORA LÁÁCTICA.CTICA.

• Mohos y Levaduras:•• Escasa Escasa termorresistenciatermorresistencia, recontaminaci, recontaminacióón postn post--proceso.proceso.

Clasif. Alimentos

11

• Aerobios esporulados. Bacillus:

» Mesófilos (B. B. SubtilisSubtilis, B. , B. LichaniformisLichaniformis), tratamiento insuficiente.

» Termófilos: Atacan a los carbohidratos, produciendo ácido, sin gas, agriado plano, retención del producto en caliente.

B. B. StearothermophilusStearothermophilusB. B. CoagulansCoagulans

pH >=4,6Alimentos de baja acidez

1.1.-- INTRODUCCIINTRODUCCIÓÓNN Clasif. Alimentos

• TEMPERATURA

• DISPONIBILIDAD DE OXÍGENO

• POTENCIAL REDOX

• NUTRIENTES

• ACTIVIDAD DEL AGUA (AZÚCAR Y/O SAL)

• pH

FACTORES DETERMINANTES:FACTORES DETERMINANTES:

2.2.-- FACTORES DESARROLLO MICROBIANOFACTORES DESARROLLO MICROBIANO

Grupos bacterianos

Psicrófilos

Mesófilos

Termófilos

Mínima:

(-5)-(+5)ºC

5-15ºC

40-45ºC

Óptima:

10-20

30-45

55-75

Máxima:

30-35

35-47

60-90


CLASIFICACICLASIFICACIÓÓN GENERAL:N GENERAL:

La mayor parte de los microorganismos patógenos se multiplican a TTªª comprendida comprendida entre 20 entre 20 ººCC y 45 y 45 ºº C.C.

Por debajo de 100 Por debajo de 100 ººCC destruimos las formas vegetativasdestruimos las formas vegetativas. Por encima de 100 Por encima de 100 ºº C destruimos las esporas.C destruimos las esporas.

En refrigeracirefrigeracióón (2n (2--4 4 ººCC), ), los microorganismosmicroorganismos se multiplican más lentamente, pero no se impide su desarrollo.

En congelacicongelacióón (n (--18 18 ººCC), ), los microorganismosmicroorganismos no se multiplican, pero no se destruyen.

Hasta –18ºC: multiplicación microbiana (levaduras)

Hasta –10ºC: multiplicación bacteriana

Hasta 0.4ºC: Listeria monocytogenes

Hasta 3.3ºC: Cl. botulinum no proteolítico

Hasta 5.2ºC: Salmonella

Hasta 6.5ºC: Clostridium perfringens

Hasta 6.7ºC: Staphylococcus aureus

Hasta 10ºC: toxinogénesis Clostridium botulinum tipos A y B y

estafilococos.

Por encima de 47ºC no crecen bacterias patógenas


TEMPERATURA


TEMPERATURA Curva de Crecimiento Bacteriana


Tipos Microorganismos según su Tª ÓPTIMA de crecimiento

Aerobios:Necesitan oxígeno libre.

Anaerobios:No necesitan oxígeno libre.Estrictos: oxígeno es tóxicoFacultativos: crecen con ó sin oxígeno libre.

Microaerófilos:Necesitan una cantidad pequeña de oxígeno.


UTILIZACIÓN DEL OXÍGENO

oo aaww > 0.98 (alimentos frescosalimentos frescos) Todos los microorganismos

oo aaww > 0.95 Salmonella y C. botulinum

oo aaww 0.98-0.93 (pan, embutidos cocidospan, embutidos cocidos) Enterobact. y acidoláct.

oo aaww : : 0.93-0.85 (leche condensada, carne desecadaleche condensada, carne desecada) Stafilococcus aureus,

levaduras y mohos (limite FDA para considerar “canned food”)

oo aaww 0.85-0.62 (confituras, cereales, frutos secosconfituras, cereales, frutos secos) microrganismos osmófilos (mohos

y levaduras).

oo aaww <0.60 (reposterreposteríía, fideos, leche en polvo..) a, fideos, leche en polvo..) no se multiplican pero son viables


ACTIVIDAD DEL AGUA

Clasificación de alimentos

GRUPO ALIMENTOS pH

Baja acidez Carnes y productos cárnicos; >4.6

pescados; diferentes especies de verduras:

judías, espinacas, espárragos, guisantes y

preparados listos para su consumo.

Ácidos Principalmente frutas / tomates / conservas 3.7 – 4.6acidificadas.

Muy ácidos Col fermentada, encurtidos, frutas (guindas) <3.7mermeladas y otros.


pH

PRODUCTOS pH < 4.6: FRUTAS , TOMATES, PRODUCTOS

ACIDIFICADOS.

Tratamiento térmico:

•Tª < 100ºC, no se destruyen esporas, pero la acidez del producto evita que germinen.

•Se destruyen los gérmenes patógenos (St.aureus, Salmonella), mohos, levaduras y

bacterias lácticas.

PRODUCTOS pH > 4.6: Comida preparada baja acidez, salsas, conservas.

Tratamiento térmico:

•Exacto y muy controlado (Tª>100ºC).

•Destrucción formas vegetativas y esporas


Tiempo (min.) 180

150

120

90

60

30 2 3 4 5 6 7 8 pH

• Influencia del pH en la termorresistencia de las esporas de Clostridium botulinum.

• Tiempo a 100ºC para destruir cantidad constante de esporas en 36 alimentos distintos

Valores de esterilización de conservas de tomate en función del pH (NCA, 1970)

pH 93F8.8 3.9-4.1 1.0 4.1-4.2 2.5 4.2-4.3 5 4.3-4.4 10 4.4-4.5 20


pH


pH


Relación entre pH y ACTIVIDAD DEL AGUA

pHpH = 4.6= 4.6

pHpH = 3.0= 3.0

pHpH = 7.0= 7.0

AcidezPasteurización

Esterilización Esterilización

Acidez



pH > 4.5 Alimentos dAlimentos déébilmente bilmente áácidos.cidos.-- Ej: conservas de leche, pescado, carne, platos preparados y verduras.


pH 4 - 4.5 Alimentos Alimentos áácidos.cidos.-- Ej: conservas de fruta, conservas ácidas pescado, gelatinas, conservas ácidas de carne.


pH < 4 Alimentos muy Alimentos muy áácidos.cidos.-- Ej: jugos de frutas, mermeladas, conservas de fruta, conservas completas.


CALIDAD Y VIDA ÚTIL CALIDAD Y VIDA ÚTIL

• Carga microbiana previa a esterilización• Microflora inicial.• Manipulación de la materia prima (Personal)• Adición de condimentos, azúcares, etc.

• Esterilización• Temperatura y tiempo de tratamiento.• Carga y tipos de microorganismos• Composición química del alimento• Transmisión del calor

• Almacenamiento• Transporte

3.3.-- FACTORES CARGA MICROBIANA ANTES TRATAMIENTOFACTORES CARGA MICROBIANA ANTES TRATAMIENTO

MATERIAS PRIMAS (Splittstoesser (1970) / *CNTA)

VegetalZanahoria RemolachaCol Frijoles Maíz Berza EspinacasGuisantesJudías verdes Patatas*Tomate*Espárrago

*Materias primas desecadas*Materias congeladas

Recuento/gramos440.000 3.200.000 4.000-2.000.000 1.000-150.000 100.000-10.000.000 1.200.000-10.000.000 2.000.000-23.000.000 220.000-30.000.000 600.000-3.000.000 75.000-28.000.00062.000-300.000.000042.000-200.000.000

>10.000 termófilos /g

>100 termófilos /g


Los ingredientes utilizados pueden aportar contaminacicontaminacióón microbiana.n microbiana.Productos deshidratados y congelados. También:

-- AzAzúúcares y almidones: cares y almidones: Fuentes de microorganismos termófilos. (Normas que limitan esta contaminación: <100 ufc / g)

-- Colorantes y especias: Colorantes y especias: Se someten a desinfección, pero son fuente de contaminación microbiana. (Termófilos anaerobios de la putrefacción)


ADITIVOS

FUNCIONES

-Eliminar suciedad y contaminación superficial-Disminuir la carga microbiana.-Aplicar tratamiento térmico adecuado.

TIPOS

Lavado en seco:tamizado, cepillado, aspiraciónLavado con agua:-Balsas de agua, estática o recirculante. (práctica peligrosa)-Sistema de duchas.(lavado de tomate)


LAVADO DE LA MATERIA PRIMA

FUNCIONES:

Elimina de la superficie de los alimentos la contaminación microbiana asociada a ella.

MÉTODOS EMPLEADOS:

-Pelado a vapor:P.ej.: tomate entero

pelado.-Pelado mecánico:

P.ej.: espárrago.-Pelado a la llama:

P.ej.: pimiento-Pelado con sosa cáustica o

lejía: P.ej.: melocotón en almíbar.


PELADO

- Temperaturas de 85Temperaturas de 85--9696ººCC- Se destruyen células vegetativas microbianas- Se inhiben reacciones enzimáticas - Retracción del producto que permite un llenado adecuado del recipiente- Necesario el uso de agua potable y renovación de la misma.- EliminaciEliminacióón de los gases que n de los gases que reducirreduciríían el vacan el vacíío si se liberasen o si se liberasen durante el procesado.durante el procesado.

ESCALDADO


ENFRIAMIENTO

-Uso de agua potable.-Empleo de duchas o balsas por inmersión después del escaldado.-Un defectuoso enfriamiento (TUn defectuoso enfriamiento (Tªª > > 4040ººC) C) puede originar el desarrollo de flora termófila.- Controlar presión externa de los envases (después de esterilización) y velocidad de enfriamiento-

COCCIÓN

Aplicación de temperaturas de 95-100ºC.

Objetivos fundamentales:- Establecer el equilibrio en el alimento y conferir la textura adecuada.- Inactivar enzimas- Esterilizar el producto.- Desairear.

“Diseñada de forma higiénica”:

Condiciones ambientales que eviten multiplicación de microorganismos. Contemplado en reglamentaciones.

“Fácil de limpiar”

Disposición del equipo y naturaleza de su superficie.

Disposición de los elementos de construcción (p.ej.: techos, paredes...).

Operaciones de limpieza/desinfección. Eliminación de biofilms.


INSTALACIONES-FÁBRICA

Parámetro Aplicación Nivel

•Flora total

•Interior laboratorio 185 ufc/m3

•Industrias cárnicas < 10³ ufc/m3

•Establec. alimentarios <5x10² ufc/m³

•Mohos

•Interior laboratorio 132,5 ufc/m³

•Establec. alimentarios <5x10² ufc/m³

•Edificios comerciales < 250 ufc/m³: nivel normal250‐1000 ufc/m³ posible fuente de contaminación>1000 ufc/m³ probable fuente de contaminación


Parámetro Aplicación Nivel

• Flora total

Establecimientos del sector cárnico,

pesquero y de restauración.

0‐2 ufc/cm²: satisfactorio2‐10 ufc/cm² intermedio>10 ufc/cm²: desfavorable

‐ pisos y paredes:‐mesas procesamiento:‐manos y dedos:‐ utensilios en general:‐ envases y latas:

Máximo recomendado: 10‐30 ufc/cm², Máximo recomendado: 20 ufc/cm²<2x10³ ufc: satisfactorio2x10³ a 5x10³ ufc: aceptable> 5x10³ ufc: deficiente

100 ufc/utensilio5 ufc/cm²

• Enterobacterias



1 ufc/cm²: óptimo1‐5 ufc/cm²: aceptable>5 ufc/cm²: no aceptable

• Mohos y

Levaduras



1 ufc/cm²: óptimo1‐5 ufc/cm²: aceptable>5 ufc/cm²: no aceptable


Materiales duraderos y no tóxicos; resistentes a la alteración física

(acero inoxidable, plásticos)

Superficies lisas, sin grietas, fáciles de limpiar.

Accesibilidad a las diferentes partes del equipo.

Normas en relación con aspectos higiénicos del equipo


DISEÑO Y CONSTRUCIÓN DE EQUIPOS

InterpretaciInterpretacióón de Resultadosn de Resultados

• Examen de superficies (por medio de torundas o hisopos)

Recuento general de viables por cm2

No más de 5De 5 a 25Más de 25

• Examen de botellas y pequeños recipientes

Conclusión

SatisfactoriaRequiere nueva investigaciónInsatisfactoria, acción inmediata.

Viables por botella

Menos de 200De 200 a 1.000Más de 1.000

Conclusión

SatisfactoriaMejorar el método de limpiezaInaceptable, acción inmediata.


• Examen de bidones

Viables por bidón

Menos de 10.000De 10.000 a 100.000Más de 100.000

Conclusión

SatisfactoriaMejorar método de limpieza Inaceptable, una acción inmediata.


InterpretaciInterpretacióón de Resultadosn de Resultados

EFECTO DE LA MANIPULACIÓN Y DEL PROCESADO SOBRE LOS MICROORGANISMOS

OPERACIÓN• Limpieza, lavado• Soluciones bactericidas• Refrigeración (<10ºC)• Congelación (<-18ºC)• Pasteurización (60-80ºC)• Escaldado (95-10C)• Esterilización (>100ºC)• Deshidratación• Salazón (2-20%)• Jarabes (azúcares)• Acidificación

• Irradiación

EFECTO EN MICROORGANISMOS• Reducir número• Destrucción• Enlentecer multiplicación• Interrumpir multiplicación• Destrucción formas vegetativas, patógenos, levaduras y mohos• Destrucción de esporas y formas vegetativas• Interrumpir la multiplicación (aw<0.70)

• Interrumpir multiplicación / evitar germinación esporas• Destruir según dosis


• Factores que modifican la termorresistencia de los

microorganismos

• Termorresistencia, valores D, z y F. Gráfica de

termodestrucción.

• Microorganismos de interés en la esterilización

4.4.-- TERMORRESISTENCIA Y CINETICA DESTRUCCITERMORRESISTENCIA Y CINETICA DESTRUCCIÓÓNN

1. INTRINSECOSGENEROESPECIECEPAESTADO BIOLOGICO : formas vegetativas / esporas

En relación con:Composición de aminoácidos en sus proteínasPorcentaje de ácidos grasos saturadosComplejidad: membranas de orgánulos muy sensibles

FACTORES QUE AFECTAN LA TERMORESISTENCIA BACTERIANA

Causas de termodestrucción microbianaDaños a nivel de:

• Ácidos nucleicos• Proteínas y enzimas• Membranas celulares


2. EXTRINSECOS O AMBIENTALESA- PREVIOS:

Composición medio (Na, Mn)pHTª incubación (efecto directo)

B- SIMULTANEOS:Composición medio (nutrientes / inhibidores)pHActividad del agua (aw) (efecto inverso)

C- POSTERIORES ComposiciónpHTª incubación



3. COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL ALIMENTO:

opH del medio o alimento.

oConcentración de ClNa (4%).

oConcentración de carbohidratos y grasas (a más concentración, más resistencia de los microorganismos Ej estreptococos en mantequilla).

oContenido acuoso.

oOtros factores ( antibióticos, especias....)



El principal objetivo de un tratamiento térmico consiste en la termodestruccitermodestruccióón de los microorganismosn de los microorganismos, ya sean formas vegetativas o esporuladas, capaces de multiplicarse en el producto y/o de poner en peligro la salud del consumidor.


Se entiende por ““esterilizaciesterilizacióón comercialn comercial”” la destrucción de todos los microorganismos patógenos que puedan desarrollarse en las condiciones normales de transporte y/o almacenamiento, garantizando así su estabilidad y comestibilidad.

Es preciso llegar a un compromiso entre la destrucción de patógenos y el mantenimiento de las cualidades organolépticas del producto.

Para poder establecer los baremos de esterilizacibaremos de esterilizacióón n es importante establecer:1.Cuál de los microorganismos presentes es el de mayor termorresistencia.2.Cuál se desarrolla en las condiciones normales de almacenamiento.3.Cuál es patógeno.


51

Termodestrucción:Las esporas son las unidades microbiológicas

más termorresistentes.

Los tratamientos térmicos, (combinación temperatura y tiempo), destruyen las esporas.

Necesidad de cuantificar estas magnitudes, para destruir las esporas, manteniendo las cualidades organolépticas del producto.

Estudio de termodestrucción.


52

Estudio de termodestrucción:1.- Se fija un microorganismo y una temperatura de

referencia.2.- Se coloca un número conocido de esporas en un

sustrato adecuado, en el interior de un recipiente hermético.

3.- Se somete el sustrato durante tiempos crecientes al efecto de la temperatura de referencia.

4.- Recuento de supervivientes.


53

Si inicialmente tenemos (N) esporas de idéntica termorresistencia, el número de supervivientes (S) después de un tratamiento térmico que se prolongue un tiempo (t), siendo (P) la probabilidad de supervivencia a una determinada temperatura de referencia será:

S=N*Pt .

Constantes de letalidad


54

Tomando logaritmos decimales:

log S=log N +t log P

Si representamos gráficamente para una Tª constante el nº de Microorganismos que permanecen viables, a escala logarítmica, en función del tiempo, obtenemos la gráfica de supervivencia o gráfica de termodestrucción:

Mueren los mismos porcentajes de microorganismos en cadauna de las unidades de tiempo.


Si representamos gráficamente para una Tª constante el nº de microorganismos que permanecen viables, a escala logarítmica, en función del tiempo, obtenemos la gráfica de supervivencia o gráfica de termodestrucción:


D Es el tiempo en minutos a una temperatura determinada que es necesario para que la población de microorganismos viables se reduzca a la décima parte, es decir, D es el tiempo necesario para destruir el 90 % de la población inicial.


Estudios de termodestrucción microbiana

Tiempo (min.) Número microorganismos

% destrucción

0 100.000,000 0

1D 10.000,000 90,0000000

2D 1.000,000 99,000000

3D 100, 000 99,900000

4D 10,000 99,990000

5D 1,000 99,999000

6D 0,100 99,999900

7D 0,010 99,999990

8D 0,001 99,999999

Tabla 1. Relación entre el tiempo de tratamiento y el número de bacterias vivas residuales

Si representamos los valores de D para distintas temperaturas Obtenemos la gráfica de equivalencia letal:


z : Específico de cada microorganismo.

Representa el número de grados centígrados que es necesario elevar la temperatura de tratamiento para reducir el valor de D de un determinado microorganismo a la décima parte.

Por ejemplo z=10 ⇒ Si aumentamos la temperatura en 10 ºC reducimos el tiempo de esterilización en 10 veces.

Cálculo de letalidad desde un punto microbiológico y sus constantes 58

Constantes de letalidad:– Efecto de la temperatura de proceso:

Cuanto mayor es la temperatura, menor es el valor de reducción decimal (D), es decir, menor es el tiempo para conseguir la destrucción del 90 % de la contaminación inicial.

D100 = 26.3 min.

D110 = 2.67 min.

D115 = 0.85 min.



• Constantes de letalidad:

Representando las gráficas para letalidades diferentes se tiene:



La letalidad de todos los puntos que componen cada recta es la La letalidad de todos los puntos que componen cada recta es la misma, por lo tanto, por cada tratamiento se dispone de infinitamisma, por lo tanto, por cada tratamiento se dispone de infinitas s parejas de tiempoparejas de tiempo--temperatura con la misma efectividad frente temperatura con la misma efectividad frente al microorganismo estudiado.al microorganismo estudiado.

Así se pueden determinar tratamientos equivalentes:t = t* x 10 –(T-T*)/z

Se puede encontrar un tratamiento equivalente a otro conocido, modificando el tiempo o la temperatura de tratamiento.


EJERCICIOSEJERCICIOS

Con todo, el número de minutos necesarios para destruir un número conocido de microorganismos a una temperatura determinada se representa con la letra F.


Los dos valores z y F son suficientes para definir el comportamiento de los microorganismos frente al tratamiento térmico en cada caso y a partir de ellos se calcula el tiempo real de tratamiento para productosesterilizados o pasterizados.

Generalmente, este tiempo se expresa como:

FTz , 121F10 = tiempo en minutos necesario para destruir un nº

determinado de microorganismos a una temperatura de 121 ºC cuando z=10.

Cuando T=121ºC y z=10, se denomina F0.

Matemáticamente, llegamos a la siguiente relación:

FTz = Fo= t ∗ 10 ((Tª-Tr)/z)

Los microorganismos se destruyen de forma exponencial, por lo que su destrucción no es sólo resultado de una determinada temperatura, sino

que depende tanto de ésta como de su tiempo de actuación


Curva de penetración de calor

0

20

40

60

80

1 00

1 20

1 40

0 2 0 40 6 0 8 0 1 0 0

T ie m p o (m in u to s )

Tem

pera

tura

(ºC

)

- 1

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1 0

Valo

res

de F

o

Te mpe ra tu re (ºC )

F o V a lue s

Valor esterilizador: Fztªref = ƒ(antilog[(Tª-Tªref)/z])dt


0,981210,081100,781200,061090,621190,051080,491180,041070,391170,031060,311160,021050,251150,021040,191140,021030,151130,011020,121120,011010,101110,01100F0T ª (ºC)F0T ª (ºC)


En los tratamiento térmicos diferenciamos entre:

1.- Pasteurización: temperaturas entre 60 y 100 ºC, garantiza la destrucción de las formas vegetativas de los microorganismosEn general, la referencia es F93,3

8,8

F7010. Microorganismo de referencia: Estreptococos D.

2.- Esterilización: temperaturas entre 110 y 150 ºC, garantiza la destrucción de las formas esporuladas de los microorganismos. F121.1

10, microorganismo de referencia: Clostridium Botulinum.


“CLOTRIDIUM BOTULINUM”

El término botulismo deriva de la palabra bolutus (embutido) ya que se observó la enfermedad por primera vez en

Alemania a causa del consumo de embutidos.

Especie bacteriana esporulada, anaerobia y con capacidad de producción de toxinas que atacan al sistema nervioso.

Los síntomas aparecen entre las 24 y 72 horas posteriores a su ingesta: vómitos, visión doble, constipación, sed,

descenso de la temperatura corporal.


La forma vegetativa es muy sensible a la temperatura: 60 ºC –10 minutos.

Para destruir la toxina es preciso un tratamiento térmico de: 80 ºC – 6 minutos.

Las esporas, originadas metabólicamente en condiciones desfavorables para la bacteria, se destruyen con tratamientos térmicos de :

3121

12115

38110

120105

375100

TIEMPO (min)TEMPERATURA


Tiempo (min.) 180

150

120

90

60

30 2 3 4 5 6 7 8 pH Influencia del pH en la termorresistencia de las esporas de Clostridium botulinum. Tiempo a 100ºC para destruir cantidad constante de esporas en 36 alimentos distintos

VALORES RECOMENDADOS DE F0 :

5-6CÁRNICOS Y PESCADO

15ACEITUNA NEGRA DE MESA

12-14CHAMPIÑÓN

12-14LEGUMBRES

3-6VEGETALES

F0PRODUCTO


2555Pseudomonas aeruginosa

0,1565E. coli Ecología microbiana de alimentos

5 a 3065Estreptococos fecales

0,5-38-12ºF65,5Mohos/levaduras/bacterias

0,2 - 210ºF65,5Staphylococcus aureus

0,02 -0,2510ºF65,5Salmonella sp.

CTC< 4,010F75 > 51065,5Leuconostoc

Biotecnología de la aceituna de mesa(<4,5)2,85,260Bacterias propionicas

<4,61570-75Streptococcus thermophilus

CTC< 4,010F75 > 51065,5Lactobacillus sp

Biotecnología de la aceituna de mesa(<4,5)0,595,260Lactobacillus plantarum

13,461Aspergillus nigerBourgeois,

10788Bysochlamys fulva

3,3 - 3,71,21080Mohos/levaduras/bacterias

3,3 - 3,60,121090Mohos/levaduras/bacterias

(<4,5)8,23 a 560(C. krusei)Biotecnología de la aceituna de mesa

(<4,5)10F75 > 50,1 - 0,53 a 560Levaduras

Microorganismo

Alimentaria Marzo 20002,5 D0,15216,5100Enzima Pectinesterasa

Fuente bibliográficapH F aconsejado (min.)

Valor D (min.)

z (ºC)

Tªreferencia

(ºC)



Tª referencia (ºC)

z (ºC)

Valor D (min.)

F aconsejado (min.) pH Fuente bibliográfica

EsporuladosClostridium botulinum 121 10 0,21 3 > 4,6

Alimentaria noviembre 98Clostridium sporogenes 121 10 1 5 > 4,6Clostridium thermosaccharolyticum 121 10 4 12 a 16 > 4,6Clostridium thermosaccharolyticum 121 12 a 18 4 > 4,6 Microbiología de alimentos

(FRAZIER)Desulfotomaculum nigrificans 121 7 4 a 5 > 4,6Bacillus stearothermophillus 121 > 4,6

Clostridium perfringens 95 116germinada a

37ºC > 4,7 Lund et al 2002

Clostridium perfringens 200germinada a

43ºCClostridium perfringens 100 0,3 - 20 > 4,6

Microbiología de alimentos (FRAZIER)

Clostridium botulinum 121 0,1-0,2 10 > 4,6Clostridium sporogenes 121 0,1-1,5 9 a 13 >4,6Bacillus coagulans 121 0,1 < 4,6

Clostridium pasturianum 100 6,6-8,8 0,1 a 0,5< 4,6 (>4,3) Stumbo 1965

Bacillus cereus 100 10 5 >4,6

Microbiología de alimentos (FRAZIER)

Bacillus licheniformis 100 6 1 >4,6Bacillus subtilis 100 7 11 >4,6Bacillus macerans 100 0,1 - 0,5 <4,6Bacillus polymyxa 101 0,1 - 0,6 <4,6Bacillus coagulans 100 7,0-10 0,5-2 4,3 Stumbo , 1965Bacillus subtilis (esporulado a 55ºC) 112 8 2 >4,6 Tesis Doctoral Santiago Condon










Baremos de esterilización en productos esterilizados(en función de tratamientos térmicos aplicados)

Ejemplos pH F Valor

Conserva ácida Tomate 3.9 - 4.6 8.8 F93 >20

Aceituna verde 3.6 20F62.5 >15

Encurtidos (sin azúcares ) (1–2% ac. acetico)

Cebolletas , pepinillos, alcaparras....

<3.7 7F87 >5

Encurtidos (con azúcares )) Zanahorias… 3.7 – 3.9 7F87 >20 - 25

Conserva de baja acidez

Espárrago Champiñón Comida preparada

> 4.6 10F121 >3.5 > 12 – 20 > 6 - 8


Valores de esterilización de conservas de

tomate en función del pH (NCA, 1970)

pH 93F8.8 3.9-4.1 1.0 4.1-4.2 2.5 4.2-4.3 5 4.3-4.4 10 4.4-4.5 20

MICROORGANISMOS DIANA EN LA ESTERILIZACIÓN

Productos de baja acidez (pH>4,6):Clostridium botulinum: D121ºC = 0.21;

(Criterio de seguridad sanitaria: 12 reducciones decimales)121F10 = 2,52; margen de seguridad Fo > 3

Clostridium sporogenes: D121ºC = 1-1.4(Criterio de esterilidad comercial: 4-5 reducciones decimales)Fo >5-7

Clostridium thermosaccharolyticum: D121ºC = 4; Fo >16(Alimentaria Noviembre 98, /105)

Productos de alta acidez (pH<4,6):Cl.pasterianum, Cl.butyricum, B.coagulans. (93F8.8)

Comidas preparadas refrigeradasStreptococcus: D70ºC: 15-60 min; 70F10 > 1500


5.5.-- ALTERACIONES EN ALIMENTOS CON TTALTERACIONES EN ALIMENTOS CON TT



ALTERACIONES PREVIAS A ESTERILIZACIÓN

Envase cerrado

Tiempo prolongado mantenido en espacios calientes

Desarrollo de microorganismos de crecimiento rápido

Formación de gas, abombamiento

Esterilización


TRATAMIENTO TÉRMICO INSUFICIENTE

CAUSAS- Defectos y fallos técnicos- Cálculo erróneo del tratamiento térmico- Alta carga microbiana de la materia prima.

ALTERACIONES (Flora termorresistente)- Producción de gases: botes hinchados.- Acidificación : aspecto exterior normal.

INVESTIGACIÓN DE LAS CAUSAS

- Identificación del organismo responsable.- Revisar materias primas y limpieza- Curvas de distribución y penetración de calor


ENFRIAMIENTO INADECUADO

ESTERILIZACIÓN

ENFRIAMIENTO A 35-45ºC

ALMACENAMIENTO A Tª ADECUADA

(Tª adecuada para secado de envases. Evita corrosión.)

Evitan termófilos


RECONTAMINACIÓN POST-ESTERILIZACIÓN A TRAVÉS DE FUGAS

• Gran importancia económica.• Procedencia de los microorganismos:

Aire / Agua enfriamiento / superficies(recipientes calientes y húmedos pueden contaminarse si altas cargas microbiológicas en las suturas o golpes mecánicos):• Flora muy variada:

Bacterias (no esporuladas )Mohos y Levaduras.

• Almacenamiento y transporte adecuado de los envases P.ej. Carnes enlatadas enfriadas con agua de río brote de

fiebre tifoidea (U.K. 1964). Cl. botulinum en conserva pescado Alaska.


EFECTO DE LA CLORACIÓN DEL AGUA DE REFRIGERACIÓN EN EL ÍNDICE DE ALTERACIÓN

Tamaño envase

306x302

603x408

303x406

603x700

Producto

Maíz enlatado a vacío

Maíz enlatado a vacío

Maíz con crema

Maíz con crema

Agua clorada

0,46

0,39

0,29

1,37

Agua sin clorar

3,44

5,17

1,17

7,80

Latas hinchadas por 1.000


EFICACIA DE LA DOSIS DE CLORO EN AGUAS DE DISTINTA PUREZA

Tiempo de exposición a 0.8-1.0 ppm. de Cl2

0 minutos

20 minutos

40 minutos

60 minutos

Agua limpia

1.850.000 ufc/ml

0 ufc/ml

0 ufc/ml

0 ufc/ml

Agua con 1% de tierra estéril

1.500.000 ufc/ml

340.000 ufc/ml

12.000 ufc/ml

680 ufc/ml


CIERRE DEL ENVASE

Un recipiente cerrado herméticamente es un requisito primordial para la inocuidad de un alimento enlatado, por ello:

•Rechazar los recipientes con orificios u otros defectos.

•Control y revisión de las máquinas cerradoras.

•Comprobar diariamente el estado de los cierres y guardar la documentación con estos datos.


A Ñ O Pro ducto B aja Esterili z. Inc ipien te Termó filos

Post-esteriliz . Qu ímica O tras

A CID O 11 0 0 11 2 9 1 9 98

BA JA ACIDEZ 6 2 1 15 1 4 A CID O 19 4 0 11 5 4

1 9 99 BA JA ACIDEZ 4 0 1 9 0 4

A CID O 16 0 0 6 1 0 2 0 00

BA JA ACIDEZ 5 0 1 23 4 0 A CID O 19 1 0 13 0 3

2 0 01 BA JA ACIDEZ 5 1 1 9 0 3 A CID O 2 0 0 5 1 0 2 0 02

* BA JA ACIDEZ 1 0 0 5 0 0

A CID O 67 5 1 46 9 1 6 To tal

BA JA ACIDEZ 21 3 4 63 5 1 1

ALTERACIONES ANALIZADAS POR CNTA:

PORCENTAJES / TIPO DE CAUSA DE ALTERACIPORCENTAJES / TIPO DE CAUSA DE ALTERACIÓÓNN


Problemas en alimentos esterilizados “correctamente”.

Calidad y uso del agua:Contaminación por no usar agua tratada (p.e. clorada) durante

el enfriamiento.Mal uso de sistemas de re-circulación del agua:

TomateChampiñones

Enfriado insuficiente tras:Escaldado producto.Tratamiento térmico.

Alteraciones en envases almacenados.

Uso de ingredientes contaminados.

Cierres y/o envases defectuosos.


PAUTAS DE CONTROL DE LOS PROBLEMAS MICROBIOLÓGICOS

• Higiene.

• Elección de ingredientes que contengan pocas esporas termorresistentes.

• Cierre correcto de envases.

• Esquema de esterilización apropiado para el producto, tipo y formato del envase.

• Controles y registros automáticos del sistema.

• Uso de agua clorada para el enfriamiento.

• Manipulación cuidadosa de envases después del procesado.

• Almacenamiento a temperaturas moderadas.



6.6.-- CONTROLES MICROBIOLCONTROLES MICROBIOLÓÓGICOS EN ALIMENTOS CON TTGICOS EN ALIMENTOS CON TT


TERMÓFILOS AEROBIOS

•Productores de Flat Sour (“agriado plano”): producción de ácido láctico sin producción de gas.

•No modifican el aspecto del envase.

•Equipo de la fábrica (escaldadores), el azúcar, el almidón o en el suelo.

-B.coagulans ( B.thermoacidurans )

- No crece a pH<4,2.

-Termófilo facultativo

- La capacidad de B.coagulans para crecer en el jugo de tomate depende del número de esporas presentes, la disponibilidad de O2 y el pH del jugo

-B.stearothermophilus

-No crece a pH<5,0.

•Termófilo obligado


TERMÓFILOS ANAEROBIOS

- Cl.thermosaccharolyticum

•Esporulado

•Produce CO2, H2, acidez y olor a ácido butírico ( sin producción de SH2)

•Tª óptima de crecimiento entre 55-62ºC

•Conservas de baja acidez

•Las fuentes de contaminación: esporas del suelo o compuestos utilizados en la preparación, p.ej.: azúcar


TERMÓFILOS ANAEROBIOS

-Desulfotomaculum.nigrificans.

•Producción de ennegrecimiento por SH2 (causante de la putrefacción sulfhídrica)

•Esporas menos resistentes que las esporas de las bacterias del agriado plano.

•Termófilo obligado.

•Se encuentra en productos de baja acidez como maíz o guisantes.

•Olor sulfídrico (huevos podridos).

•No se observa abombamiento



MESÓFILOS: PRODUCCIÓN DE CO2 + H2 + PUTREFACCIÓN

Clostridium sporogenes

Más termorresistente. Alteración en conservas cárnicas


LACTOBACILLUS

- Son fuente importante de lactobacilos las superficies de vegetales, el estiércol y los productos de lechería.

- Los lactobacilos son interesantes en los alimentos por las siguientes características:

•Fermentan los azúcares produciendo ácido láctico (uso industrial).

•La producción de gas y otros productos volátiles perjudica a veces la calidad de algunos productos.

•Dificultad para crecer en alimentos pobres en vitaminas.

•Termorresistencia o propiedades termodúricas de algunos lactobacilos.

6.6.-- CONTROLES MICROBIOLCONTROLES MICROBIOLÓÓGICOS EN ALIMENTOS CON TTGICOS EN ALIMENTOS CON TTMESÓFILOS: PRODUCCIÓN DE CO2 + ACIDIFICACIÓN



Patricia Ruiz Resp. Dpto. Tecnologías Área Asistencia Técnica

[email protected]

Tel. +34 948670159Fax +34 948696127

www.cnta.eswww.alinnova.com

Gracias por su atenciGracias por su atencióón!n!

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