INDICE

Pág.I. Introducción ................................................................................................. 1

II. Antecedentes generales vida útil............................................................................22.1. Definición............................................................................................. ..... 22.2. Clasificación de los alimentos según su estabilidad.............................. 22.3. Estimación de la vida útil de los alimentos ........................................... 32.4. Cinéticas de deterioro ........................................................................... 52.5. Efecto de la Temperatura....................................................................... 72.6. Indicadores tiempo-temperatura (T.T.I.)................................................. 8 2.6.1.Clasificación de los indicadores tiempo-temperatura ................... 8 2.6.2.Correlación de los T.T.I. con la vida útil...............................................9

III. Frutas y Hortalizas de la Cuarta Gama......................................................... 103.1. Definición................................................................................................ 103.2. Proceso de elaboración......................................................................... 10 3.2.1. Diagrama de flujo de elaboración de frutas y hortalizas de la

cuarta gama........................................................................ 11 3.2.2. Descripción general de las operaciones básicas...................... 123.3. Alteración de Frutas y Hortalizas de la Cuarta Gama.......................... 16 3.3.1. Desórdenes fisiológicos....................................................................16 3.3.2. Reacciones bioquímicas...................................................................17 3.3.3. Deshidratación...................................................................................20 3.3.4. Alteración microbiana........................................................................213.4. Inocuidad de Frutas y Hortalizas de la Cuarta Gama............................ 223.5. Métodos de Preservación...................................................................... 28 3.5.1. Métodos Tradicionales........................................................................28 3.5.2. Métodos de conservación no convencionales.....................................34 3.5.3. Tecnología de los obstáculos.............................................................363.6. Envasado Frutas y Hortalizas de la Cuarta Gama.........................................37 3.6.1. Envasado por tecnologías emergentes.............................................393.7. Factores que afectan la vida útil de Frutas y Hortalizas de la 4a Gama........................................................

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3.7.1. Materia Prima............................................................................. 40 3.7.2. Procesamiento........................................................................... 42 3.7.3. Envasado................................................................................... 46 3.7.4. Condiciones de almacenamiento............................................... 473.8. Vida útil de algunas Frutas y Hortalizas de la Cuarta Gama bajo diferentes condiciones de procesamiento, envasado y temperatura.......... 51

IV. Conclusiones y recomendaciones............................................................... 54

V. Bibliografía................................................................................................... 55

ANEXOS

I. INTRODUCCIÓN

Las frutas y hortalizas de la cuarta gama, surgen a raíz de los cambios en los estilos de vida de la población, que dispone de menos tiempo para la preparación de comidas, y al aumento en la alimentación institucional en casinos, cadenas de comida rápida, restaurante, etc.

Estos alimentos son una línea de frutas y hortalizas frescas que se caracterizan por su conveniencia (respecto de los productos enteros tienen la ventaja comparativa de estar listas para ser consumidas, sin ningún tipo de preparación adicional) y por su calidad similar al producto fresco.

La desventaja de estos productos radica en su corta vida útil, la cual oscila entre 4-8 días, menor que la de los mismos productos enteros, requiriendo almacenamiento refrigerado para garantizar una vida útil razonable. De esta manera el procesamiento mínimo que reciben estos productos, contrasta con el propósito primario del procesamiento de alimentos que es extender la vida útil del producto. Esto se debe a que las operaciones de pelado y corte a que son sometidas las frutas y hortalizas de la cuarta gama, inducen altas tasas de respiración y transpiración comparadas al tejido intacto, debido al daño en los tejidos, lo que conduce a un rápido deterioro del producto. A esto se suman los hechos siguientes: la eliminación de la primera barrera de protección de frutas y hortalizas con la operación de pelado, permite el fácil ingreso de microorganismos; el aumento en el área disponible con la operación de corte para la degradación microbiana, alteraciones bioquímicas y deshidratación; la deslocalización de las enzimas y los sustratos con las operaciones de pelado y corte, lo que da origen a diferentes alteraciones sensoriales; y por último, la manipulación incrementada de estos productos provee mayores oportunidades para el ingreso de diferentes microorganismos alterantes y patógenos.

La vida útil de estos productos está limitada generalmente por la alteración microbiológica, deshidratación, decoloración, pardeamiento enzimático, cambios de textura y desarrollo de olores o sabores extraños. Para extender la vida útil de estos productos se han utilizado desde métodos tradicionales como el tratamiento térmico y el uso de conservantes químicos, hasta métodos menos convencionales como la irradiación y la biopreservación, junto con el envasado en atmósferas modificadas y temperaturas de refrigeración.

Los objetivos de este seminario son:

Entregar antecedentes generales con respecto a la vida útil de los alimentos.

Recopilar información bibliográfica con respecto a las frutas y hortalizas de la cuarta gama, y tópicos relacionados con la vida útil de estos productos.

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II. ANTECEDENTES GENERALES DE VIDA UTIL

2.1. Definición de vida útil

Se define la vida útil de un alimento como el período durante el cual el alimento se conserva apto para el consumo desde el punto de vista sanitario y mantiene características sensoriales y funcionales por encima de un grado límite de calidad, previamente establecido como aceptado (Cantillo J., 1994). La vida útil se determina mediante el estudio del deterioro a través del tiempo de uno o más parámetros de calidad de relevancia para el producto considerado (Jimenez G., 1995).

2.2. Clasificación de los alimentos de acuerdo con su estabilidad

La durabilidad de los alimentos varía, y se determina para cada producto en dependencia de su estabilidad. Se acostumbra a clasificar a los alimentos en perecibles, semiperecibles, no perecibles (Bustos R., 1989; Cantillo J., 1994).

a) Alimentos Perecibles

Son aquellos que deben ser mantenidos bajo refrigeración o congelación si van a ser almacenados por un cierto período de tiempo. Estos alimentos tienen una vida útil de hasta siete días bajo condiciones específicas de envasado y almacenamiento. En este grupo encontramos: leche fresca y productos lácteos, carnes, frutas y vegetales frescos, y productos de panadería y repostería.

b) Alimentos No Perecibles

Son aquellos cuya vida útil comprende períodos desde varios meses hasta años. Estos alimentos son estables a temperatura ambiente. Muchos productos no procesados no procesados caen en esta categoría, y no son afectados por microorganismos debido a su bajo contenido de agua, se incluyen productos como los granos, los cereales o las nueces. Alimentos procesados pueden considerarse no perecibles si han sido sometidos a tratamientos como: esterilización, deshidratación o concentración.

c) Alimentos Semiperecibles

Son aquellos que generalmente han sufrido algún proceso de preservación, son más estables que los perecibles, con una vida útil de 30 a 90 días. A este grupo de alimentos pertenecen los que contienen inhibidores naturales (como es el caso de algunos quesos), o que reciben tratamientos de sem. -preservación (pasteurización, la salazón, el ahumado y el encurtido), los cuales otorgan una gran tolerancia a las condiciones ambientales, y a un mal manejo durante la distribución.

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2.3. Estimación de la vida útil de los alimentos

Para la estimación de la vida útil de los alimentos se requieren pruebas de laboratorio físico-químicas, microbiológicas y sensoriales. Las interrogantes que deben contestarse durante estas evaluaciones, incluyen los parámetros de calidad dominantes, sus métodos de determinación y valores críticos (máximo valor de deterioro aceptable). El valor crítico puede determinarse relacionando pruebas objetivas con evaluaciones sensoriales. La magnitud de cambio de éste parámetro debe evaluarse en función de las condiciones ambientales a las que se ve sometido el alimento después de su elaboración (transporte, distribución, y almacenamiento) tales como temperatura, humedad relativa, presión de oxígeno y otros.

También deben definirse las propiedades de los materiales de envase, incluyendo la permeabilidad del envase a varios gases tales como oxígeno, dióxido de carbono, vapor de agua, etc., capacidad de transmisión de la luz, resistencia a la corrosión y resistencia mecánica (Bustos R., 1989; Cantillo J., 1994).

La evaluación de la vida útil de los alimentos no puede efectuarse, en general sobre la base un criterio único. La diversidad de las vías de deterioro exige disponer de diferentes parámetros para evaluar la calidad y el estado de conservación .

En general, se acepta que el alimento además de cumplir con los criterios microbiológicos, debe mantener un mínimo de las características que definen tanto la calidad sensorial como la nutritiva. De acuerdo con esto, pueden utilizarse alguno de los criterios siguientes:

Modificaciones de las característica sensoriales: olor sabor, color, textura Modificación de la concentración: pH, acidez, vitaminas, trazas de metales y

componentes nutritivos específicos.

Deben tomarse en cuenta, en cada caso, los criterios más representativos de la calidad del producto en cuestión (Cantillo J., 1994). A continuación se exponen brevemente las técnicas y modelos más utilizados para la determinación de la vida útil de los alimentos.

a) Pruebas de Laboratorio

Una de las técnicas más utilizadas para determinar la vida útil son las pruebas de laboratorio. Estas consisten en monitorear el producto periódicamente hasta el término de su vida útil . Estas pruebas son esenciales para determinar las vías de deterioro del alimento y el parámetro de calidad limitante. La principal desventaja de esta técnica es el prolongado tiempo utilizado para observar el fenómeno, y la aplicación de numerosas experiencias y análisis para poder evaluar los parámetros cinéticos del deterioro con el consiguiente costo (sitio web 1).

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b) Test Acelerados

Se basan en el rápido deterioro que afecta el producto cuando se encuentra sometido a condiciones elevadas de temperatura y humedad. Estos test consisten en almacenar el producto bajo condiciones de abuso y examinar éste periódicamente hasta el término de su vida útil, y luego usar esos resultados para proyectar la vida útil del producto en las reales condiciones de almacenamiento durante su distribución. El conocimiento de los modelos cinéticos, es esencial para poder extrapolar los datos obtenidos a las condiciones normales de almacenamiento. Para estimar la vida útil de un producto utilizando estos test, se debe tener cuidado en la interpretación de los resultados y su extrapolación a otras condiciones. Por ejemplo cuando el sistema producto/envase es testeado, el envase también controla la vida útil del producto, por lo tanto la verdadera vida útil de la matriz alimenticia es desconocida; de este modo si se utiliza un envase diferente en las pruebas, con diferentes permeabilidades al oxígeno, agua, dióxido de carbono, los resultados obtenidos pueden no ser aplicables si durante la distribución se utiliza otro envase. Sin embargo, si las condiciones del test acelerado son seleccionadas adecuadamente, y se utilizan los algoritmos apropiados para la extrapolación, la vida útil del producto bajo condiciones conocidas de distribución debiera ser predecible (sitio web 1).

c) Modelos Matemáticos de Predicción

Este método utiliza modelos matemáticos determinísticos y empíricos cuyos parámetros se relacionan explícitamente con los factores que inciden sobre el deterioro.

La aplicación de estos modelos requiere tener conocimiento con respecto a la cinética de las reacciones de deterioro en cuanto a pérdida de calidad y de valor nutricional como funciones de la actividad de agua, temperatura, nivel de O2 y otros factores ambientales (Cantillo J., 1994).

También es posible estimar la vida útil de un alimento utilizando parámetros microbiológicos, haciendo uso de la microbiología predictiva, que se basa en modelos matemáticos para predecir la velocidad de crecimiento o de muerte de los microorganismos bajo diferentes condiciones ambientales. Esta opción permite entregar predicciones microbiológicas rápidas y de bajo costo (Valencia T., 1996).

El éxito de los modelos matemáticos radica en la identificación correcta de las reacciones de deterioro fundamentales y la selección acertada de las características relacionadas, así como la utilización de técnicas analíticas de precisión aceptables (Cantillo J., 1994). .

En muchos casos es factible, con la aplicación de estos métodos, la simulación del proceso de deterioro con diferentes propósitos, utilizando computadoras, lo que disminuye la labor experimental, con un sustancial ahorro de recursos. Sin

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+ dA = k*An

dT

embargo, en la simulación siempre se necesitan valores de referencia (Bustos R., 1989).

d) Métodos Probabilísticos

Los métodos probabilísticos se basan en suponer que los tiempos de vida de las unidades que conforman la población a la cual se le quiere determinar la vida útil responden a una ley de distribución determinada, por lo que resulta imprescindible conocer el tiempo de vida de las unidades que conforman la población o mejor aún de la muestra seleccionada de dicha población. En general el margen de aplicación de este método es más amplio que el de los modelos cinéticos, ya que éstos requieren de una definición físico-química exacta de las reacciones de deterioro o cinéticas de crecimiento de microorganismos (Cantillo J., 1994).

2.4. Cinéticas de deterioro

La cinética de deterioro es el estudio de la velocidad de cambio de las reacciones químicas bajo diferentes condiciones. Dado que las reacciones químicas en los alimentos pueden ser muy complejas, es usual describirlas desde un enfoque puramente matemático o semi-empírico, basado en las leyes químicas.

La pérdida de calidad para la mayoría de los alimentos puede ser representada mediante la siguiente relación matemática:

donde:A= concentración o factor de calidad medidot= tiempok= constante que depende de la temperatura y la actividad de aguan= orden de la reacción

Para cambios de calidad en sistemas biológicos tales como alimentos o medicamentos, el orden de la reacción (n) es 0 o 1 dependiendo de la reacción involucrada (Bustos R., 1989).

a) Cinética de orden cero

Cuando n=0, se habla de reacción de orden cero con respecto a A. Esto implica que la velocidad de deterioro a temperatura y actividad de agua constantes a través del tiempo, es independiente de la concentración de A:

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- dA = k*An

dT

- dA = k*A dT

Luego:

donde:Ao= valor inicial del factor de calidadAs= valor al final de la vida útilts= vida útil en día, meses, años, etc.

Para una reacción de orden cero al graficar la cantidad de A versus el tiempo, da como resultado una línea recta, cuya pendiente corresponde a la constante de la reacción (k).

Existen varios tipos de deterioro que se ajustan a cinéticas de orden cero. Aplicándose en los siguientes casos:

Degradación Enzimática Pardeamiento no Enzimático Oxidación de Lípidos

b) Cinéticas de primer orden

La vida útil en muchos casos no presenta una velocidad constante de deterioro. De hecho el valor n puede ir desde valores fraccionarios a valores superiores a 2 . Muchos alimentos que no se deterioran a través de una cinética de orden cero, lo hacen a través de una reacción de primer orden, lo cual se manifiesta en una disminución exponencial de la velocidad de pérdida de calidad. Esto no significa que la vida útil de alimentos bajo este orden de reacción sea mayor que en el caso de orden cero, dado que el valor de la constante k es diferente.Matemáticamente, se tiene:

Por lo tanto la velocidad de pérdida de calidad es directamente dependiente de la concentración de A.

Integrando se tiene: A

S ts

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As = Ao – k*ts

∫dA/A =∫k*t Ao to

luego:

As = Ao*e(-k*t)

donde:

As= cantidad de A al final de la vida útilAo= cantidad inicial de Ats= vida útil

La reacción de primer orden es aplicable en los siguientes tipos de deterioro:

Rancidez Crecimiento y muerte microbiana Productos de microorganismos Pérdidas de vitaminas Pérdidas de calidad proteica

c) Cinéticas de otro orden

Existen muy pocos datos acerca de degradación de alimentos a través de otros ordenes de reacción. Se ha reportado la degradación de la vitamina C en alimentos líquidos (jugo de tomate) como una reacción de segundo orden. En este caso la reacción es dependiente del ácido ascórbico y del oxígeno.

2.5.- Efecto de la Temperatura

Se asume comúnmente, y se ha comprobado que las cinéticas de deterioro dependen de la temperatura a través de la relación de Arrhenius:

donde:K= constante de velocidadKo= constante ( independiente de la temperatura)Ea= energía de activaciónR= constante universal de los gases (ca/mol*K)T= temperatura absoluta (°K)

Cuando las demás variables se mantienen constantes, la ecuación es usualmente aplicable, y su empleo constituye una muy buena aproximación para el modelamiento de la dependencia de la temperatura (Bustos R., 1989).La energía de activación, varía con la concentración y otros factores ambientales. Además, cuando el mecanismo de la reacción cambia con la temperatura, la energía de activación puede ser variable .

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k = ko*exp(-Ea/R*T)

Debe entenderse por lo tanto, que la ecuación de Arrhenius no es aplicable cuando al variar la temperatura se origina más de un mecanismo de deterioro, o cuando la reacción de deterioro predominante, se ve afectada por reacciones secundarias a diferentes temperaturas (sitio web 1).

2.6. Indicadores Tiempo-Temperatura (T.T.I.)

Los indicadores tiempo - temperatura son una parte del desarrollo en envases activos que ofrecen al consumidor la información que éste requiere, como la estimación de la calidad, integridad y autenticidad del producto.

Un indicador TTI, puede ser definido como un aparato simple que va adherido al producto. Este indicador experimentará cambios de color o de forma, fáciles de medir, que son dependientes de la historia térmica a la que ha sido expuesto el alimento. (Jimenez G., 1995).

2.6.1. Clasificación de los indicadores Tiempo- temperatura

Los indicadores pueden clasificarse de acuerdo al tipo de información transmitida, funcionamiento y principios de operación. Generalmente se han usado tres categorías para la clasificación de los indicadores Tiempo- temperatura (Jimenez G., 1995):

A) Indicadores de temperatura Crítica (C.T.I)

Estos indicadores muestran por medio de un cambio de calor, que la temperatura de referencia a la cual fue programado, es sobrepasada en algún punto de la cadena de distribución. El C.T.I. no indica la historia térmica a la cual ha estado expuesto el producto, sólo monitorea que el producto ha sobrepasado una temperatura predeterminada por un tiempo suficiente como para producir un cambio crítico en la calidad del alimento.

B) Integrador Tiempo Temperatura sobre temperatura crítica ( C.T.T.I.)

Este indicador entrega una respuesta por ejemplo cambio de color que refleja el efecto Tiempo – Temperatura acumulado por sobre la temperatura crítica. Son muy útiles para reacciones de deterioro que ocurren a velocidades apreciables solamente por sobre una temperatura crítica (por ejemplo crecimiento de C. botulinum). La combinación de varios C.T.T.I. podría entregar una aproximación de la historia térmica real.

C) Indicadores / Integradores Tiempo – temperatura (T.T.I.I.)

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Los T.T.I.I. dan una respuesta continua a los cambios de temperatura. Estos integran (en una sola medida) la historia térmica real desde el momento de la activación. También pueden ser usados para indicar la temperatura efectiva (temperatura media) durante la distribución, la que teóricamente puede ser usada para inferir instantáneamente sobre la calidad del alimento (Labuza T., et al., 1991).

2.6.2. Correlación de los T.T.I con la vida útil

Teóricamente se ha demostrado que los TTI serán un buen predictor de los cambios ocurridos en el alimento en la medida que ambas energías de activación (alimento e indicador) coincidan, incluso para historiales térmicos transientes (Fu et al., 1991). Malcata (1990) ; cit. por Jimenez G. (1995), estudió el efecto de gradientes internos de temperatura en el alimento. En todos los casos bajo estudio la respuesta del TTI fue más rápida que la pérdida de calidad del alimento, evitando así riesgos al consumidor. Sin embargo esta situación puede tener un impacto negativo en los caso en que el alimento experimente importantes gradientes de temperatura y/o tenga altos valores de Energía de activación (Malcata 1990 ; cit. por Jimenez G., 1995). En la medida que las reacciones de deterioro ocurran en la superficie (p.e. oxidación superficial de lípidos, pardeamiento no enzimático, crecimiento de mohos) el indicador será un método confiable para estimar el deterioro del alimento.

De acuerdo con Taokis y Labuza (1989); cit. por Jimenez G. (1995), cuando la energía de activación del alimento y del indicador difieren en menos de 10 Kcal/mol, entonces las temperaturas efectivas (temperatura constante que provoca los mismos cambios que han ocurrido en el indicador o alimento a temperatura variable) difieren aproximadamente en 1°C. Esta diferencia causa errores en la predicción de la vida útil del alimento del orden del 15% que en muchas situaciones es un error aceptable. Estos resultados imponen una limitación adicional en la aplicabilidad de los indicadores y hacen necesario un estudio caso a caso para una exitosa implementación práctica (Labuza, 1994; cit. por Jimenez G. 1995).

III. ANTECEDENTES FRUTAS Y HORTALIZAS DE LA CUARTA GAMA

3.1. Definición de Frutas y Hortalizas de la Cuarta Gama

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Según Lopez y Moreno, 1994; cit. por Escalona V. 1997, las frutas y hortalizas de 4a Gama son aquellas frutas y vegetales crudos, listos para ser consumidos, sin sus partes no comestibles, perfectamente lavados, pelados y en ciertos casos trozados, rebanados o rallados, posteriormente envasados en plásticos y conservados a temperaturas de refrigeración, garantizando una duración mínima de siete días para su consumo inmediato. Según Schlimme (1995) puede considerar el uso de preservantes.

En los países de habla inglesa, estos vegetales son conocidos como productos mínimamente procesados (minimally processed products o lightly processed products)(Pantojas M., 1998).

3.2. Proceso de elaboración de Frutas y Hortalizas de la Cuarta Gama.

Prácticamente todas las frutas y vegetales podrían ser mínimamente procesadas. Sin embargo, algunas son mucho más apropiadas para soportar el mínimo proceso. Las frutas y vegetales que presentan una adecuada firmeza, se consumen en cantidades considerables, y requieren un cierto grado de preparación, son generalmente elegidos para el mínimo proceso. Por el contrario frutas con un gran contenido de jugo (ej. naranjas, melones) no se usan para mínimo proceso (Escalona V., 1997).

En la figura 1, se representa en forma esquemática una línea de proceso para Frutas y Hortalizas de la cuarta gama, y a continuación se presenta el diagrama de proceso de elaboración. Posteriormente se describen en forma general las operaciones básicas .

Figura 1: Representación Esquemática de una Línea de Proceso de Frutas y Hortalizas de la Cuarta Gama.3.2.1.Diagrama de Flujo de Elaboración de Frutas y Hortalizas de la Cuarta Gama.

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MATERIA PRIMA (Generalmente Lavada)

3.2.2. Descripción general de las operaciones básicas

a) Recolección, Inspección y Transporte

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Recepción MPControl de Calidad

Almacenamiento

Recorte manualInspección

Corte

Enjuague

Lavado

Pelado

Inspección

EscurridoCentrifugado

Enjuague Centrifugado

Pesado Envasado

Almacenamiento

Corte o Rallado DesinfecciónLavado

Corte o Rallado

DesinfecciónLavado

DesinfecciónLavado

RAICES Y TUBERCULOS HORTALIZAS DE HOJA

El proceso orientado a la obtención del producto semi-preparado comienza en el campo con una recolección cuidadosa del material vegetal en óptimas condiciones higiénicas, con el color y textura adecuados, y con el grado justo de madurez.

Las frutas y hortalizas destinadas a la transformación se recolectan antes de su máxima madurez, ya que en este estado, su textura es más firme y minimizan los daños durante la manipulación y procesado.

La recolección puede realizarse en forma manual o mecánica. En el caso de frutas y hortalizas delicadas que requieren una manipulación cuidadosa se prefiere una recolección manual. Sin embargo, la recolección mecánica puede mejorar la calidad respecto de la recolección manual debido a su rapidez y a la reducción del tiempo de permanencia en los campos.

El procesado en el lugar de producción incluye la inspección del tamaño, observación de defectos, estado de madurez y preenfriado (Wiley R, 1997).

Se realiza una primera inspección en el lugar de producción , donde se observan los defectos, el grado de madurez, etc. (sitio web N°7).

Durante el transporte las frutas y verduras deben manipularse los más rápidamente posibles y de forma cuidadosa. La elección en forma envasada o a granel depende del producto y de los requerimientos económicos y comerciales. El transporte rápido y seguro por aire, mar, carretera y ferrocarril es un elemento importante en la distribución de mínimamente procesados. El transporte puede realizarse en contenedores polivalentes para productos a vacío/aire/AM/AC refrigerados mecánicamente. Independiente del procedimiento de transpone, hay que asegurarse que la atmósfera modificada, controlada o refrigerada circule uniformemente a través de toda la carga (Wiley R, 1997).

b) Preenfriamiento

El preenfriamiento de frutas y hortalizas consiste en la extracción de calor que contienen tan rápidamente como sea posible después de la recolección, y reducir su temperatura a niveles adecuados. Esta etapa se debe realizar en un tiempo inferior a 24 horas. Esta técnica constituye el primer factor aplicable para ralentizar los procesos biológicos y permite reducir el progreso de la senescencia y desarrollo de daños y alteraciones (sitio web N°7). El preenfriado pude realizarse en el campo o almacén sobre el producto a granel, en cajas paletizadas o en contenedores de transporte. Este preenfriado se realiza mediante 1) aire forzado, 2) con agua, 3) con aire y agua (enfriamiento por pulverización de una fina niebla combinado con aire forzado) y 4) a vacío.

c) Recepción y Control de Calidad

Desde el punto de vista industrial el proceso comienza con la recepción de frutas y hortalizas (sitio web N°7).

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En esta etapa debe tenerse el máximo cuidado para que no se pierda la calidad que se ha mantenido durante las operaciones de recolección y transporte, debido a que se interrumpe la cadena de frío. Durante la recepción los productos deben separarse convenientemente para conseguir una correcta clasificación. Durante esta etapa es deseable que la evaluación de la calidad de los productos frescos se realice rápidamente y por procedimientos no destructivos (Dull,1986, cit. por Wiley R.,1997). En esa evaluación se incluyen aspectos sobre la seguridad de los productos tales como residuos de plaguicida, elevada cargas microbianas, metales tóxicos, compuestos indeseables naturalmente presentes y reguladores del crecimiento de plantas.

Una vez que los productos han sido recibidos deben transferirse inmediatamente a las áreas de almacenamiento adecuadas (-1°C a 6°C, 6°C a 13°C, o 13°C a 18°C) dependiendo de las características de enfriamiento de cada producto.

d) Acondicionamiento

El acondicionamiento es una fase de preparación de la materia prima que consiste en la separación de las partes no comestibles. Puede suponer una pérdida del 20-70% del producto, por tanto es una fase determinante en el costo y calidad del producto final (sitio web N°7).

e) Limpieza

En algunos productos vegetales se deben eliminar en seco los materiales extraños adheridos al mismo mediante operaciones de separación sólido-sólido ( tamices vibratorios, separadores magnéticos, etc). En otros casos, como los champiñones, es el único proceso de saneamiento que sufre el producto puesto que no es recomendable la adición de humedad.

Hay que tener en cuenta que las hortalizas más habituales para IV gama están en contacto con el suelo durante su cultivo. Es práctica común en la industria realizar varios lavados para eliminar restos de tierra y otros materiales extraños así como disminuir la carga microbiana (sitio web N°7).

f) Pelado y Corte

El pelado y corte del producto hortícola supone la eliminación de la capa más externa y la obtención de la morfología final del producto de IV gama.

El pelado puede hacerse 1) manual, 2) con vapor o agua caliente 3) con álcalis (NaOH, KOH), 4) mediante pelado cáustico seco con calentamiento por infrarrojos 5) con llama, 6) por medios mecánicos, 7) con vapor a presión elevada, 8) por congelación y 9) con ácidos (López, 1987, cit. por Wiley R.,1997). Sin embargo, dadas las características de naturalidad y frescura requeridas para los alimentos mínimamente procesados, solo un reducido número de ellas puede ser utilizado

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en la obtención de productos de IV gama. Quedan excluidos, por tanto, métodos en los que se emplean ácidos, álcalis ó sales, alta temperatura o congelación, presión, que influyen negativamente en el sabor, apariencia y textura del producto.

El corte es una operación muy delicada ya que supone la diseminación del contenido celular y el consiguiente peligro de contaminación y pérdida de cualidades que ello supone. De ahí que los productos troceados deban enfriarse a 4°C inmediatamente después del cortado. Las cortadoras generalmente operan con cuatro tipos de fuerzas: 1) compresión, 2) impacto, 3) rozamiento y 4) corte. El producto es transportado mediante cintas transportadoras o mediante fuerzas centrífugas a cuchillos corte horizontales o verticales (Willey R., 1997; sitio web N°7).

g) Lavado y Desinfección

Se realiza un lavado con mayor profundidad para lixiviar los fluidos celulares responsables de alteraciones ( pardeamientos ) del tejido. Para ello pueden ser lavados inmersos en baños en el que se establece un burbujeo con inyección de aire, con spray de agua, tambores rotatorios, ó lavadores vibratorios, dependiendo del producto (sitio web N°7).

El agua constituye un elemento esencial en la calidad de las frutas y hortalizas mínimamente procesadas. La procedencia y calidad del agua debe ser tenida en cuenta. En el lavado de frutas y hortalizas mínimamente procesadas se controlan tres parámetros: 1) cantidad de agua utilizada (5-10 L/Kg), 2) Temperatura del agua (4°C para enfriar el producto) y 3) Concentración del cloro activo (100 mg/l).Puesto que el cloro es débilmente soluble en agua, para la cloración de las aguas de lavado de frutas y hortalizas mínimamente procesadas se utilizan fundamentalmente los hipocloritos de calcio y sodio. La actividad germicida es directamente proporcional a la concentración de HOCL no ionizado de la solución, de ahí que sea necesario regular el nivel de pH del agua (Jay, 1992, cit. por Wiley R., 1997).

Antes del centrifugado se pueden usar antioxidantes como el ácido ascórbico, el ácido cítrico y sus sales respectivas a las concentraciones permitidas por la reglamentación sanitaria.

Cuando se añaden productos químicos, estos no deben afectar al aroma y sabor del producto o menoscabar la seguridad de éste, así como tampoco deben constituir el método principal de conservación sino una ayuda al mismo (Wiley R., 1997).

h) Secado

La humedad residual y el exudado celular en la superficie de las hortalizas tienden a estimular el crecimiento de levaduras, mohos y bacterias. De ahí que después

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del lavado se utilicen muchos tipos de secadoras (escurridoras, centrifugas, tamizadores, deshumificadores) para eliminar los restos de agua en los productos tratados. El secado centrífugo del producto depende de la velocidad y tiempo de rotación de la centrífuga, siendo suficiente para la mayoría de los productos, con unos pocos minutos de centrifugación (Wiley R., 1997).

i) Mezclado

Los alimentos combinados tales como ensaladas requieren un mezclado y preparación antes del envasado. El objetivo del mezclado en el procesado de frutas y hortalizas es asegurar que la mezcla homogénea se forma y mantiene con un bajo gasto energético (Wiley R., 1997).

j) Pesado y Envasado

El pesado y envasado de los productos troceados es la fase final del proceso. El material llega hasta la pesadora que normalmente se encuentra íntimamente ligada a la envasadora. Los tipos de envases plásticos más utilizados para los productos de la IV Gama son las bolsas, aunque el empleo de barquetas impermeables (selladas con films de alta permeabilidad o introducidas en bolsas ) son también muy empleadas por su mayor resistencia mecánica.

El posterior sellado correcto de las bolsas y/o barquetas es esencial para la obtención de la atmósfera modificada del envase (Wiley R., 1997).

k) Almacenamiento

El almacenamiento del producto una vez envasado, se realiza en condiciones de refrigeración hasta su consumo. Teóricamente, la temperatura debe situarse ligeramente por encima del punto de congelación (1.1º C), aunque comercialmente se trabaja en un rango de 4-8º C (Wiley R., 1997).

3.3. Alteración de Frutas y Hortalizas de la Cuarta Gama

La fisiología de frutas y hortalizas mínimamente procesadas es esencialmente la fisiología de tejidos heridos ( Brecht, 1995 cit. por A. Rocha, 2003). Los cambios

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fisiológicos y bioquímicos de tales productos ocurren a una tasa mayor que en productos intactos. Al igual que las frutas y hortaliza intactas, las mínimamente procesadas se deterioran después de la recolección debido a la maduración fisiológica y a la alteración microbiana. Las lesiones causadas durante el propio procesado estimulan la tasa de respiración, inducen la síntesis de etileno, la oxidación de fenoles, la actividad enzimática y desarrollo microbiano, lo que conduce a una pérdida de calidad acelerada (R, Willey, 1997; A. Rocha, 2003).Además el mínimamente procesamiento puede incrementar el deterioro microbiano de estos productos a través de la transferencia de microflora de la piel a la fruta fresca, donde los microorganismos pueden crecer rápidamente gracias la disponibilidad de nutrientes (A. Rocha, 2003).

Las vías de alteración de frutas y hortalizas de la cuarta gama, varían según el tipo de fruta y hortaliza, variedad, procesamiento, envasado y condiciones de almacenamiento (O’Connor-Shaw R.E. et.al., 1994,). A continuación de exponen los principales mecanismos de alteración de frutas y hortalizas de la cuarta gama.

3.3.1. Desórdenes fisiológicos Las situaciones que producen rotura de los tejidos se traducen en una activación metabólica, produciéndose como principales manifestaciones fisiológicas de este fenómeno un incremento de la velocidad de respiración, y en algunos casos, producción de etileno. La respuesta de los tejidos depende de la magnitud del estrés a que ha estado sometido. A mayor alteración de los tejidos la velocidad de respiración media se incrementa entre tres y siete veces respecto del tejido intacto; así por ejemplo para las zanahorias ralladas es de cuatro a siete veces mayor. Este incremento en el metabolismo de las frutas y hortalizas mínimamente procesadas se traduce en el rápido consumo de oxígeno del envase.

Rosen y Kader (1989) cit. por Wiley R. (1997), observaron que la tasa de respiración, se duplicó en el kiwi con una madurez de consumo, cuando este fue sometido a pelado y cortado en comparación a una fruta intacta. Además reportaron que las fresas (Fragaria xananassa Duch) y peras (Pyrus communis L.) cortadas, presentaron tasas de respiración más altas que las frutas enteras durante los siete días de almacenamiento a 2,5 °C y posteriormente a 20°C por un día.

Gunez G. y Chang y Lee, 1997 observaron que la tasa de respiración de papas intactas era de 1.22 ml CO2/k*h a 2°C, mientras que el de papas peladas y en tajadas era de 2.55 y 6.1 ml CO2/k*h respectivamente .

El efecto del rebanado sobre la calidad sensorial, difiere entre los frutos climatéricos y no climatéricos, y con el índice de madurez del fruto climatérico (Watada et al, 1990; cit. por O’Connor-Shaw, E. et.al., 1994).

El proceso de respiración toma lugar en la mitocondrias y el oxígeno alcanza la mitocondria atravesando la piel, espacios intercelulares y membranas. El pelado y

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cortado incrementa la tasa de respiración debido a la remoción de la piel, reducción en la trayectoria de difusión del gas hacia los tejidos e incremento en la permeabilidad de las membranas (Rolle y Chism, 1987; cit. por Gunez G. y Chang y Lee, 1997). La degradación enzimática de los lípidos de la membrana conduce a la producción de ácidos grasos libres y a la oxidación de éstos resultando en la liberación de CO2 después del cortado (Brecht, 1995; cit. por Gunez G. y Chang y Lee, 1997)

Debido a que la producción de etileno contribuye a la neosíntesis de enzimas implicadas en la maduración de la fruta, este hecho puede contribuir en parte a los desórdenes fisiológicos de las frutas cortadas en rodajas (Wiley R, 1997). Al dañar tejidos se induce velocidades elevadas de producción de etileno por lo general luego de 1 hora, con máximos entre 6 a 12 h. después del procesamiento (5). La velocidad de producción de etileno se ha visto que es proporcional al área superficial dañada y por supuesto a la intensidad de estrés. Las tensiones que producen daños tisulares también favorecen la susceptibilidad de los tejidos vegetales al etileno (Wiley R, 1997).

Según los resultados de Watada, Abe y Yamauchi (1990) citado por Wiley R., (1994) la velocidad de producción de etileno en kiwis cortados es 16 veces más alta que en kiwis intactos, en tomates cortados en rodajas la producción de etileno se incrementa hasta unas 20 veces más que en el tomate entero. Rosen y Kader (1989) encontraron un incremento en la producción de etileno en fresas en rodajas pero no en peras cortada en rodajas. Abe y Watada (1991) encontraron que el etileno producido por la acción física del proceso mínimo, fue suficiente para que se acelerara el ablandamiento en el caso de bananas y del kiwi.

Entre los efectos que causan la producción de etileno están: incremento de la respiración, pérdida de color verde y amarillez en repollo, ablandamiento de frutos, desarrollo de malos sabores en zanahorias (Sarkar y Phan, 1979), “russet spotting” (manchas) en lechugas (Klaustermeyer et al, 1974), etc.

El incremento en la producción de etileno, depende del tipo de verdura, madurez, métodos de procesamiento y condiciones de almacenaje (Reid, 1992,Price y Floros, 1993).

3.3.2. Reacciones Bioquímicas

Normalmente las enzimas y los sustratos están localizados en compartimentos celulares diferentes y sus transferencias están activamente controladas. Las lesiones causadas durante el propio procesado producen descompartimentación celular o deslocalización de las enzimas y los sustratos, lo que da origen a diferentes alteraciones sensoriales tales como mal olor, decoloración y pérdida de firmeza.

Mal olor

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En hortalizas mínimamente procesadas se ha observado el desarrollo de olores desagradables producto de la acción de lipooxidasas sobre ácidos grasos insaturados lo que da origen a la formación de numerosos aldehídos y cetonas.Los hidroperóxidos resultantes de la oxidación de ácidos grasos son compuestos que pueden ser citotóxicos y afectar particularmente a las proteínas y a las membranas celulares. La alteración de las membranas puede originar roturas de las barreras de difusión y de esta forma generarse desórdenes fisiológicos (Watada, Abe y Yamauchi, 1990).

Decoloración

La principal decoloración que ocurre en los tejidos vegetales magullados es el pardeamiento enzimático (Mayer, 1987, cit. por Wiley R., 1997) . El rápido oscurecimiento de varias frutas tales como manzanas, plátanos y paltas, es un serio problema durante las operaciones de mínimo proceso. El pardeamiento daña la apariencia, propiedades organolépticas, calidad nutricional y ocasionalmente, la seguridad de los productos (Molnar-Perl y Friedman, 1990; cit. por A. Rocha, 2003).

El pelado y cortado son etapas claves en la preparación de frutas y hortalizas mínimamente procesadas. Durante esas operaciones las membranas celulares son cortadas, y los sustratos apropiados entran en contacto con enzimas oxidantes. En la presencia de oxígeno, el pardeamiento ocurre debido a la oxidación enzimática de fenoles a ortoquinonas con una rápida polimerización a pigmentos café o negros, tales como melaninas.

Los factores más importantes que determinan la velocidad de pardeamiento de frutas y hortalizas son tanto la concentración de polifenoloxidasas activas como de componentes fenólicos presentes, el pH, la temperatura y el oxígeno disponible de los tejidos. El pH óptimo para la actividad de la PPO varía con la fuente y con el sustrato sobre un rango relativamente amplio. En la mayoría de los casos, el rango de pH óptimo está entre pH 4 y 7. La estabilidad de la PPO varía con la especie y cultivar. La enzima es relativamente sensible al calor y es completamente inactivada a 80 °C. La inactivación térmica de PPO es factible, pero la aplicación de temperaturas sobre 50 °C, pueden producir colores y/o sabores indeseables como también cambios indeseables en la textura.

La velocidad de pardeamiento depende también de la variedad, ya que diferentes variedades tienen diferentes concentración y/o actividad de PPO o concentración de componentes fenólicos (Gunes G. y Lee Chang, 1997; Garcia E. y Barrett D.M., 2002). Los resultados de un estudio Finlandés con varias variedades de 8 hortalizas mostraron que no todas las variedades de una hortaliza específica eran apropiadas para el procesamiento mínimo. Idealmente, se deberían escoger variedades de frutas y hortalizas no susceptibles al pardeamiento con bajos niveles de PPO y/o contenido de sustratos si van a ser mínimamente procesadas. La elección correcta de la variedad es particularmente importante para zanahorias, papas y cebollas (Gunes G. y Lee Chang, 1997).

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El pardeamiento enzimático se puede controlar tanto por métodos físicos como químicos, en la mayoría de los casos ambos son empleados. Los métodos físicos pueden incluir, reducción de la temperatura y/o oxígeno, uso de envasados en atmósferas modificadas o coberturas comestibles, o tratamientos con irradiación gamma o altas presiones. Los métodos químicos utilizan componentes los cuales actúan para inhibir la actividad enzimática, remover sustratos (oxígeno y componentes fenólicos o actuar como sustratos principales (Garcia E. y Barrett. D.M. 2002). Estos métodos se verán en detalle en la sección 3.2.1..

Otras reacciones pueden también alterar el color natural de las frutas y hortalizas frescas. La conversión de clorofilas a feofitinas, por ejemplo, puede originarse por acidificación del citoplasma celular. Esta reacción es responsable de la degradación en el color del brócoli (Ballantyne et al. , 1988; cit. por Wiley R., 1997).

Se cree que la degradación de la clorofila constituye un buen indicador de la condición fisiológica de los tejidos verdes (Yamauchi y Watada, 1991, cit.por R.Wiley). La oxidación conjunta de los carotenoides con las hidroperoxidasas catalizadas por las lipooxidasas puede originar la decoloración de las zanahorias ralladas (Wiley R., 1997).

Otros cambios de color se han observado en zanahorias, que consiste en la aparición de un compuesto blanco sobre la superficie, el cual es producto la activación del metabolismo fenólico y la producción mediada por enzimas de lignina, provocando un cambio de color irreversible. La decoloración blanca también puede deberse a la deshidratación el cual es reversible (Escalona V., 1997) .

Pérdida de Firmeza

La pérdida de firmeza se debe a la acción de enzimas liberadas durante la operación de pelado y corte, y a la disminución del turgor debido a la pérdida de agua (García E. y D.M. Barrett., 2002). Dentro de las enzimas que participan están las lipasas que actúan sobre la membrana plasmática causando la pérdida de la permeabilidad selectiva y presión hidroestática, Theologis y Laties, 1976 determinaron que en papas, poco tiempo después del corte, del total de la membrana plasmática el 35% de los fosfolípidos y el 50% de los galactolípidos se hidrolizaron rápidamente. Además de la acción de lipasas a la pérdida de turgencia debe sumarse el efecto que tienen las enzimas celulasas, pectinmetilesterasas, poligalacturonasas y B- galactocidasa que actúan sobre la estructura de la pared celular afectando la firmeza y rigidez de tejido vegetal (Pantojas M., 1998).

Poting, Jackson y Watters (1972) observaron en rodajas de manzanas que la operación de cortado produce pérdida de firmeza en los tejidos. Las rodajas de

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kiwi pierden el 50% de su firmeza inicial en menos de 2 días a 2°C (Wiley R., 1997).

3.3.3. Deshidratación

Los tejidos de plantas están en equilibrio con una atmósfera a la misma temperatura y una humedad relativa de 99% a 99.5%. Cualquier reducción de la presión parcial de vapor de agua bajo esos niveles en los tejidos implica pérdida de agua, lo cual produce un deterioro de la apariencia (Bolin H., et al., 1997). Pérdidas de agua de 3 a 5% en espinaca y manzana respectivamente, rinden un producto no comerciable. La turgencia de los productos frescos está relacionada a la presión de turgor, cualquier pérdida de ésta puede también contribuir al ablandamiento. Las hortalizas de hoja son particularmente susceptibles a la deshidratación debido a su gran relación superficie / volumen; además las hojas de hortalizas sueltas, son más propensas a la deshidratación que el producto compacto. Como consecuencia de la pérdida de agua, pueden ocurrir cambios en la apariencia tales como marchitamiento y pérdida de turgencia (García E. y Barrett D., 2002).

El daño mecánico efectuado por el cortado y los métodos usados, exponen directamente el tejido interno a la atmósfera, promoviendo la desecación. Las operaciones de picado y rebanado aumentan la relación superficie / volumen incrementando la desecación (García E. y Barrett D., 2002). La diferencia de pérdida de agua entre tejidos enteros y tejidos dañados es de 5 a 10 veces (Burton cit. por Brecht, 1995. Además si los tiempos y/o velocidad de centrifugación se exceden a los necesarios puede incrementar la desecación, como se reportó para lechuga cortada (Bolin y Huxsoll, 1989). El parámetro primario que afecta la calidad del apio cortado es la pérdida de humedad, pequeñas reducciones del orden de 2.5-5% pueden conducir al marchitamiento del producto (Barth M., et al., 2001).

La reducción en la pérdida de agua de los productos puede ser obtenida disminuyendo la capacidad del aire circundante de retener agua, ya sea, bajando la temperatura, restringiendo el movimiento del aire alrededor de los productos y/o incrementando la humedad relativa. Adicionalmente, el envasado apropiado es de enorme importancia para retardar la deshidratación (García E. y Barrett D., 2002). La pérdida de humedad puede ser reducida en un 75% en apio cortado, con la aplicación de coberturas comestibles (Barth M., et al., 2001)

3.3.4. Alteración Microbiana

El procesamiento mínimo de frutas y hortalizas puede incrementar el deterioro microbiológico debido a la eliminación de la piel y cáscara que constituyen el primer mecanismo de defensa contra la podredumbre: cualquier abertura de estas barreras permite el acceso de los gérmenes al interior de los tejidos que

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normalmente serían inaccesibles. Los microorganismos son transferidos desde la cáscara a la fruta pelada, donde estos pueden crecer rápidamente debido a la liberación de jugos cargado en nutrientes (Austin J., 1998).

La microflora de frutas y hortalizas procesadas depende del pH. Las hortalizas frescas sin procesar tienen como característica una elevada cantidad de agua y de nutrientes y un pH neutro. Estas características hacen que en ellas pueda crecer casi cualquier tipo de microorganismos. En general, las hortalizas se encuentran contaminadas aproximadamente de igual forma con bacterias que con hongos (Brackett, 1987). Usualmente son las bacterias Gram- negativas las que con más frecuencia se aíslan de las hortalizas frescas (Wiley R., 1997). La población microbiana de las hortalizas frescas puede llegar a ser tan baja como 102 CFU/g y tan alta como 109 . (Lund 1992; Nguyenthe y Carlin, 1994). La población colonizante de hortalizas frescas cortadas consiste de Pseudomonas spp, Xanthomonas spp, Enterobacter spp, Janthinobacterium spp, levaduras, bacterias ácido lácticas, menos frecuentemente Aeromonas hydrophila y ocasionalmente Listeria monocytogenes (M.Sinigaglia et.al 1999).

Géneros muy diferentes de bacterias pueden alterar las hortalizas frescas y las mínimamente procesadas. La mayoría de las bacterias responsables de la alteración de las hortalizas son Gram (-). De estas las Erwinia se encuentra entre las más agresivas, existiendo unas cinco especies o subespecies de Erwinia que son las más representativas de la degradación de productos vegetales. Sin embargo la E. carotovora es la especie que con más frecuencia se relaciona con la podredumbre. Esta bacteria origina las podredumbres blandas de la mayoría de las hortalizas sobretodo en papas. Las especies de P.fluorescent como por ejemplo la P.marginalis, son otro grupo común e importante de la alteración de hortalizas refrigeradas. Estas bacterias son responsables de la podredumbre blanda de muchos tipos de hortalizas incluyendo apio, papas, chicoria, lechuga, acelga y col. Las características de la alteración P. marginalis es similar a la producida por la E. carotovora. Sin embargo el crecimiento más rápido de las pseudomonas a las temperaturas de refrigeración hace que sean estas las que más probablemente alteren los productos refrigerados. Distintas bacterias Gram (+), sobre todo los clostridios y bacilos, pueden también ser origen de la alteración de las hortalizas en circunstancias apropiadas. Sin embargo estas bacterias sólo crecen lentamente si se mantienen en todo momento las temperaturas de refrigeración. En cuanto a los hongos solamente unos pocos causan la mayor parte de los problemas.

Las frutas difieren principalmente de las hortalizas en que normalmente contienen mayores cantidades de azúcar y un pH más ácido (4,6 o inferior) (Wiley R., 1997). Este bajo pH junto con la naturaleza de los ácidos orgánicos que contienen hace que normalmente se inhiba el crecimiento de las bacterias que no sean las ácido lácticas. Por consiguiente los hongos son los microorganismos predominantes de las frutas (Goepfert, 1980). Los mohos predominantes en las frutas incluyen tanto inocuos como alterantes. Los géneros comunes incluyen miembros de Aspergillus, Penicillium, Mucor, Alternaria, Cladosporium y Botrytis (Wiley R, 1997).

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La mayoría de las frutas son suficientemente ácidas como para limitar la alteración a mohos. Más de 20 géneros de mohos, incluyendo Alternaria, Botrytis, Penicillium y Phytophtora, se conocen que producen la alteración de frutas. El tipo específico de hongo depende del tipo de fruta. En general las frutas se hacen más susceptibles a la infección por hongos a medida que se deshidratan o se vuelven sobremaduras.

En melón en cubos preparado usando buenas prácticas de manufactura (BMP) y almacenado en AC (0-27% CO2 y 3-16 O2) a 5°C, el deterioro microbiano fue el factor limitante de la vida útil, observándose colonias visibles sobre la fruta después de 17 días de almacenamiento, a pesar del bajo recuento total de microorganismos y levaduras inicial, 1.2x103 y 1.3x102 CFU/g respectivamente (O’Connor-Shaw, R.E. et al., 1996) .

3.4. Inocuidad de Frutas y Hortalizas de la Cuarta Gama

Existen diversas razones del por qué las frutas y hortalizas mínimamente procesadas refrigeradas son seguras cuando se comparan con otros alimentos. En primer lugar, las características de los productos frescos hacen que sean normalmente desfavorables para el crecimiento de la mayoría los patógenos. Solamente unos pocos de los muchos patógenos son capaces de crecer a las temperaturas de refrigeración utilizadas para el almacenamiento de estos productos. Algunos alimentos como las frutas, son suficientemente acídicos para evitar el crecimiento de patógenos. En segundo lugar, los organismos alterantes normales de productos refrigerados son normalmente psicrótrofos y por ello compiten de forma ventajosa con la mayoría de los patógenos. En ocasiones esta competencia puede realmente evitar el crecimiento de patógenos. En otros casos el alimento se altera antes de ser consumido (Wiley R, 1997).

Sin embargo, en los productos mínimamente procesados el incremento en las superficies cortadas y la disponibilidad de nutrientes celulares provee condiciones que incrementan el número y tipo de microorganismos que se pueden desarrollar. Adicionalmente la manipulación incrementada de los productos provee mayores oportunidades para la contaminación con microorganismos patógenos (sitio web N°6).

Hay varias etapas en la cadena de producción donde puede ocurrir una contaminación potencial con patógenos. La contaminación pre-cosecha de los productos frescos puede ocurrir a través del uso de estiércol no pasteurizado para la fertilización contaminación fecal por animales salvajes o domésticos como también por trabajadores agrícolas, contaminación del agua de irrigación, y manipulación humana en general. Durante la cosecha y post-cosecha, puntos críticos de contaminación incluyen agua de lavado contaminada, manipulación humana, animales, contaminación de los equipos y vehículos de transporte,

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contaminación cruzada, y procesamiento ineficiente del producto que fracasa en remover niveles substanciales de bacterias.

Los productos envasados en atmósferas modificadas (MAP) son vulnerables desde un punto de vista de la seguridad, debido a que la atmósfera modificada puede inhibir los microorganismos que usualmente causan deterioro y alentar el crecimiento de patógenos. Además, adicionalmente puede incrementar el número de patógenos debido a la extensión de la vida útil (sitio web N°5).

A continuación se dan a conocer los patógenos de interés en frutas y hortalizas mínimamente procesadas.

A) Clostridium botulinum

Las esporas de C.botulinum comúnmente se encuentran en el suelo agrícola y sobre la superficie de frutas y hortalizas. Dada las características de crecimiento de este microorganismo existe preocupación acerca de la seguridad de las frutas y hortalizas envasadas en atmósferas modificadas. Dependiendo del producto envasado AM, el nivel de 02 puede disminuir rápidamente si se produce un abuso en la temperatura y la respiración del producto incrementa, dejando condiciones altamente anaeróbicas ideal para el crecimiento y producción de la toxina (Francis et.al 1999). El peligro es que la toxina botulínica sea formada previo al deterioro del producto, y esto ha sido reportado en repollo picado envasado en atmósfera modificada a temperatura ambiente.

En un estudio llevado a cabo por Larson y otros (1997) sobre lechuga, repollo, brócoli, zanahoria y porotos verde envasados al vacío o en aire, encontraron que la mayoría de los productos sufrían un deterioro visible antes que la producción de toxina era detectable. Ellos determinaron que la probabilidad de que la toxina botulínica sea producida antes del deterioro visible era de menos de 1 en 105 en los alimentos examinados, utilizando ensayos estándar con ratones para la detección de la toxina botulínica.

En un estudio llevado a cabo por Austin J. et al. (1998) con diferentes hortalizas inoculadas con cepas proteolíticas y no proteolíticas de Clostridium botulinum envasadas en atmósferas modificadas, se observó la germinación, crecimiento y producción de la toxina botulínica. Esta fue producida por cepas proteolíticas tipo A y B en cebollas, puré de calabaza, ensalada y hortalizas surtidas. Clostridium botulinum no proteolítico fue capaz de producir neurotoxinas a temperaturas tan bajas como 5°C, mientras que cepas proteolíticas produjeron toxina a temperaturas de 15°C y más altas. La mayoría de las muestras mostraron un deterioro visible antes de la detección de la toxina botulínica, sin embargo en muestras de puré de calabaza y cebolla permanecieron aceptables después de la detección de la toxina. La conclusión de este estudio para disminuir el riesgo de botulismo es almacenar las hortalizas a temperaturas inferiores a 5°C, además se concluyó que un hurdle adicional es la reducción en el pH de las hortalizas resultante del metabolismo de las bacterias propias de las hortalizas. Otro estudio

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reveló que 12 de 88 repollos obtenidos de supermercados contenían esporas de C.botulinum, y que la toxina botulínica puede ser formada en repollo picado cuando éste es envasado en atmósfera conteniendo niveles reducidos de O2 y almacenados a 22-25°C por 4-6 días. La apariencia y el color del repollo almacenado eran aceptables cuando la toxina estaba presente.

Muchos científicos de los alimentos no se dan cuenta de que los alimentos acídicos pueden constituir un riesgo de botulismo. Esta posibilidad es particularmente preocupante en alimentos medianamente acídicos como los tomates. Mundt y Norman (1982) señalaron una situación en la cual los mohos contaminantes de tomates frescos fueron capaces de incrementar el pH del producto hasta un valor tan alto como 8.1. Draughon, Chen y Mund (1988) demostraron más tarde el crecimiento de C.botulinum en tomates frescos. De este modo, la seguridad no debería siempre asumirse sólo porque una fruta u hortaliza se consideren alimentos acídicos (sitio web N°2).

B) Listeria monocytogenes

Aunque la listeriosis se asocia raramente a los productos frescos, existen cubicaciones que informan de brotes de intoxicaciones y de productos contaminados. La primera referencia a un brote importante de listeriosis, que implicó a 41 casos, se encontró en ensalada de col preparada a partir de repollo (Schlech et al., 1983). Estos investigadores eventualmente encontraron que las coles se fertilizaron con estiércol de ovejas procedente de un rebaño con problemas de listeriosis.

La Listeria monocytógenes posee características que no sólo le permite contaminar los alimentos, sino también desarrollarse bien. Estas bacterias se encuentran difundida en el medio ambiente, incluyendo el hábitat de la agricultura (Brackett,1988). Su principal hábitat es el suelo y sobre los tejidos vegetales en putrefacción. Además tanto el hombre como los animales domésticos se comportan como portadores del microorganismo (Lovett,1989). De esta forma existe bastante probabilidad de que los productos frescos se contaminen con Listeria monocytógenes.

La L. monocytogenes puede crecer sobre productos frescos almacenados a temperaturas de refrigeración. Se han reportado crecimiento de L.monocytógenes sobre fruta fresca cortada como también en espárragos, brócoli, ensalada de col y coliflor (sitio web N°4). Berrang, Brackett y Beuchat (1989) encontraron que la L.monocytógenes creció hasta alcanzar recuentos sobre 106 en espárragos, brócolis y coliflores almacenadas a temperatura abusiva de 15°C. De entre ellos, los espárragos fue la única hortaliza que creció de forma apreciable a 5°C. Similares observaciones se han señalado en ensaladas de hortalizas. La L. monocytogenes puede crecer en lechugas picadas y envasadas (Steinbruegge, Maxey y Liewen, 1988) o en lechugas troceadas y envasadas (Brackett y Beuchat, 1990). Sin embargo las generalizaciones sobre el crecimiento de L. monocytogenes no pueden hacerse para todas las ensaladas de hortalizas. Por

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ejemplo en zanahorias frescas picadas no sólo no creció la bacteria sino que actuó como verdadero bactericida para L.monocytógenes (Wiley R, 1997). Las propiedades antimicrobianas son atribuidas a las fitoalexinas presentes naturalmente en zanahorias. La adición de jugo de zanahoria como un antimicrobiano natural en otros productos alimenticios ha tenido un éxito relativo.

Aunque la L. monocytogenes es capaz de crecer en temperaturas de refrigeración, la vida útil corta de estos productos normalmente garantiza que la extensión del crecimiento sea limitada. Sobre varias hortalizas , el incremento en el número de L.monocytógenes es menor a 10 veces después de 6-7 días de almacenamiento a temperaturas de almacenamiento entre 5-7°C y sobre algunos productos (zanahoria rallada y brotes de Bruselas recortadas) el número de células inoculadas de L. monocytogenes viables disminuyó.

Numerosos investigadores han reportado que el envasado en atmósfera modificada (MAP) no parece afectar el crecimiento de L.monocytógenes, mientras la microflora normal es inhibida. Por lo tanto, aunque las frutas y hortalizas MAP pueden permanecer organolépticamente aceptables, L.monocytógenes, puede alcanzar niveles potencialmente peligrosos debido a la inhibición de la flora competitiva y sobre todo de bacterias lácticas y a la larga vida útil de estos productos que permite que este microorganismo disponga de tiempo extra para el crecimiento (sitio web N°5).

Estudios de reto microbiano sobre ensaladas y hortalizas envasadas, como también sobre hortalizas procesadas imitando las condiciones existentes en los autoservicios, demostraron claramente la importancia de la refrigeración en el crecimiento de L. monocytogenes. La población de este microorganismo permaneció constante sobre todas las muestras almacenadas a 4°C, con excepción de la zanahoria en la cual los niveles disminuyeron. A temperatura de almacenamiento de 10°C, la L. monocytogenes creció en todos los productos con la excepción de zanahoria cortada donde la población disminuyó en 2 log. en 9 días (sitio web N°5).

Jacksen et al. (1999), también han reportado la inhibición de L. monocytogenes en zanahorias y además en brotes de Bruselas envasados en MAP (2-3% de O2,2-3% CO2, 94-96% de N2) y almacenados a 7°C. En condiciones de abuso de temperatura (25°C por 1-2 días) seguido por almacenamiento a 4°C o 10°C, ensalada César y mix de ensalada de col soportó el crecimiento de L. monocytogenes inoculada, aunque el incremento fue mayor en la ensalada de col. Jacksen y otros (1999), investigaron el comportamiento de L.monocytogenes y Aeromonas spp. sobre hortalizas mínimamente procesadas envasadas en MAP (2-3% de O2, 2-3% CO2, 94-96% de N2) y en aire, y encontraron que la calidad organoléptica de los productos disminuía notoriamente antes que los niveles de los patógenos alcanzaran niveles significativos, y que el crecimiento de los patógenos fue más influenciado por el tipo de producto que por la atmósfera de envasado. Esto puede deberse a la sensibilidad de los diferentes productos a las

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condiciones del MAP , las cuales pueden acelerar la senescencia y muerte de los tejidos, surtiendo de nutrientes a los patógenos.

Castillejo y otros (2000) estudiaron el crecimiento de L.monocytogenes en espárragos frescos acondicionados almacenados bajo condiciones aeróbicas. La población disminuyó a 2°C y 4°C, sin embargo, a 8°C incrementaron. El desarrollo de una atmósfera modificada con un incremento en los niveles de CO2 (1.63 a15.63% a 8°C,528 h) y una disminución en los niveles de 02 (18.13-10.35% a 8°C, 528 h) no afectaría el crecimiento de L.monocytógenes, y los autores concluyeron que esas condiciones permitirían el crecimiento de L.monocytogenes a niveles peligrosos durante la vida útil del producto. Varios reportes han concluido que sólo la temperatura tiene una influencia significativa sobre el crecimiento de L.monocytógenes, y temperaturas de almacenamiento bajo 4°C son requeridas para mantener la seguridad de los productos (sitio web N°5).

C) Shigella

El género Shigella es de los patógenos entéricos más comunes que se encuentran en frutas y hortalizas (Wiley R.,1997).

El género Shigella está compuesto de 4 especies, Shigella dysenteriae, Shigella boydii, Shigella sonnei y Shigella flexneri: Todas las especies son patógenas para humano en bajas dosis infectivas. La shigellosis, es usualmente transmitida de persona a persona pero también puede ocurrir por consumo de agua y alimentos, incluyendo alimentos tales como frutas y hortalizas que han recibido un tratamiento térmico muy suave o no lo han recibido. Grandes brotes de Shigellosis han sido atribuidos al consumo de hortalizas contaminadas. Por ejemplo un brote importante de gastroenteritis por Shigella sonnei fue atribuido al consumo de lechugas picadas . Todos los restaurantes implicados recibieron el producto desde la misma industria . Una in investigación sugirió que un manipulador de la planta era la fuente de contaminación y que el método de procesamiento permitía la contaminación de la lechuga.

Shigella sonnei puede sobrevivir sobre lechuga a 5°C por 3 días sin disminuir en número, e incrementa en más de 1000 veces su número a 22°C. Shigella puede crecer en repollo y perejil picado almacenado a 24°C. Poblaciones de S.sonnei, S.flexneri y S.dysenteriae inoculadas en la superficie de papayas y sandía en cubos, incrementaron sustancialmente su número en 4-6 h a 22-27°C .

D) Aeromonas hydrophila

Aeromonas spp. pueden ser encontradas sobre una amplia variedad de alimentos, como también en la mayoría de los ambientes acuáticos Similar a L.monocytógenes, A.hydrophila puede crecer a temperaturas de refrigeración, y varios estudios han mostrado que su crecimiento no se ve afectado por bajos niveles de O2 (1.5%) y altos niveles de CO2 hasta 50% (sitio web N°5).

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Callister y Agger (1987) revisaron los productos almacenados en verdulería y encontraron que A.hydrophila estaba virtualmente presente en cada tipo de hortaliza analizada. Los recuentos de bacterias en el momento de la compra oscilaron hasta valores tan altos como 104 células/g. Berrang y colaboradores (1989) determinaron que aunque la vida útil de espárrago, brócoli y coliflor se prolongó a 4°C en MAP (11-18% O2, 3-10%CO2, 97% N2), estas condiciones no afectaban negativamente el crecimiento de A.hydrophila residente e inoculado.

En un estudio de Bennik y colaboradores (1995), determinaron que A.hydrophila incrementó en número desde 104 a 108 o 109 UFC/g dependiendo del periodo de almacenamiento (8-21 días) del producto, y que éste parecía apropiado para su consumo pese a la elevada carga del patógeno. Estos mismos investigadores determinaron que a niveles de CO2 inhibitorios para A.hydrophila (>50%) se producía daño del producto.

En un estudio de Reto Microbiano llevado a cabo por Jacxsen et al. (1999), demostraron que A.hydrophila crecía más rápido que L.monocytógenes sobre hortalizas mínimamente procesadas en aire y MAP, y que la población de ambos microorganismos declinaba en brotes de bruselas (sitio web N°5).

E) Otros patógenos de interés

Otros microorganismos tales como Salmonella, E.coli, virus y parásitos entéricos han sido implicado en brotes (sitio web N°5).

La Salmonella es otro patógeno entérico que puede contaminar las frutas y hortalizas. Las salmonellas al igual que las shigellas pueden sobrevivir pero normalmente no crecen a temperaturas de refrigeración. Las fuentes usuales de contaminación de las frutas y hortalizas son las aguas de riego o agua de lavado, contaminación cruzada a partir de otros alimentos (especialmente carnes, pollo y productos de pesca) o manipuladores infectados.

La E.coli aunque siempre ha sido relacionada sólo con productos animales, es concebible que pudiera contaminar las frutas y hortalizas vía las heces y el agua. En consecuencia los industriales de frutas y hortalizas deberían también tomar conciencia de su existencia y características.

La contaminación de frutas y hortalizas con parásitos y virus puede tomar lugar a través de manipuladores infectados o portadores asintomáticos, agua de riego o lavado contaminada con fecas o por insectos (Wiley R, 1997).

3.5. Métodos de Preservación

La conservación de frutas y hortalizas de la cuarta gama es un proceso especialmente complejo en el que participan las células vegetales dañadas o marchitas y también las células intactas y no dañadas ni lesionadas. En otras palabras, algunas células se encuentran respirando a velocidades normales,

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mientras las células dañadas pueden hacerlo a velocidades muy elevadas y otras células se encuentran virtualmente muertas o inactivas (Rolle y Chism, 1987; cit. por Wiley R, 1997). Los microorganismos tanto patógenos como alterantes, así como los sistemas enzimáticos endógenos encontrados en las frutas y hortalizas debieran ser sensibles al concepto de “obstáculos” o “barreras” (Wiley R, 1997).

Cómo métodos de conservación para prolongar la vida útil de las frutas y hortalizas se pueden utilizar varios de los clásicos procedimientos de conservación de alimentos en general. Así se pueden utilizar en alimentos mínimamente procesados métodos usuales tales como: conservación por frío; conservación por calor; conservación química, que incluye acidificantes, antioxidantes, agentes de firmeza, cloración, sustancias antimicrobianas, y otros productos similares. La conservación de frutas y hortalizas de la cuarta gama también puede realizarse utilizando tecnologías emergentes tales como irradiación, altas presiones y biopreservación, A continuación se exponen los métodos de conservación más utilizados, y los métodos emergentes más promisorios.

3.5.1. Métodos Tradicionales

A) Conservación por refrigeración

Para extender la vida útil de frutas y hortalizas de la cuarta gama es fundamental mantener temperaturas de refrigeración a lo largo de toda la cadena de producción hasta el consumo. Esto se basa en la idea de que las temperaturas de refrigeración lentifican el crecimiento de la mayoría de los microorganismos, son eficaces para reducir la actividad enzimática y tienen un enorme impacto sobre la tasa de respiración (Wiley R., 1997).

Para asegurar la calidad de los productos, es recomendable que las frutas y hortalizas de la cuarta gama sean mantenidas a temperaturas apenas encima de la congelación, seleccionando la temperatura adecuada para el producto específico, evitando el daño por frío en aquellos productos sensibles. Un número significativo de frutas frescas cortadas no son sensibles al daño por frío como la correspondiente fruta intacta antes del procesamiento, como por ejemplo: piña, melón, melón blanco, sandía, durazno, nectarín y mango (Beaulieu J. y Gorny J. 2001).

Las frutas de la cuarta gama deberían ser almacenadas a temperaturas de refrigeración entre 0-5°C y no a las temperaturas recomendadas para la fruta entera, cuando ésta es sustancialmente mayor a 4°C, ya que a esas temperaturas se observa un acelerado deterioro (O’Connor-Shaw R.E. et al., 1994).

B) Conservación por el Calor

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La conservación por calor, tiene gran valor como obstáculo o barrera para reducir los microorganismos e inactivar la actividad enzimática. El principal problema en frutas y hortalizas de la cuarta gama es que el calor origina destrucción del sabor, textura, color y calidad nutritiva de los productos tratados. Existen numerosos estudios que relacionan el tratamiento térmico con la conservación de frutas y hortalizas.

El calor puede reducir los microorganismos que competirán con los patógenos existentes. Lo que significa que los tratamientos térmicos si se usan deben controlarse cuidadosamente y utilizarse escasamente, o no del todo, para mantener la calidad de los productos semejantes a los frescos.

Las enzimas pueden inactivarse a temperaturas altas excepto las muy termoestables como son las peroxidasas. Como se sabe la actividad enzimática se duplica cada 10 °C de incremento de temperatura. La mayoría de las enzimas de interés en frutas y hortalizas de la cuarta gama exhiben una temperatura óptima de actuación en el rango de 30-50°C. Esto significa que tratamientos térmicos cortos en los márgenes inferiores para reducir los microorganismos pueden posiblemente, incrementar la actividad de ciertas enzimas indeseables.

La información de la figura 2 ilustra los problemas para el control de las enzimas alterantes de los tejidos de frutas y hortalizas de la cuarta gama utilizando solamente calor. Los valores D (en segundos) son muy elevados a temperaturas bajas, haciendo difícil inactivar enzimas y retener la calidad del producto como si fuera fresco. La peroxidas, que afecta el sabor y color de muchas frutas y hortalizas, es la que mejor refleja este punto (Wiley R, 1997).

Se han reportado beneficios de algunos tratamientos térmicos sobre el control del pardeamiento. Tratamiento térmico (45°C/105’) de manzanas enteras usadas para preparar manzanas en rodajas, resultó en un producto con menor pardeamiento y más firme después de 8 días de almacenamiento a 2°C, que el producto que no recibió tratamiento térmico (García E. y Barrett D., 2002, wf). La PPO no es una enzima muy estable al calor; la inactivación térmica ocurre a temperaturas superiores a 40°C. La estabilidad a la temperatura de la PPO depende de la fuente. Más aún, la termoestabilidad es también influenciada por la variedad, lugar de crecimiento y pH. Bajas temperaturas de blanqueado pueden ser efectivas en prevenir o controlar la actividad enzimática en productos frescos cortados. El blanqueado de peras (95°C/3’) de peras cortadas en cubos bajo condiciones asépticas resultó en una completa inhibición del pardeamiento enzimático, con una reducción aceptable en la textura (Pittia et al., 1999). Un shock térmico por 90” a 45 °C sobre lechuga cortada iceberg , previene el incremento en la actividad de la enzima liasa fenilalanina amonia (PAL), responsable de la acumulación de sustratos fenólicos, inhibiendo por lo tanto el pardeamiento en lechugas cortadas (Salveit, 2000; cit. por García E. y Barrett D., 2002).

La retención de la firmeza y la inhibición del pardeamiento son medida comunes para determinar la eficacia de los tratamientos térmicos.

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Figura 2: Inactivación térmica de la fracción termoestable de la hidrolasa acil-lipolítica, lipooxigenasa, polifenoloxidasa y peroxidasa de la papa en función de la temperatura (Svensson, 19777; cit. por Wiley, R., 1997).

C) Conservación química / conservadores

Cloro

El cloro es ampliamente usado para sanitizar frutas y hortalizas de la cuarta gama. Sin embargo, su efectividad es limitada con algunos productos, por ejemplo en lechuga picada en la inhibición de L.monocytogenes (Beuchat y Brackett, 1990; cit. por Sapers G. y Simmons G., 1998) o en tomates inoculados con Salmonella montevideo en su eliminación completa (Zhuang et al., 1995; Wei et al., 1995). Además algunos constituyentes del alimento pueden reaccionar con el cloro para formar productos potencialmente tóxicos, además la seguridad del uso de cloro en alimentos o aguas de tratamiento han sido cuestionadas (Sapers G. y Simmons G., 1998).

Los recuentos totales son reducidos marcadamente con concentraciones de cloro libre en el agua de lavado de hasta 50 ppm, sin embargo concentraciones más elevadas (de hasta 200 ppm) no tienen un mayor efecto sobre la contaminación.

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La reducción en el recuento es por lo general de 1 a 2 ciclos logarítmjcos (Nguyen-The y Carlin, 1994; cit. por Bunger A. y Moyano P., 1998).

Se ha reportado que la población total sobre ensaladas de hojas verde, se redujo sustancialmente cuando la concentración de cloro libre en el agua de lavado fue de 50 ppm. Sin embargo, Garg et al, 1990; cit. por Gunez G. et al. 1997, reportaron que el lavado o inmersión del producto en agua con cloro, eliminaba parcialmente los microorganismos. Torriani y Massa; cit. por Gunez G. et al. 1997, reportaron que el cloro no eliminaba los microorganismos aeróbicos, después del lavado del producto con agua con cloro conteniendo 20 mg./l de cloro libre.

En un estudio llevado a cabo por Sinigaglia, M. et al. (1999), se demostró la efectividad del cloro hacia Pseudomonadaceae y Enterobacteriaceae en zanahorias en tiras y lechuga cortada, aumentado su frecuencia con la disminución del cloro libre (Sinigaglia, M., et al., 1999).

La clorinación comúnmente usada para sanitización de frutas y hortalizas de la cuarta gama (no excediendo las 200 ppm de cloro total), puede no ser deseable para todas las frutas de la cuarta gama. El lavado y/o inmersión después del cortado puede tener consecuencias negativas con respecto al incremento en la actividad de agua y a la aparición de sabores indeseables. Los procesadores pueden o no lavar después del cortado aquellos productos que sean poco susceptibles o no lo sean al pardeamiento (Ej. Melón y melón blanco), debido a que rara vez se aplican tratamientos químicos y debido a que la remoción del agua desde la fruta cortada puede resultar dañina. Por otro lado, la inmersión en hipoclorito (pH 6,50 μL/ L) de piezas de melón blanco y melón, previo al envasado en AM (95%N2/5%O2 a 2,2°C) no tenía efecto deletereo y los recuentos microbianos fueron más bajo a lo largo de todo el almacenamiento (Ayhan, 1998; cit. por Beaulieu J. y Gorny J. 2001).

El cloro en los baños de desinfección reduce los recuentos de bacterias aeróbicas mesófilas de acuerdo a una aparente reacción de primer orden (Fig. 3).

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Figura 3: Efecto de la concentración de cloro sobre el recuento de bacterias aeróbicas mesófilas en hojas de lechuga lavada. El pH incrementó desde un 7.3 en agua sin clorar hasta un 9,4 en agua con 300 mg/l de cloro libre.

Peróxido de hidrógeno

El peróxido de hidrógeno es reconocido generalmente como seguro (GRAS) para uso en productos alimenticios como agente de blanqueamiento, agente oxidante y reductor, y agente antimicrobiano. Varias aplicaciones experimentales antimicrobianas han sido descritas: lavado de champiñones (McConne, 1991; Sapers et al., 1995), preservación de ensaladas, hortalizas, berries y melón fresco-cortado (S.apers et al., 1995). El tratamiento de alimentos con H2O2 puede ser con vapor o en solución. El tratamiento de superficies de frutas y hortalizas con vapores de H2O2 previo a la operación del pelado para reducir la carga microbiana es una alternativa al lavado convencional con una solución hipoclorito. El tratamiento de superficies de melón con vapor de H2O2 a una concentración de 3 mg/l de aire por 60 minutos fue efectivo en reducir el recuento microbiano y prevenir el deterioro durante 4 semanas a 2°C sin daños en los melones, resultando más efectivo que el lavado con una solución de 225 ppm de cloro (Sapers G. y Simmons G., 1998).

El uso de peróxido de hidrógeno como una alternativa al cloro para desinfectar frutas y hortalizas cortada parece ser prometedora. Los tratamientos parecen reducir la población microbiana sobre productos frescos-cortados y extender la vida útil sin dejar residuos significantes o causar pérdida de calidad. Sin embargo, se requieren mas datos acerca de la factibilidad técnica y económica del tratamiento (Tabla 1).

Tabla 1 : Extensión de la vida útil de productos frescos-cortados por peróxido de hidrógeno.

N° de días a 4°CProducto Tratamiento Principio del deterioroc

Deterioro Avanzadod

“Zucchini corte cruzadoa Ninguno 7 8

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200 ppm Cl2/2’ 7 85% H2O2/2’ 8 11

Melón en cubosb Ninguno 7 1150 ppm Cl2/2’ 9 115% H2O2/2’ 14 >15

a Tratamiento previo al rebanadob Melón entero sanitizado con 200 ppm de Cl2 antes del cortado; tratamiento después del cortado en cubos, luego enjuagado con agua.c pequeñas colonias como manchas húmedasd Colonia, mohoso, olores extraños, licuación

Agentes de Firmeza

La aplicación de soluciones acuosas de calcio (generalmente inmersión en 1% CaCl2) ayuda a mantener la firmeza de manzana, pera, kiwi y fresa mínimamente procesada. El ablandamiento es el principal factor en la pérdida de calidad de kiwi en rodajas. Sin embargo esas rodajas tenían una vida útil de 9 a 12 días si se trataban con 1% CaCl2 o 2% de lactacto de Ca (Agar et al., 1999; Massantini y Kader, 1995). Melón en cilindros tratados con 1, 2.5 y 5% de CaCl2 por 1 a 5 minutos y almacenados 10 días a 5°C generalmente incrementaban en firmeza (Luna-Guzmán et al., 1999; cit. por Beaulieu J. y Gorny J. 2001).

El lactato de Ca ha mostrado ser tan efectivo como el cloruro de Ca sin impartir sabores amargos en concentraciones altas (Luna-Guzmán y Barrett, 2000; cit. por Beaulieu J. y Gorny J. 2001). La inmersión en 1% de lactato de Ca fue una alternativa efectiva al ascorbato en pera “Barlett” mínimamente procesada almacenada por 1 a 2 días a 20°C, y 1% de lactato de Ca con 2% de ascorbato fue más efectivo (Gorny et al, 1998; cit. por Beaulieu J. y Gorny J. 2001 ).

Agentes antipardeamiento

El defecto de calidad más importante en algunas frutas frescas cortadas y hortalizas es el pardeamiento enzimático (Beaulieu J. y Gorny J. 2001). Varios tipos de componentes químicos son usados en el control del pardeamiento, algunos actúa directamente como inhibidores de PPO, otros entregando condiciones inadecuadas para el desarrollo del pardeamiento, mientras que otros reaccionan con los productos de la reacción de la PPO antes que ellos puedan conducir a la formación de pigmentos oscuros (García E. y Barrett D., 2002). Los compuestos más importantes utilizados para la estabilización de frutas y hortalizas de la cuarta gama, son los agentes reductores y ciertos agentes quelantes GRAS que son capaces de prevenir las reacciones oxidativas en frutas y hortalizas de la cuarta gama (Wiley R, 1997). En el Anexo 2 se muestra una lista de los agentes antipardeamiento más usados en frutas y hortalizas de la cuarta gama y sus características respectivas.

Con las recientes restricciones al uso de sulfitos en frutas y hortalizas, se están investigando sustitutos adecuados a los sulfitos (Wiley R, 1997), el ácido ascórbico, ácido cítrico y algunos aminoácidos conteniendo sulfuro han sido

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usados como alternativas al sulfito para prevenir PE, aunque éstos no son tan efectivos como los sulfitos (Gunes, G. et al., 1997).

Los tratamientos combinados con agentes antipardeamiento en general son más eficaces. Un tratamiento común combina ácido ascórbico (AA) y cloruro de calcio, tal como se presenta en la tabla 2 con dos variedades de manzanas, donde se muestra que el tratamiento más efectivo fue 1% de ácido ascórbico combinado con 0.1% CaCl2.

Tabla 2: Efecto del tratamiento con ácido ascórbico (AA) y cloruro de CaCl2 en la prevención de la decoloración en tajadas de manzanas.Tratamiento Perdida de Reflectancia comparado a las tajadas de manzana

frescaVar. Newton Pippin Var. Golden Delicious

Control-inmersión en agua 62.5 60.50.05% CaCl2 24.8 58.90.1% CaCl2 23.3 51.20.5% AA 57.9 59.20.5% AA + 0.05% CaCl2 26.9 48.00.5% AA + 0.1% CaCl2 24.2 25.61% AA 25.5 45.61% AA + 0.05% CaCl2 20.5 39.21% AA + 0.1% CaCl2 4.2 17.0Fuente: García E. y Barrett D., 2002

3.5.2. Métodos de conservación no convencionales

A) Irradiación

La irradiación ha sido demostrada como muy efectiva en numerosos estudios, en que se observa que dosis menores de 2kGy son generalmente más efectivas que la desinfección química, reduciendo la carga bacteriana en 3 a 4 ciclos logarítmicos (Nguyen-The y Carlin, 1994; cit. por Bunger A. y Moyano P., 1998).

A las dosis de irradiación comercial se pueden observar pérdidas aunque poco importantes de niacina, tiamina, riboflavina y B- caroteno. Por otra parte, el ácido ascórbico pasa a dehidroascórbico, que también tiene efecto de vitamina. Los azúcares irradiados en presencia de O2 pueden dar lugar a azúcares con dos grupos carbonilo. Por ello, Thayer (1990) recomienda una dosis de 0-1 kGy para descontaminación de fruta fresca.

La pasteurización por irradiación reduce significativamente el número de patógenos tales como E.coli, B.cereus, L.monocytogenes, Salmonella, y Staphylococcus aureus (sitio web N°8).

Para destruir por irradiación los principales microorganismos de deterioro en frutas son levaduras y mohos que pueden existir como esporas, se necesitan

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dosis de 1.5-20 kGy, las cuales son dañinas para los tejidos. La irradiación redujo la producción de etileno de todas las tajadas de manzana pre-versus post-climatérico y dosis de irradiación de hasta 2.4 kGy tuvieron el mínimo efecto sobre la tasa de respiración de los tejidos. Sin embargo, el ablandamiento de los tejidos ocurrió en dosis sobre 0.4 kGy (Gunes, et al., 2000; cit. por Beaulieu, J y Gorny, J., 2001 ). Por lo tanto el uso de irradiación para extender la vida útil de fruta fresca cortada tiene sólo beneficios limitados (Beaulieu, J y Gorny, J., 2001).

Hagenmaier R. Y Baker R. (1998), estudiaron la efectividad de la irradiación sobre la población microbiana en zanahoria picada. Los resultados obtenidos utilizando niveles de 0.5 kGy dieron recuentos de 1300 UFC/g después de 9 días de la irradiación, significativamente más bajos que muestras control (sin irradiación) que dieron recuentos de 13.000 UFC/g. Además la irradiación no provocó cambios notables en la acidez, contenido de etanol o textura de zanahorias picadas.

Bajas dosis de irradiación (1.0 kGy) retrasaron el deterioro microbiano en apio cortado en cubos almacenado a 4°C por 3 semanas, sin afectar los atributos sensoriales (Barth, M.M., et al., 2001).

Fan Xueton et al, 2002 estudió la influencia de la irradiación en combinación con inmersión en agua caliente (47°C) por 2 minutos sobre la calidad de lechuga Iceberg fresca cortada. Los resultados obtenidos indicaron que el tratamiento con agua caliente antes de la irradiación a 0.5 y 1.0 kGy tenían menor pardeamiento y mejor apariencia, sin una consistente pérdida en la firmeza, vitamina C, o antioxidante en comparación a las muestras sin previo tratamiento térmico(w. Fan,Según Thayer la pasteurización de alimentos por irradiación significa reducir el numero de microorganismos patógenos tales como: E. coli, B.cereus, L. monocytógenes, Salmonella y S. aureus (Beaulieu, J y Gorny, J., 2001).

B) Bioconservación

La bioconservación utilizando bacterias ácido lácticas (BAL) puede mejorar la seguridad de frutas y hortalizas mínimamente procesadas por inhibición del crecimiento de patógenos. Estudios con hojas de endibia y hortalizas para ensaladas han mostrado que BAL. pueden prevenir el crecimiento de patógenos tales como L.monocytogenes, S. typhimurium, S.aureus. Además en el evento de abusos de temperatura o almacenamiento prolongado, las BAL crecerían y prevendrían el crecimiento de patógenos por inhibición competitiva (Breidt F. y Fleming H., 1997).

El metil jasmonato es un componente volátil presente naturalmente en varias plantas, que tiene actividad como hormona a bajas concentraciones. La aplicación exógena de metil jasmonato es efectiva en reducir el crecimiento de mohos en apio y pimentón mínimamente procesados y puede tener aplicaciones como un fungicida derivado naturalmente (Buta y Moline, 1998; cit. por Beaulieu, J y Gorny, J., 2001).

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3.5.3. Tecnología de los obstáculos

La tecnología de los obstáculos en la conservación de frutas y hortalizas de la cuarta gama se presenta en forma esquemática en la figura 4. En la figura 4 A, la acidez natural o añadida de un producto frutícola hasta un valor pH de 4,6 o inferior reducirá la actividad microbiana e incrementará la eficacia del antioxidante añadido. Cuando se añade un antioxidante como el ácido ascórbico (AA) para inhibir la PPO, puede no tener mucho efecto sobre la población microbiana presente; sin embargo, mientras mayor sea el tiempo que el AA se encuentre en el medio ácido menos pardeamiento se producirá. Finalmente un tratamiento térmico suave se da para reducir las enzimas remanentes y disminuir el número de mohos, levaduras y bacterias presentes. El producto finalmente es envasado y almacenado a temperaturas de refrigeración para inhibir el crecimiento de microorganismos, reacciones químicas o enzimáticas y reducir la tasa de respiración de frutas y hortalizas de la cuarta gama.

En el ejemplo de la figura 4 B, se muestra cómo un producto hortícola puede recibir un tratamiento térmico ligero, acidificación para bajar el pH, tratamiento con un conservador para la reducir actividad microbiana, seguido por el tratamiento con antioxidante para reducir el pardeamiento enzimático y finalmente el almacenamiento refrigerado que actuaría como obstáculo final de conservación. Si un producto envasado se somete a una atmósfera modificada, se podría completar la secuencia con la secuencia de obstáculos. Finalmente en la figura 4C, el producto se somete a irradiación al nivel prescrito, seguido por la adición de un conservador para reducir la actividad microbiana y un tratamiento final para reducir el pardeamiento durante el almacenamiento a temperatura de refrigeración.

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Figura 4: Aplicación del concepto de obstáculos al control de microorganismos y enzimas en frutas y hortalizas de la cuarta gama.

3.6. Envasado Frutas y Hortalizas de la Cuarta Gama

El envasado correcto debe proteger al producto fresco del daño físico y de la abrasión de la superficie motivada por la manipulación. También debe prevenirse la contaminación cruzada durante la distribución. Entre otras posibles funciones del envasado se encuentran que las bolsas o películas de envoltura deben crear un atmósfera modificada óptima para mantener el producto bajo condiciones fisiológicas óptimas.

El desarrollo de AM al interior del envase se debe al proceso de respiración de frutas y hortalizas de la cuarta gama y al crecimiento microbiano. Existen dos modalidades de envasado en AM pasivo y activo (Zagory y Kader, 1988). El envasado en AM pasivo implica colocación de los productos en un envase permeable a los gases, cerrado del envase y a continuación permitir que la propia respiración de los productos origine una reducción de la concentración de O2 y un aumento del CO2 dentro del envase hasta que se alcance un adecuado estado de equilibrio. El envasado en AM activo implica colocación de los productos en un envase permeable a los gases, evacuación del aire del envase y su sustitución mediante una corriente preseleccionada de los gases O2, CO2 y N2, seguido por un cierre rápido del envase. La composición de gases que se utiliza se selecciona para lograr unos niveles óptimos de O2 y CO2 (con un balance de N2) al objeto que disminuya rápidamente la velocidad de la respiración aeróbica de producto (Smith, Ramaswamamy y Simpson, 1990).

Las atmósferas modificadas que mejor mantienen la calidad y vida útil de los productos mínimamente procesados tienen un rango de 02 de 2-8 % y concentraciones de CO2 de 5-15% (sitio web N°5).

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Al sobrepasar los límites tolerados por cada producto (generalmente < 1%) se genera respiración anaeróbica, bajo la cual la vía glicolítica reemplaza al ciclo de Krebs como mayor fuente de energía requerida por la planta. El ácido pirúvico no es oxidado sino descarboxilado, formando acetaldehido y etanol, lo que causa sabores extraños y alteración de los tejidos, además aumenta el riesgo de crecimiento de patógenos anaeróbicos y/o anaerobios facultativos tales como C. botulinum. La mínima concentración de O2 tolerada fluctúa generalmente entre 1-3% y la máxima de CO2 entre 10-20% (Wiley R., 1997; sitio web N°5).

La selección y el diseño del envase para el envasado en AM tienen gran interés ya que se trata de conseguir un equilibrio entre la velocidad de respiración del producto envasado y la permeabilidad de la película. Con ello se pretende obtener y mantener una atmósfera en aceptable equilibrio dentro del envase para que el envasado en AM retarde la maduración / senescencia de los productos y así se incremente su vida útil. El uso de film de polímeros con baja permeabilidad, permite desarrollar un producto estabilizado en una atmósfera modificada, a través de la respiración y disminuir la deshidratación que provoca marchites y pérdida de turgor, junto con fragilidad (Mc Donald y Risse,1990; Schilimme, 1995).

La mantención al interior del envase de una alta HR, mantiene la turgencia de los tejidos de frutas y hortalizas de la cuarta gama si bien puede originar procesos de condensación en la presentación del producto, creando condiciones favorables para el crecimiento de la flora epifítica y fitopatogénica . La excesivas HR también puede provocar la exudación de la savia celular que ocasiona la proliferación de los saprófitos.

La alteración de la atmósfera interna en un envase plástico está controlada por muchos factores tanto dependientes del producto como de las características de la película de envasado, tales como: velocidad de respiración del producto, cantidad (masa) de producto, naturaleza y espesor del polímero, además de la temperatura de envasado y almacenamiento (Wiley R, 1997; Cameron et al., 1995; Schlimme, 1995; cit. por Antoja S.,1998).

La atmósfera creada al interior del envase es clave en la vida útil de zanahorias frescas ralladas. La exudación de potasio (indicador de los cambios de permeabilidad en la membrana celular con la senescencia) es más baja en atmósferas controladas (AC) conteniendo un 10% CO2 y un 10% de O2 que en atmósfera de aire. En el mismo sentido, el catabolismo de la sacarosa , cuya concentración es el principal factor en la calidad del sabor de la zanahoria, es más bajo en atmósferas con el 10, 25 y 40%CO2 y 2% O2, y con el 25%CO2 y 10%O2 que en aire o en ACs con otras composiciones. De esta forma, las AMs conteniendo el 15-20% de CO2 y 5% O2 retardarían la senescencia y la alteración microbiana de las zanahorias ralladas al reducir su actividad fisiológica (Carlin, F. et.al., 1990).

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Los filmes plásticos se usan ampliamente en el envasado de frutas y hortalizas de la cuarta gama y se eligen en función en función de la permeabilidad del film y la respiración de los productos frescos cortados. Con la combinación de ambos factores se logra producir una atmósfera interna estable, dentro del empaque. Los films más usados en el envasado de frutas y hortalizas mínimamente procesadas son el polietileno (PE), usado en todas formas para envases de consumo y el cloruro de polivinilo (PVC), el cual es usado como cobertura en la industria del pre-empacado y para productos que se expanden con “film” adheridos. Films de multicapa, a menudo con etil vinil acetato (EVA), pueden ser manufacturados con diferentes tasas de transmisión de gas (Escalona V., 1997). En el anexo 3 se muestran las características de las películas de envasado que se pueden utilizar en frutas y hortalizas de la cuarta gama.

3.6.1. Envasado por tecnologías emergentes

Dentro de las tecnologías emergentes para envasado se incluye el empleo de envases activos, el cual se puede definir como el sistema alimento-envase-entorno que actúa de forma coordinada para mejorar la salubridad y la calidad del alimento envasado y aumentar su vida útil (Catalá y Gavara, 2001). La novedad que conlleva esta nueva técnica resulta de que su finalidad no va a consistir en disminuir el grado de deterioro dentro del envase, sino a convertir en positivos los cambios que acontezcan durante la vida de "producto envasado". Pasamos de una meta en la inercia total, a la búsqueda de interacciones que nos sean convenientes. Esto significa que el producto mejora mientras está almacenado en su envase. Ello incluye tanto aspectos de calidad como de seguridad alimentaria (Hotchkiss, 2000). Los envases activos se pueden clasificar en envases exclusivamente activos (active or interactive packaging) y envases inteligentes (clever, smart or intelligent packaging). Estas dos categorías aclaran la doble vertiente de los objetivos de este tipo de envasado. Por un lado, como "envases activos" se incluirían los sistemas destinados a controlar los factores responsables de alteración; por ejemplo todos aquellos que implican a agentes antimicrobianos, absorbentes de humedad, de oxígeno o de dióxido de carbono, emisores de etanol, captadores de etileno, etc.. Por otra parte, como "envases inteligentes" se clasificarían aquellos que utilizan bien propiedades bien componentes del alimento o de algún material del envase como indicadores del historial y calidad del producto; se trata fundamentalmente de indicadores de tiempo-temperatura, indicadores de calidad microbiológica, indicadores de oxígeno o dióxido de carbono, etc.(sitio web N°3).

En el sistema de envase activo, el componente activo se puede incorporar en el interior del envase o incluirse en el material de envase. En el primero, el uso de pequeñas bolsas o sobres que contienen el principio activo (sustancias que actúan absorbiendo oxígeno, CO2, humedad, etc.) constituyen el sistema más desarrollado y utilizado hasta la actualidad gracias a la utilización de sobres, bolsitas o etiquetas que contiene el producto activo (Fernández, 2000). En segundo sistema, se están desarrollando materiales para envasado, películas

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sintéticas y comestibles, que contienen el principio activo en su estructura (aditivos, agentes antimicrobianos, enzimas, etc.).

Resulta de gran interés para el caso de frutas y hortalizas frescas el uso de películas o recubrimientos comestibles ya que éstas mejoran la apariencia del producto y su conservación, lo protegen frente a la acción microbiana, frente al oxígeno o humedad del medio que lo rodea, limitan la pérdida de nutrientes, aromas, humedad, así como manteniendo la integridad estructural del alimento durante su comercialización (sitio web N°3). La aplicación de una cobertura de caseinato-monoglicerido acetilado en palitos de apio produjo un incremento significativo en la retención de la humedad, factor crítico en la calidad del apio (García E. y Barrett D., 2002). En el anexo 4 se muestran ejemplos de sistemas de envasado activo aplicable a frutas y hortalizas de la cuarta gama.

3.7. Factores que afectan la Vida Util de Frutas y Hortalizas de la Cuarta Gama

3.7.1. Materia Prima

La selección de la variedad de frutas a ser mínimamente procesadas es uno de los factores más importantes, debido a que las variedades pueden variar significativamente en características tales como textura de la pulpa, color de la cáscara y potencial pardeamiento (Gorny J. et al.,2000).

En un estudio realizado por Gorny, J., et al. (1999), la vida útil varió entre 2 y 12 días entre las 13 variedades de duraznos y 8 variedades de nectarines (Figura 5). Las tajadas de durazno provenientes de las variedades “Cal Red”, “Red Cal” y “Elegant Lady” tuvieron una vida útil más larga (7.4, 7.2 y 6.7 días respectivamente), mientras que las tajadas provenientes de las variedades “Summer Lady y Ryan Sun” tuvieron la vida útil más corta (< 2 días). La vida útil basada en la apariencia visual estuvo limitada por la pérdida de brillo /debido probablemente a la deshidratación localizada en la superficie cortada, y al deterioro de la cavidad donde se encontraba el cuesco. Entre las variedades de nectarines las tajadas provenientes de las variedades “Sparkling Red”, “Arctic Queen” y “Zee Grand” tuvieron una vida útil más larga (12, 8 y 7 días respectivamente), y las tajadas provenientes de la mayoría de las variedades tenían una vida útil de 4-6 días a 0°C y 90-95% HR. Gorny et al. (2000), estudió el efecto de la variedad en la vida útil de tajadas de pera, las tajadas provenientes de la variedad “Bosc” y “Bartlett” tenían una vida útil más larga de 3 y 4 días respectivamente, mientras que las provenientes de las variedades “Anjou” y “Red Anjou” tenían una vida útil menor a 2 días, a una temperatura de almacenamiento de 10°C. La vida útil de las tajadas de peras estuvo cercanamente correlacionada con la incidencia de pardeamiento en la superficie cortada.

El índice de madurez de la fruta que será mínimamente procesada también influye en la vida útil. Gorny et al. (1998) determinaron que una firmeza de 18-31

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N, era el índice de madurez óptimo de duraznos y nectarines para ser mínimamente procesados(Gorny J. et al., 1999). Gorny et al. (2000) concluyeron que el índice de madurez tenía un efecto significativo en la vida útil de peras cortadas en tajadas. Las tajadas provenientes de peras maduras tuvieron la vida útil más corta, alrededor de 2 días a 0°C y las provenientes de peras parcialmente maduras y madurez verde tuvieron una vida útil basada en la calidad visual de 8 días a 0°C (Figura 6).

Figura 5: Diferencias en la vida útil de duraznos y nectarines en tajadas provenientes de diferentes variedades, basado en el número de días en que la calidad permanece comerciable (puntaje sensorial ≥ 5). Todas las variedades fueron maduradas hasta una firmeza de 18-31N, cortadas y mantenidas a 0°C y 90-95 %HR.

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Figura 6: Efecto del índice de madurez (basado en la firmeza en Newton de la pulpa) sobre la vida útil de rodajas de pera “Barlett”, basada en la evaluación de la calidad visual usando una escala hedónica del 1 al 9 y el pardeamiento enzimático de la superficie cortada, como la medida del ángulo del matiza de la pulpa (h) durante el almacenamiento a 0°C y 10°C.

3.7.2. Procesamiento

Cada etapa en el procesamiento de frutas y hortalizas de la cuarta gama puede jugar un rol importante en la vida útil. Las operaciones unitarias que más afectan la vida útil son aquellas que alteran la integridad de los tejidos.

Bolin et al. (1977) señalaron que es más perjudicial para la vida útil el picado que el simple cortado y que las cuchillas para el troceado deberían estar lo más afilada posible (Figura 7 y 8). Los últimos trabajos también han demostrado que el rasgado a mano de la lechuga fue más beneficioso que el realizado mecánicamente.

Los métodos de pelado deben ser lo menos agresivo posible, ya que mientras mayor es daño a los tejidos mayor es el grado de pardeamiento. En la figura 9 se observa como diferentes métodos de pelado de papas resultan en diferencias significativas en el color, siendo mejor el pelado manual con un pelador manual con filo o con un cuchillo afilado. Además se observó ligera diferencia en el color entre el método manual y con lejía. El pelado por abrasión fue el más agresivo, resultando en una vida útil de las papas de tan sólo 5-7 días debido al extensivo daño en los tejidos superficiales de la papa (Gunez G. y Chang y Lee 1997).

La operación de escurrido debe hacerse correctamente ya que las gotas de agua sobre la superficie del producto ocasionan la proliferación microbiana.

La remoción de agua utilizando centrífugas, debe realizarse por un tiempo mínimo ( 5 min.); tiempos mayores tiempo mayores no ofrecen ventajas (Figura 10) (Bolin

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H. y HuxsolL C., 1991). Además un escurrido excesivo, aplasta los tejidos vegetales y aunque alargara la vida útil de productos tales como lechuga provocaría alteraciones bioquímicas indeseables. Sin embargo, Bolin H. y Huxsoll C. (1991), recomiendan que el centrifugado se realice al punto de una ligera deshidratación, para alargar la vida útil de lechuga picada. De acuerdo con Ryall y Lipton (1972) cuando la pérdida de humedad excedió del 5% se produjo una detectable alteración de la textura.

En la tabla 3 se muestra la influencia de las operaciones de proceso sobre el crecimiento de bacterias psicrótrofas y la vida útil predicha de zanahorias en tiras. El proceso I, corresponde al tratamiento del producto con 150 ppm de cloro libre; el proceso II, al tratamiento con una solución conteniendo 100 ppm; el proceso III, al tratamiento con una solución conteniendo 100 ppm de cloro libre y lavado después del cortado con el fin de reducir la concentración activa de cloro; y el proceso IV, corresponde al mismo tratamiento que III, pero se mantuvo el producto 12 horas a temperaturas entre 15-18°C, después del prelavado y remoción de extremos finales.

Tabla 3: Influencia de las operaciones de proceso sobre el de bacterias psicrótrofas y la vida útil predicha de zanahorias en tiras.

Procesoa Kb A μmax λ R2 Tc

I 4.78 8.04 0.5 1.09 0.999 9.29II 4.82 8.21 0.52 0.13 0.992 8.05III 5.02 8.41 0.60 0.67 0.992 7.48IV 5.48 9.04 0.80 0.75 0.999 5.81bparámetros de la ecuación de Gompertz: K, carga inicial microbiana (log CFU/g); A, máxima cantidad de células alcanzada en la fase estacionaria (log CFU/g); μmax, velocidad máxima de crecimiento; λ, fase lag (días); R2, coeficiente de regresión de la ecuación de Gompertz obtenida.c vida útil predicha como el tiempo en días necesario para alcanzar 5*106

La menor vida útil correspondió al tratamiento IV, demostrando la importancia de la temperatura durante el procesamiento. El tratamiento III permitió una menor vida útil que los tratamientos I y II, que no fueron sometidos a lavado después de la inmersión con cloro, la eliminación del cloro libre con el lavado permitió la proliferación y sobrevivencia de coliformes fecales y las bacterias lácticas se inhibieron. Estos resultados enfatizaron el rol fundamental de la concentración de cloro libre.

Debido a que la contaminación microbiana está estrechamente relacionada con la vida útil de frutas y hortalizas de la cuarta gama (Figura 11), las operaciones de limpieza y lavado son fundamentales a objeto de reducir la carga microbiana. Se deben eliminar todas las partes externas de las materias primas fuertemente contaminadas, especialmente aquellas en contacto con el suelo ( Ej. raíces y tubérculos). Después de la operación de cortado, los fragmentos vegetales deberían lavarse completamente, aunque esta operación vaya en detrimento del sabor y aroma. También pude realizarse la desinfección con agua clorada. La

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operación de lavado además elimina los contenidos celulares libres que se liberan durante el cortado, los cuales además de constituir un sustrato ideal para la proliferación de microorganismos, contienen polifenoloxidasas activa y los compuestos fenólicos responsables del pardeamiento. La calidad microbiológica y sensorial del agua de lavado debe ser buena, y su temperatura baja ( menor que 5C). Un lavado cuidadoso, puede extender la vida útil de frutas y hortalizas de la cuarta gama por varios días (Sinigaglia M. et al., 1999).

Además la utilización de métodos de conservación tales como: tratamiento térmico, adición de preservantes químicos (antioxidantes, acidulantes, sustancias antimicrobianas, etc.), bioconservantes e irradiación en frutas y hortalizas de la cuarta gama, tienen un impacto positivo en su vida útil (ver sección 3.5.).

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Figura 7: Efecto del método de corte sobre la vida media de lechuga troceada.(Bolin et al., 1997)

Figura 8: Influencia del método de cortado en la vida útil de lechuga picada.(Bolin et al., 1997)

Figura 11: Efecto del recuento microbiano inicial sobre la estabilidad durante el almacenamiento de lechuga troceada.(Bolin et al., 1997).3.7.3. Envasado

Después de la disminución de la temperatura de los productos, el envasado en atmósfera modificadas (AM) (junto con la o el almacenamiento en atmósfera controlada) se considera que es segundo método más eficaz para prolongar la vida útil de los productos frescos y procesados mínimamente. De acuerdo con O’Beirne (1990), la disminución de la temperatura de los productos reduce la respiración por un factor de 2-3 (Q10=2-3) y el uso de un envasado apropiado en AM puede producir una reducción adicional en la velocidad de respiración tan grande como de 4 veces. Sin embargo, se reconoce que el envasado en AM no es

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Figura 9: Efecto del método de pelado en combinación con tratamientos antioxidantes en el color de papas envasadas en AM.(Gunes G. y Chang Lee, 1997)

Figura 10: Efecto del tiempo de centrifugación a 500 rpm sobre la pérdida de peso lechuga cortada lavada.(Bolin H. y Huxsoll C., 1991)

un mecanismo de sustitución del propio control de la temperatura (Hotchkiss, 1988).

La AM al interior del envase puede ayudar a extender la vida útil de frutas y hortalizas de la cuarta gama, ya que concentraciones menores de O2 y mayores de CO2 que los niveles atmosféricos disminuyen la velocidad de respiración y retardan la senescencia (Bolin y Huxsoll, 1991; Herregods, 1992; Chrurch, 1994; Keteleer y Toback, 1994), siempre que los niveles estén dentro del los límites tolerados para cada producto (Shewfelt, 1986). Además, hay una menor producción de etileno y una menor sensibilidad al etileno por parte de la fruta, lo que retarda la senescencia (Kader, 1986; Kader et al., 1989). La modificación de la atmósfera también influye en la composición de la flora microbiana, aumentando la fase de latencia del desarrollo microbiano e incrementando el tiempo de generación de microorganismos alteradores y patógenos (Wiley R, 1997, Ronk et al., 1989). Además inhiben reacciones enzimáticas como pardeamiento y destrucción de lípidos, debido a la baja disponibilidad de O2 (Pantojas M., 1998).

La vida útil adicional conseguida a través del uso de AM o AC depende de factores tales como variedad, edad fisiológica, calidad, grado de procesamiento, condiciones de almacenamiento y carga microbiana de las frutas y hortalizas ( Brecht, 1980; Harvey, 1978; Kader et al.; Wills et al., 1989).

La selección del film de envasado adecuado es clave en la vida útil de frutas y hortalizas de la cuarta gama. Escalona (1997), empleó tres envases de plástico de distinto material (capas basadas en etil vinil acetato) para cebollas, zanahorias y lechugas MP. Que se diferenciaban por la permeabilidad frente al CO2 y O2

(tabla 4).

Tabla 4 : Valores de transmisión de CO2 y O2 (ml m-2d-1)Bolsa CO2 O2

BB4 60-160 3-6 ( 1 atm, 5°C)PD961 19.000-22.000 ( 1 atm, 23°C) 6.000-8.0000 ( 1 atm, 23°C)BE Muy alta 4.000Fuente: Cryovac, 1998

En cebollas, el mejor resultado se logró al utilizar la bolsa BB4, conservándose por un tiempo de 14 días de almacenaje; por otro lado las zanahorias envasadas en bolsas BE, mostraron una buena aceptabilidad hasta los 14 días de almacenamiento, en cambio las bolsas BB4 con baja permeabilidad a la difusión de CO2, fueron menos recomendables para zanahorias rebanadas, debido al aumento de presión observado en el interior de las bolsas y finalmente, las bolsas PD961 que concentran 5-6% de CO2 y 2-3% de O2 permitieron la conservación de lechugas picadas por un periodo de 7 días.

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En lechugas cv. Salinas, picadas y envasadas, la mejor calidad se encontró en los films de polipropileno de baja densidad con una concentración de gases de 9% CO2 y 11% O2 almacenadas a 1°C por 2 semanas (Mc Donald y Risse,1990: cit.por Pantoja O.,1998).La vida útil de la mayoría de las hortalizas mínimamente procesadas envasadas en AM finaliza cuando el recuento microbiano alcanza 107-108 microorganismo por gramo (O’Beirne, 1990; cit. por Kwang Soo Lee et al., 1996).

3.7.4. Condiciones de almacenamiento

Debido a que la temperatura es el principal factor en la vida útil de las frutas y hortalizas de la cuarta gama, a continuación se expondrá el efecto de la temperatura en su conservación. (En el anexo 5 se indican las condiciones de almacenamiento en atmósfera modificada y controlada recomendadas para diferentes frutas y hortalizas de la cuarta gama).

Efecto de Temperatura en la Vida Util de Frutas y Hortalizas de la Cuarta Gama

En las frutas y hortalizas de la cuarta gama la cadena del frío debe comenzar tan pronto como sea posible después de la recolección. Así el preenfriamiento precoz de la materia prima prolonga la vida útil de los productos mínimamente procesados. El impacto de las magulladuras y agrietamientos (heridas) pueden ser reducidos por enfriamiento de producto antes del procesamiento. Un control estricto de la temperatura después del procesamiento es también crítico para reducir actividad metabólica inducida por el tejido herido (sitio web N°5).

El descenso de la temperatura disminuye la respiración y retrasa la senescencia. Existe una relación lineal entre el logaritmo de la velocidad de consumo de O2 y la temperatura. En la figura 12 se muestra la velocidad de respiración de endibias troceadas en función de la temperatura. El efecto de un incremento de 10°C de temperatura sobre la velocidad de respiración Q10, es de un valor medio de 2 para la mayoría de las frutas y hortalizas, si bien puede oscilar entre 1 y 5. El incremento en el grado de respiración varía con el producto (Watada et al., 1996). En el anexo 6 se muestran las tasas de respiración a diferentes temperaturas para frutas y hortalizas de la cuarta gama.

El mantenimiento de una temperatura estable y baja es la clave del éxito de las frutas y hortalizas de la cuarta gama envasadas. Cuando la temperatura de almacenamiento se incrementa hasta 10°C, se alcanza pronto el estado uniforme y cambiará mucho la composición gaseosa dentro del envase (Figura 13).

La velocidad de las reacciones catalizadas por las enzimas está controlada en gran medida por la temperatura. En la figura 14 se muestran las cinéticas de la pérdida de firmeza de rodajas de kiwi en función de la temperatura. El descenso de la temperatura también reduce la degradación del color en tejidos vegetales

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lesionados a consecuencia de reducirse las actividades de la tirosinasa y la o- difenoloxidasas.

En un estudio realizado por Bolin, H. et al., (1977), la temperatura fue el factor más importante en la vida útil de lechuga picada. Lechugas almacenadas a 5°C o 10°C, tenían una vida útil significativamente más corta que muestras de lechuga almacenadas a 2°C. La lechuga almacenada a 2°C, permaneció comerciable por alrededor de 26 días, en comparación con las muestras almacenadas a 10°C que tuvieron una vida útil de 10 días (Figura 15). Las lechugas cortadas se oscurecen durante el almacenamiento, siendo mayor el oscurecimiento mientras mayor es la temperatura. La decoloración se acompaña de una pérdida visual de la pigmentación verde y un cambio positivo del valor Gardner (Figura 16).

El descenso de la temperatura también reduce la proliferación microbiana en frutas y hortalizas de la cuarta gama. Aunque se observe una correcta cadena de frío, los microorganismos psicrótrofos podrían crecer lentamente e incluso producir la alteración con la consiguiente reducción de la vida útil de los productos (Manvell y Ackland, 1986). En la Figura 17 se muestra que las bacterias lácticas crecen a temperatura superiores a 2°C en endibias troceadas envasadas en polipropileno (40um) y a 6-10°C se desarrollan más rápidamente que la flora total.

Ya que la disminución de la temperatura retarda significativamente la alteración por microorganismos, el almacenamiento a 4°C o menos hace que esta alteración no sea el factor limitante de la vida útil si se toman las debidas precauciones higiénicas (Nguyen-The y Carlin, 1994; cit. por Bunger A. y Moyano P., 1998).

La temperatura también tiene efecto en la atmósfera generada interior del envase. Así a bajas temperaturas (alrededor de 2°C) la actividad fisiológica y el crecimiento microbiano se reducen lo suficiente como para retrasar el desarrollo de la podredumbre, incluso con las películas menos permeables. Por el contrario a temperaturas de almacenamiento de 10°C, está justificada la utilización de películas altamente permeables, para retrasar la alteración (Wiley, 1997).

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Figura 13: Efecto de la temperatura sobre el cambio de la atmósfera dentro de paquetes de polipropileno, conteniendo endibias troceadas, frente a la duración del almacenamiento.

Figura 12: Efecto de la temperatura sobre el incremento en el consumo de O2 de endibias troceadas expuestas al aire.

Figura 14: Logaritmo de la pérdida de firmeza en rodajas de kiwi en bolsas herméticas “clarylene” en función del tiempo de almacenamiento.

Figura 15: Efecto de la temperatura de almacenamiento sobre la estabilidad del almacenamiento de lechuga picada fino, evaluación sensorial.

Figura 16: Efecto de la temperatura de almacenamiento sobre la pérdida de color verde en lechuga picada.

Figura 17: Cambios en la flora total y en las bacterias ácido lácticas en endibias troceadas en bolsa de polipropileno en aire (o-o) o aire+ 20%CO2 (●-●) en función de la duración del almacenamiento a 2,6 y 10°C.

Figura 16:Efecto de la temperatura de almacenamiento sobre la pérdida del color verde en lechugas troceadas.

Figura 17: Cambio en la flora total y en las bacterias ácido lácticas en endibias troceadas en bolsas de polipropileno con aire (o-o) o aire + 20%CO2 (●-●) en función de la duración del almacenamiento a 2, 6 y 10°C.

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III. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

La vida útil de las frutas y hortalizas de la cuarta gama dependen de una serie de factores (materia prima, procesamiento, envasado y condiciones de almacenamiento); por lo tanto se debe estimar la vida útil para cada caso particular, y no realizar generalizaciones.

La temperatura es el principal factor que influye en la vida útil de las frutas y hortalizas de la cuarta gama. Por lo tanto, para extender la vida útil de estos productos es fundamental el preenfriamiento lo más rápido posible luego de la recolección (en un tiempo inferior a 24 horas) y mantener temperaturas de refrigeración entre 0-5°C a lo largo de toda la cadena de producción hasta el consumo. Debido al potencial riesgo de romper la cadena de frío durante el intervalo de tiempo después de la conservación y el envasado (distribución, transporte, almacenamiento, venta al por mayor y al detalle antes del consumo final) se recomienda utilizar indicadores tiempo-temperatura (TTI) para el control de la temperatura de las frutas y hortalizas de la cuarta gama.

El envasado es el segundo factor en importancia que influye en la vida útil de frutas y hortalizas de la cuarta gama. Las películas de envasado deben presentar una permeabilidad a los gases y vapor de agua que limiten la pérdida de humedad, retarden el establecimiento de la senescencia, y además controlen la concentración de gases y vapor de agua dentro del envase, evitando que se creen condiciones anaeróbicas que generan olores y sabores desagradables producto de la fermentación.

Debido a que las frutas y hortalizas de la cuarta gama son vulnerables desde el punto de vista de la seguridad, el control de la temperatura es fundamental para garantizar la inocuidad de estos productos.

Los procedimientos de lavado y desinfección son más bien inefectivos en reducir la carga microbiana. Por lo tanto es fundamental utilizar materias primas con bajos recuentos totales (materia prima certificada) e implementar programas como el HACCP para minimizar los peligros microbiológicos.

La irradiación es un método de conservación factible de utilizar en algunas frutas y hortalizas de la cuarta gama y que ha resultado eficaz en reducir las cargas microbianas y eliminar patógenos en hortalizas como zanahorias y apio. Si bien la aplicación de esta técnica incrementaría los precios del producto final (debido a su costo), éste podría ser destinado a un segmento de la población sensible a productos con elevadas cargas microbianas como son los “YOPI’s” .

Para obtener frutas y hortalizas de la cuarta gama de buena calidad y mayor vida útil se recomienda además:

1. Seleccionar la variedad de fruta u hortaliza apropiada para el procesamiento mínimo (textura de la pulpa adecuada, bajo contenido de

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componentes fenólicos y actividad PPO, etc.) y con el índice de madurez adecuado.

2. Implementación de Buenas Prácticas Agrícolas (GAP) y condiciones higiénicas durante la cosecha, con el fin de obtener una materia prima de buena calidad higiénica-sanitaria.

3. Implementación de Programas de Buenas Prácticas de Manufactura e Higiene.

4. Implementación del sistema HACCP a lo largo de toda la línea de producción, con el fin de reducir o eliminar la probabilidad de presentación de peligros físicos (ej. golpes), químicos y microbiológicos.

5. Minimizar las lesiones producidas por el pelado y cortado, utilizando métodos no agresivos, como pelado manual con cuchillo afilado, pelado con lejía, rotura manual de tejidos cuando sea posible.

6. Lavar completamente las frutas y hortalizas (con algunas excepciones donde el lavado va en detrimento de la calidad, ej. champiñones, frutilla) principalmente aquellas susceptibles al pardeamiento después del cortado, para reducir la carga microbiana y remover los líquidos celulares ricos en nutrientes, enzimas activas y sustratos fenólicos.

7. Utilizar agua para el lavado de buena calidad (sensorial, microbiológica, pH).

8. Determinar las condiciones óptimas de escurrido para eliminar la humedad.

9. Centrifugar hasta el punto de una ligera desecación, cuando sea posible.

10. Identificar la atmósfera óptima para cada producto y seleccionar el envase más apropiado.

Por último se recomienda generar programas computacionales para modelar, simular (bajo diferentes condiciones ej: temperatura, permeabilidad del envase, recuento inicial de microorganismos, relación superficie/volumen del producto, etc.) y optimizar la vida útil de diferentes frutas y hortalizas de la cuarta gama.

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