obtención de purés de frutos con alto valor funcional mediante tecnologías innovadoras de...

"Obtención de purés de frutos con alto valor

funcional mediante tecnologías innovadoras

de procesado: Optimización de los

parámetros de procesado mediante Altas Presiones Hidrostáticas"

Jesús García ParraCICYTEX

(Centro de Investigación Científica y Tecnológica de Extremadura)Avda. Adolfo Suárez s/n. 06071. Badajoz.

FEVAL (Don Benito), 30-Enero-2014

Nuevas tecnologías de procesado de alimentos

Pulsos eléctricosAltas presiones hidrostáticas

Formacion de poros en la membrana celular debidoa la exposición a un campo eléctrico externo


“Pasteurización en frío”

TECNOLOGÍA DE CONSERVACIÓN DE ALIMENTOS

Los alimentos ya envasados se exponen a presiones isostáticastrasmitidas por el agua, SIN SOMETER EL PRODUCTO A TEMPERATURASMUY ELEVADAS


La presión aplicada a los alimentos es:

– Isostática, en todas direcciones a la vez

– Uniforme

– Casi instantánea

– Independiente de forma y tamaño del envase

Ésta tecnología se basa en someter a un producto a elevados niveles depresión hidrostática (300-600 MPa) de forma continua durante un ciertotiempo (varios minutos).


Tecnología novedosa

Desconocida

En constante auge

Alternativa


1895-99 (EE.UU.) - Primeros estudios:H. Royer (bacterias), Bert H. Hite (leche, carne,vegetales).

1990 (Japón) - Primeros productoscomerciales:Meidi-ya (mermeladas, jaleas de frutasy salsas vegetales).

1998 (España) - Primer producto cárnico comercial:

Espuña (primer jamón cocido loncheado tratado por altaspresiones).


NUMERO DE EQUIPOS E INDUSTRIAS QUE EMPLEAN APH

Fuente: Hiperbaric

1 2 3 5 7 7 7 7 9 1119

2837

49

64

7993

111124

135145

199

019

91

199

219

93

199

419

95

199

619

97

199

819

99

20

00

20

01

20

02

20

03

20

04

20

05

20

06

20

07

20

08

20

09

20

10

Vegetales36%

Cárnicos 31%

Pescados y mariscos

14%

Zumos y bebidas

12%

Otros sectores

7%


Efecto de las APH sobre los componentes de los alimentos

VITAMINAS,AMINOÁCIDOS, MINERALES, AROMAS, …

Alimentos que mantienen las características organolépticas y nutricionales propias del producto original

ENLACES COVALENTES No afectados o muy poco por APH

ENLACES NO COVALENTES(Interacciones hidrofóbicas, puentes de H)

Afectados por APH

Productos novedosos, únicos. Apertura nuevos mercados

Gelatinización de Glúcidos, gelificación y desnaturalización deproteínas Modificación de textura


• Se somete el producto, ya en su envase original, a la presión de trabajo duranteun tiempo determinado.

• El fluido de transmisión de la presión es agua.

Diagrama funcional de una unidad APHFont: Hiperbaric España, Burgos. www.hiperbaric.com



Seguridad microbiológica

Innovación / diferenciación

No aditivos oaditivos

naturales

Aumento de vida útil

Nutritivo

Respetuoso con M.A.

Listo para comer

Ostras frescasNisbet Oyster Company Inc., USA

Choricitos Tapas al MinutoEsteban Espuña, España

Fajitas de polloFresherized Foods, USA

Lonchas fiambreCAMPOFRIO ALIMENTACION S.A., España

Relleno SandwichRodilla, España

Foie-grasMartiko, España

Bebida de CalostroNew Image International Limited.,

Nueva Zelanda


Mortadela ahumadaMRM, España

Platos preparadosGrupo Ian (Carretilla), España

Langosta por HPPCampden & Chorleywood Food Res. Assn,

Reino Unido

Puré frutasSonaturalFrubaca. Alcobaça, Portugal

Zumo de Bróculi y manzana

Beskyd frycovide, República Checa

Smoothies INVOINVO, España.

100% agua de cocoHarmless harvest, USA.

ArándanosChic Foods, China

ZumosPreshafruit, Australia

Zumos de diferentes variedades de manzana

Coldpress, Reino Unido


Platos preparados verduras Grupo ian, España

GuacamoleMercadona, España

Principal problema!!!

INVERSIÓN INICIAL ALTA

• Maquilas

NO DESTRUYE ESPORAS • ESTERILIZACION• Aplicación conjunta Temperatura-Presión (High

pressure thermal processing)

INACTIVACIÓN/ACTIVACIÓN PARCIAL DE ENZIMAS

• Polifenoloxidasa


Clasificación

Alimentos perecederos

pH> 4.6

Esterilización

Almacenamientoa temp. ambiente

Pasterización

Almacenamientorefrigerado (Extended

Shelf Life, ESL)

Ácidos o acidificados(3.5<pH<4.5)

Pasterización

Almacenamientoa temp. ambiente,

ESL.

Muy ácidospH<3.5

Pasterización


Clasificación de alimentos y condiciones de almacenamiento tras el procesado

Ámbito actuación APH


PROYECTO INIA RTA 2010-00079-C02 (2011-13)“Obtención de purés de frutos con alto valor funcional mediante tecnologías

innovadoras de procesado: Optimización de los parámetros de procesado por altas presiones hidrostáticas”

PROYECTO DE FINANCIACIÓN INTERNA (2012-13)“Aplicación del procesado por altas presiones hidrostáticas para la obtención de

productos comerciales de cereza del Valle del Jerte”


PROYECTO DE FINANCIACIÓN INTERNA (2012)“Obtención de purés de nectarina ricos en compuestos bioactivos mediante la

aplicación de altas presiones hidrostáticas”

Objetivo generalObtención de información sobre la utilidad y efectos beneficiosos de la combinación de

PEMIC y de APH para la obtención de purés de ciruela y calabaza con mayor calidad

funcional y sensorial que los que se encuentran en el mercado.

Pulsos eléctricos de moderada intensidad

de campo (PEMIC)

Altas presiones hidrostáticas: APH y

tratamientos térmicos por alta presión (HPHT)

Incremento compuestos bioactivos Procesado/conservación alimentos


PROYECTO INIA RTA 2010-00079-C02 (2011-13)“Obtención de purés de frutos con alto valor funcional mediante tecnologías

innovadoras de procesado: Optimización de los parámetros de procesado por altas presiones hidrostáticas”

pH bajo pH alto

Compuestos funcionales

ANTOCIANOSCompuestos funcionales

CAROTENOIDES

50% de la producción de frutas extremeñas. Extremadura, principal zona de exportaciónen España. Dar salida a excedentes.

Ciruela

Crecimiento del cultivo últimos años. Alternativa a cultivos tradicionales. La mayor parte de la calabaza se destina a laelaboración de salsas y cremas.

Calabaza


Calabaza‘Butternut’

Lavado y desinfección con

agua y ácido peroxiacético

(1%)

Troceado y eliminación de semillas

ThermomixVmax

Envasado y termosellado

ELABORACIÓN DE LOS PURÉS

Ciruela ‘Crimsonglobe’

Lavado con agua

Envasado y termosellado

Troceado y deshuesado

ThermomixVmax, 1 min

(INIA RTA-00079-C02-01)


Ciruela

Calabaza

DISEÑO EXPERIMENTAL

1s 150s 300s

40

0M

Pa

1s 150s 300s

50

0M

Pa

1s 150s 300s

60

0M

Pa

Control (Sin procesar)


200s 400s 600s

40

0M

Pa

200s 400s 600s

50

0M

Pa200s 400s 600s

60

0M

Pa

Ciruela Calabaza

(INIA RTA-00079-C02-01)


Tratamientos por altas presiones hidrostáticas

(APH)

APH

CIRUELA

MICRO-BIOLOGIA

PFOCOMP. BIOACTIVOS

Se mantienen o aumentan

Higienización adecuada gracias, en

parte, a su pH ácido

Limitación de la vida útil

En general, son necesarios más estudios para optimizar las condiciones de procesamiento yasegurar una inactivación enzimática que permita una mayor y adecuada estabilización del puré.

(INIA RTA-00079-C02-01)


Ciruela

APH

CALABAZA

MICRO-

BIOLOGIA

PFOFUNCIO-

NALES

Se mantienen o aumentan

Limitación de la vida útil

Inactivación inadecuada

(Carga inicial elevada, pH alto)

Los altos recuentos microbianos y el elevado pH de la calabaza hace necesario adaptar elprocesado (intensificando el tratamiento de AP aplicado y/o reduciendo el pH con aditivos) paraconseguir una estabilidad adecuada.

(INIA RTA-00079-C02-01)


Calabaza

Presión Temperatura Tiempo Efecto Estado actual

Altas presiones

hidrostáticas

400-600MPa

10-40ºC 1-15min Pasteurización

PRESENTE

En el mercado

Tratamientos térmicos por alta presión

>600MPa

60-120ºC

Mucho menor que

el trat. térmico

Esterilización(inactivación de

esporas)

FUTUROEn

investigación

5ºC 120ºC

PasteurizaciónAltas presiones

hidrostáticas (APH)

EsterilizaciónTratamientos térmicos por alta

presión (HPTP)


TRATAMIENTOS TÉRMICOS POR ALTA PRESIÓN(HIGH PRESSURE THERMAL PROCESSING, HPTP)

Combinación sinérgica de Presión y Temperatura para lograr laestabilidad del producto.

• Tiempos de tratamientos muy cortos en comparación con procesostérmicos de esterilización.

• Inhibición de la actividad enzimática.• Destrucción de formas vegetativas de MO.• Inactivación de esporas bacterianas.


0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

P (

ba

r)

T (

ºC

)

Tiempo(s)

9000-60 9000-70 9000-80 Real P(bar)

Proceso adiabático

HIGH PRESSURE THERMAL PROCESSING, HPTP

Calentamiento adiabático:Al aumentar la P se produce un

incremento de T.

Tiempo total de proceso ≈ 3min

Tiempo total de proceso ≈ 40min

Tratamiento térmico:100ºC/1min

0,0

20,0

40,0

60,0

80,0

100,0

120,0

0 10 20 30 40 50

Tem

p. (º

C)

Time (min)

Tratamiento Térmico


•6 vasijas (50mL)

•Presión: 10,000 bar

•Tª: 120ºC

1 2 43 6

EQUIPO MULTIVASIJA RESATO (PRESIÓN Y TEMPERATURA)



Clasificación

Alimentos perecederos

pH> 4.6

Esterilización


Pasterización

Almacenamientorefrigerado (Extended

Shelf Life, ESL)

Ácidos o acidificados(3.5<pH<4.5)

Pasterización

Almacenamientoa temp. ambiente,

ESL.

Muy ácidospH<3.5

Pasterización


Clasificación de alimentos y condiciones de almacenamiento tras el procesado

Ámbito actuación APH


Ámbito actuación HPTP

•Instantáneo, calentamiento

homogéneo.

•Tiempo de proceso corto.

•Las características organolépticas se

conservan mejor que con los métodos

actuales de esterilización.

•Destrucción de formas vegetativas

MO.

•Inactivación de esporas bacterianas.

VENTAJAS

•Precio por producto es relativamente alto

•No es adecuado para todos los materiales

de embalaje (latas y vidrio no es posible)

•Proceso por lotes

•Líquido de transmisión presión

•Equipos aún no disponibles a escala

comercial

INCONVENIENTES

TRATAMIENTOS TÉRMICOS POR ALTA PRESIÓN(HIGH PRESSURE THERMAL PROCESSING, HPTP)



HPTPTiempo=60s

Rampa 100bar/s60ºC 70ºC 80ºC

30

00

bar

60ºC 70ºC 80ºC

60

00

bar

60ºC 70ºC 80ºC

90

00

bar



60ºC 70ºC 80ºC

30

00

bar

60ºC 70ºC 80ºC

60

00

bar

60ºC 70ºC 80ºC9

00

0b

ar

Ciruela Calabaza

(INIA RTA-00079-C02-01)HIGH PRESSURE THERMAL PROCESSING, HPTP


HPTP

CIRUELA CALABAZA

MICRO-

BIOLOGIA

ENZIMAS

COMP. BIOACTIVOS

Muy efectivo para Formas vegetativas Esporas bacterianas

Hasta un 40-60% inactivación de la PFO en algunos tratamientos

CALABAZA Carotenos: aumento

extracción (biodisponibilidad)

CIRUELA Antocianos: se degradan

Efecto (Tª)

(INIA RTA-00079-C02-01)



Ciruela Calabaza

Pulsos Eléctricos de Moderada Intensidad de Campo (PEMIC)

supervivencia

protección

Incremento compuestos bioactivos

PEMIC??

No se aplican para la conservación de alimentos


PEMIC

CALABAZA

CIRUELA

FISIOLOGÍA

PROP. ELÉCTRICAS

COMP. BIOACTIVOS

PROP. FÍSICAS

• Respiración• Peroxidasa

• Conductividadeléctrica

• Carotenoides Individualesy totales (calabaza)

• Antocianos (ciruela)• Actividad Antioxidante,

polifenoles totales• Vitamina C

• Permeabilización• Color• Textura

• Parámetros procesado

– Campo eléctrico (E): 0,4 – 2 kV/cm

– Número de pulsos: 5 – 35

• Piel: con, sin (calabaza)

• Condiciones almacenamiento:

– Tiempo

– Temperatura



Pulsos eléctricos de moderada intensidad de campo (PEMIC)

Los pulsos eléctricos de moderada intensidad de campo (PEMIC) afectan tanto al metabolismosecundario como a la fisiología de los frutos, provocando un incremento en el contenido de algunos de loscompuestos bioactivos presentes en ellos, en función de las condiciones de procesado (campo eléctrico,número de pulsos, etc.)

(INIA RTA-00079-C02-01)

Ciruela Calabaza

APH + PEMIC

CIRUELA

MICRO-

BIOLOGIA

ENZIMAS

COMP. BIOACTIVOS

(INIA RTA-00079-C02-01)

ALTAS PRESIONES HIDROSTÁTICAS, APH+ PEMIC


Ciruela

Necesaria la aplicación de

pretratamientospara extender

vida útil

Higienización muy efectiva

Aumentan con PEMIC. Mayor contenido al

combinar ambas técnicas

HPTP + PEMIC

CALABAZA

MICRO-

BIOLOGIA

ENZIMAS

COMP. BIOACTIVOS

Muy efectivo para Formas vegetativas Esporas bacterianas

Hasta un 40-60% inactivación de la PFO en algunos tratamientos

Carotenos: aumento extracción (biodisponibilidad)

Aumento de actividad antioxidante y polifenoles

(INIA RTA-00079-C02-01)

HIGH PRESSURE THERMAL PROCESSING, HPTP+ PEMIC


Calabaza

Jesús García [email protected]

[email protected]

CICYTEX(Centro de Investigación Científica y Tecnológica de Extremadura)

Avda. Adolfo Suárez s/n. 06071. Badajoz.

Gracias por su atención


mailto:[email protected]

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