SELECCIÓN DE
TRATAMIENTOS TÉRMICOS
Basada en la aplicación del tratamiento
térmico más benigno que garantice la
seguridad de los alimentos (libres de
patógenos y toxinas) y que extienda su vida de
almacenamiento.
Dra. Lourdes Yañez
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CONSIDERACIONES EN LA SELECCIÓN DE
TRATAMIENTOS
TÉRMICOS
• Combinación de tiempo-temperatura
requeridas para la inactivación de la mayoría de
los patógenos resistentes al calor y
descomposición de un alimento particular.
• Características de la penetración de calor en un
alimento particular, incluyendo a la lata o
contenedor de elección si será empacado.
Dra. Lourdes Yañez
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OBJETIVO
• Proporcionar el tratamiento térmico que
asegure que la partícula de alimento más lejana
de la fuente de calor en un lote o dentro de un
contenedor recibirá suficiente calor, por el
tiempo suficiente para inactivar al patógeno
más resistente y a los organismos o enzimas
responsables del deterioro para alcanzar la
esterilidad comercial.
Dra. Lourdes Yañez
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RESISTENCIA DE LOS MICROORGANISMOS
AL CALOR
• El patógeno más resistente al calor encontrado
en los alimentos y bajo condicioens anaerobias
es Clostridium botulinum.
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OTRAS BACTERIAS NO PATÓGENAS PERO
DETERIORATIVAS
FORMADORAS DE ESPORAS
• Bacillus stearothermophilus (FS 1518)
• Anaerobio putrefactor 3679
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CURVAS DE MUERTE TÉRMICA (TDC)
• Se mata a las bacterias mediante calor a una
velocidad casi proporcional al número presente
en el sistema que se está calentando = MUERTE
DE ÓRDEN LOGARÍTMICO
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MUERTE DE
ÓRDEN LOGARÍTMICO
• Bajo condiciones térmicas constantes el mismo
porcentaje de población bacteriana se destruirá
en un intervalo de tiempo determinado, sin
tomar en cuenta el tamaño de la población
sobreviviente.
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MUERTE DE
ÓRDEN LOGARÍTMICO
• Si una temperatura dada mata al 90% de la
población durante el primer minuto de
calentamiento, se matará al 90% de la población
restante en el segundo minuto , 90% de la que
resta se eliminará en el tercer minuto, etc.
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MUERTE DE
ÓRDEN LOGARÍTMICO
• Este principio también se aplica a esporas
bacterianas, aunque la pendiente de la curva
puede ser diferente a la de las células
vegetativas, ya que las esporas son más
resistentes que éstas.
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TIEMPO DE REDUCCIÓN DECIMAL
VALOR “D”
• El tiempo en minutos a una temperatura
específica requerido para destruir el 90% de
los organismos de una población. El valor “D”
disminuye a la población sobreviviente en lo
equivalente a un ciclo logarítmico.
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CURVA TDC
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EJEMPLO
• Si una cantidad de alimento en una lata
contuviera un millón de organismos y
recibiera una cantidad de calor equivalente a
4 valores “D” contendría todavía 100
organismos sobrevivientes.
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EJEMPLO
• Si hubiese 100 latas como esas en un
autoclave inicilamente y ésta proporcionara
calor equivalente a 7 valores “D” se esperaría
que las 100 latas con una población inicial
total de 100 millones de bacterias contendría
todavía 10 organismos sobrevivientes.
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RESULTADO
• Estadísticamente estas 10 bacterias estarían
distribuidas entre las latas pero como no puede
haber 0.1 organismo por lata entonces 10 latas
tendrían probablemente UNA bacteria que
podría descomponer al alimento, mientras 90
latas serían estériles.
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CURVA DE TIEMPO DE MUERTE TÉRMICA
• Se elaboran para un organismo particular, en un
medio o alimento específico para proporcionar
datos sobre los tiempos de destrucción para una
población definida de ese organismo a
diferentes temperaturas.
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VALOR “z”
• El número de grados requeridos por una curva
de tiempo de muerte térmica específica para
pasar por un ciclo logarítmico (cambio en
factor de 10). Es también el índice de la
pendiente negativa de la curva de tiempo de
muerte térmica.
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SIGNIFICADO DEL
VALOR “z”
• Caracteriza a la resistencia de las poblaciones a
los cambios de temperatura.
• Un organismo dado tendrá diferentes valores
“z” en diferentes alimentos.
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VALOR “F”
• El número de minutos a una temperatura
específica requeridos para destruir un número
específico de organismos con un valor z
específico.
• Es una medida de la capacidad de
esterilización de un tratamiento térmico.
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VALOR “F” DE REFERENCIA:
Fo
• Es el número de minutos a 121°C requeridos
para destruir un número específico de
organismos cuyo valor z es de 10°C.
• Se conoce también a Fo como el “valor de
esterilización” del tratamiento térmico.
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IMPLICACIONES DEL VALOR
F0
• Diversas magnitudes de calentamiento
proporcionan diferentes valores F0.
• Los requerimientos de F0 de diversos
alimentos difieren y son una medida de la
facilidad o dificultad con la que estos
alimentos pueden esterilizarse con calor.
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FACTORES QUE AFECTAN A LAS
CARACTERÍSTICAS DE LA CURVA DE
TIEMPO DE MUERTE TÉRMICA
• Composición del alimento al que se le aplica el
tratamiento térmico.
• El ácido aumenta el poder eliminador del calor.
• Otros componentes de los alimentos protegerán
a los organismos contra el calor.
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COMPONENTES DE LOS ALIMENTOS
PROTECTORES CONTRA EL CALOR
• Azúcar, Almidón y Proteínas.- En altas
concentraciones protegen a las esporas
bacterianas. La fruta en almíbar requiere de
mayor calentamiento que la materia prima.
• Grasas y Aceites.- Interfieren con la penetración
del calor húmedo y protegen a los
microorganismos y sus esporas.
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GRASAS
• Son pobres conductoras de calor. Hacen más
ineficiente al sistema.
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MECANISMO DE PROTECCIÓN DE LAS
GRASAS
• La humedad es un conductor de calor muy efectivo y
letal que penetra a las células de los microorganismos y
sus esporas, por lo que el calor húmedo es más
eficiente que el calor seco.
• Los microorganismos quedan atrapados en los glóbulos
de grasa. La humedad es menos eficiente para
penetrarlos ya que se convierte más en calor seco.
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MECANISMO DE PROTECCIÓN DE LAS
GRASAS
• En la misma lata o masa de alimento los
organismos presentes en la fase líquida
pueden morir más pronto mientras que se
requiere más calentamiento para la
inactivación de la flora de la fase oleosa, lo
cual hace más difícil la esterilización de
pescados y carnes.
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COMBINACIÓN
GRASAS-AZÚCAR
• En los helados de crema la mezcla debe ser
pasteurizada a una temperatura más alta o por
un tiempo mayor que la leche para alcanzar una
destrucción bacteriana adecuada.
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ALMIDÓN
• Afecta a la consistencia del alimento y a su curva
de calentamiento. Puede cambiarla de
covección a conducción.
• Retrasa la velocidad de penetración del calor del
punto frío de la lata o de la masa de alimento, lo
cual protege a los microorganismos.
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TIPOS DE ALMIDÓN
• Los almidones comúnes se engruesan durante el
calentamiento, por lo que los alimentos
requieren mayores tiempos de tratamiento
térmico.
• Actualmente se han desarrollado almidones que
se engruesan después del tratamiento térmico,
mientras se enfrían (ejemplo: chow mein).
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LETALIDAD TOTAL DEL
PROCESO
• Representa la suma de los efectos letales de los
cambios de temperatura en el tiempo durante la
operación total del autoclave
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UNIDAD DE LETALIDAD
• Para los cálculos del proceso se define como el
calor de eliminación equivalente a UN minuto a
121°C contra un organismo con un valor z dado.
TODOS los tratamientos térmicos igualmente
destructivos proporcionan una unidad de
letalidad.
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UNIDAD DE LETALIDAD
• Además: Las fracciones de UN minuto a 121°C o
sus equivalentes, representan fracciones
correspondientes de una unidad de letalidad.
Estas fracciones se conocen como “velocidades
letales”.
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DETERMINACIÓN DEL TIEMPO DE
PROCESAMIENTO Y LA LETALIDAD
DEL PROCESO
• Se puede calcular la velocidad letal de cualquier
temperatura alcanzada en el punto frío de una lata
sometida al autoclave, para cualquier organismo
“blanco” a partir de la fórmula:
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FÓRMULA PARA CALCULAR LA
VELOCIDAD LETAL
• Velocidad letal = antilog[(T – 121)/z]
En donde:
T y z están en grados Celsius
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PROCEDIMIENTO PARA LA DETERMINACIÓN DEL
TIEMPO DE PROCESAMIENTO Y LA LETALIDAD DEL
PROCESO
• Las velocidades letales correspondientes a
temperaturas sucesivas tomadas de las curvas
de penetración de calor y enfriamiento del
proceso del autoclave se integran para
determinar la letalidad total del proceso o su
valor de esterilización (F0).
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DETERMINACIÓN DEL TIEMPO DE
PROCESAMIENTO Y LA LETALIDAD DEL
PROCESO
• Se grafican las velocidades letales contra el
tiempo correspondiente a las curvas de
calentamiento y enfriamiento respectivamente.
El área total resultante bajo esta curva de
velocidad letal, dividida por el área
correspondiente a una unidad de letalidad
proporciona la totalidad letal o F0.
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CURVA DE VELOCIDAD LETAL
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APLICACIÓN DEL PROCEDIMIENTO
• El tiempo de calentamiento y penetración de
calor variarán entre las diversas autoclaves,
tamaños y formas diferentes de las latas o
botellas, composición diversa de los alimentos,
por lo tanto el tratamiento térmico requerido
variará según el caso específico.
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USO DEL PROCEDIMIENTO EN
LA INDUSTRIA DEL PROCESAMIENTO
ACTUAL
• Los cálculos se llevan a cabo por computadora,
la cual controla los procesos en el autoclave en
aquéllas plantas procesadoras altamente
equipadas.
•
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DATOS QUE SIEMPRE DEBERÁN
CONOCERSE
• Datos de la curva letal bacteriana.
• Propiedades de penetración de calor del
alimento.
• Ciertas características del autoclave.
• Se asegura un proceso térmico óptimo.
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ELABORACIÓN DE
TABLAS DE TIEMPOS DE
TRATAMIENTO TÉRMICO
• Con la experiencia se han elaborado tablas de
tratamiento térmico para alimentos muy conocidos
en latas de tamaños convencionales.
• Sin embargo, debe tenerse especial cuidado con
productos o materiales novedosos en los que se
debe elaborar los cálculos vistos.
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TIEMPO DE PROCESAMIENTO PARA VEGETALES
EN LATAS 307X409 Y FRASCOS DE VIDRIO DEL
No. 303
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ESTUDIOS DE INOCULACIÓN
DE EMPAQUES
• Se utilizan fórmulas basadas en curvas de
muerte térmica, velocidades de penetración de
calor, propiedades de autoclaves específicas
para lograr una aproximación al tratamiento
térmico más seguro, sin embargo, los resultados
se confirman con los estudios de inoculación de
empaques.
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INOCULACIÓN DE EMPAQUES
• Se inocula una población substancial del organismo
resistente al calor, deteriorador de alimentos bajo
estudio en latas de alimento.
• Las latas inoculadas se procesan en el autoclave a
diferentes tiempos según fórmulas en alimentos
parecidos.
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EJEMPLO
• Si las fórmulas conocidas indican para ese
organismo un intervalo de tiempo de 60 minutos
las latas bajo estudio serán procesadas en un
gradiente de: 50, 55, 60, 65 y 70 minutos.
• En seguida se almacenan las latas a una
temperatura que les es favorable a los organismos
y/o sus esporas para desarrollarse.
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EJEMPLO
• Se examinan las latas periódicamente para
buscar evidencia de desarrollo del
microorganismo y deterioro del alimento, como
abombamiento del envase por producción de
gas.
• Las latas no abombadas también se examinan
bacteriológicamente.
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EJEMPLO
• Se seleccionará como efectivo aquel tratamiento
térmico que produzca consistentemente la
esterilidad comercial para su utilización en el
procesamiento del paquete de alimento bajo
estudio.
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DIFERENTES COMBINACIONES
DE TIEMPO-TEMPERATURA
• Es la base de varias de las técnicas más avanzadas y
metodologías del procesamiento térmico.
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IMPLICACIONES DE LA
COMBINACIÓN
TIEMPO-TEMPERATURA
• Mientras más alta sea la temperatura se
requerirá menor tiempo para la destrucción
bacteriana.
• Este principio es cierto para todo tipo de
microorganismos y sus esporas.
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IMPLICACIONES DE LA
COMBINACIÓN
TIEMPO-TEMPERATURA
• Por otro lado los alimentos no son igualmente
resistentes a estas combinaciones. El factor más
importante es el daño a la textura, el color, el
sabor y el valor nutritivo de los alimentos, los
cuales tienen qué ver más con el tiempo que
con la temperatura.
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IMPLICACIONES DE LA
COMBINACIÓN
TIEMPO-TEMPERATURA
• La diferencia en sensibilidad al tiempo y la
temperatura entre microorganismos y diversos
alimentos es un fenómeno general que aplica en
jugos, leche, carne y, en general, en otros
materiales alimenticios sensibles al calor.
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IMPLICACIONES DE LA
COMBINACIÓN
TIEMPO-TEMPERATURA
• La sensibilidad relativa mayor de los
microorganismos que de los ingredientes de los
alimentos a las altas temperaturas se puede
definir cuantitativamente en términos de
coeficientes de temperatura para su
destrucción.
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COEFICIENTES DE TEMPERATURA
• Mientras cada aumento de 10°C en la
temperatura duplica aproximadamente la
velocidad de las reacciones químicas
contribuyendo así al deterioro del alimento,
cada aumento de 10°C por arriba de la
máxima temperatura para el crecimiento,
produce aproximadamente un aumento de 10
veces en la velocidad de destrucción
microbiana.
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IMPLICACIONES DE LOS
COEFICIENTES DE TEMPERATURA
• Mayores temperaturas permiten el uso de
tiempos de tratamiento térmico más cortos
para la destrucción bacteriana y los tiempos
cortos favorecen la retención de la calidad de
los alimentos, por lo que los tratamientos
térmicos a altas temperaturas por tiempos
cortos se utilizan más que las bajas
temperaturas por tiempos largos en alimentos
sensibles al calor siempre que es posible.
Dra. Lourdes Yañez
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EJEMPLO
• Al pasteurizar ciertos jugos ácidos la industria
usaba al principio tratamientos de cerca de
63°C por 30 minutos.
Ahora se utiliza la pasteurización “flash”
(rápida) de 88°C por 1 minuto, 100°C por 12
segundos ó 121°C por 2 segundos, ésta
última es ya una práctica común.
Dra. Lourdes Yañez
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EJEMPLO
• Mientras la destrucción bacteriana es
aproximadamente casi equivalente, el tratamiento de
121°C por 2 segundos proporciona el jugo de mejor
calidad con respecto a su sabor y retención de
vitaminas.
• Sin embargo, estos tratamientos necesitan equipo
especial, difícil de diseñar y generalmente más caro
que el que se necesita para el procesamiento a 63°C.
Dra. Lourdes Yañez
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