ESTERILIZACIÓN

 

La esterilización es la operación donde se tratan los alimentos a alta temperatura y un tiempo necesario para destruir toda la actividad enzimática y microbiana por lo que se producen productos con una larga vida útil pero con notables pérdidas tanto a nivel nutritivo como sensorial.

Se puede trabajar con material empaquetado o sin empaquetar, en continuo o en lotes.

Durante los tratamientos térmicos de los alimentos se utilizan microchips, termopares o tiras indicadoras para ver qué temperatura y durante cuanto tiempo se ha alcanzado en el centro de la lata.

Se suele establecer como necesario un tratamiento 5D para los alimentos con PH menor de 4,5 y 12D para los alimentos con un PH superior.

El valor D es el tiempo necesario, a una determinada temperatura, para disminuir la población de microorganismos al 10%. Por lo que un tratamiento 2D sería reducir la población al 1% de la inicial y un tratamiento 5D sería reducirlo a un 0,001% de la inicial. Si al final de un tratamiento obtenemos una cifra de 0,01 microorganismos por lata, querría decir que hay un microorganismo por cada cien unidades de alimento. Los alimentos cuyo PH es menor a 4,5 son menos peligrosos ya que tan solo pueden vivir a este PH unos determinados tipos de microorganismos y a estos PH los tratamientos térmicos serán más dañinos que a PH superiores. A mayor PH, los microorganismos serán más resistentes a las altas temperaturas. En cualquier caso, nunca se podrá tener la seguridad completa de que un alimento no tiene ningún microorganismo porqué incluso tratamientos 12D que son los más agresivos representan una posibilidad entre millones o miles de millones de unidades de alimento, según el caso inicial, de que haya un microorganismo en un alimento. Pero se admite el 12D como esterilidad comercial, dado que niveles superiores dañarían el producto, tanto a nivel nutritivo como organoléptico, en demasía.

Los distintos tipos de sistemas de esterilización son los siguientes:

 

1. Esterilización

1.1. Envasado

1.1.1. Autoclave (continuo)

1.1.1.1 Torre hidrostática:

También llamado sistema Hunnister. Es un carrusel que baja y sube los ingredientes. Se calienta el centro y el calor desplaza el agua hacia los extremos. A medida que se introducen en el carrusel, el agua está más caliente según avanzan hacia la parte central que está a unos 135º C y hay una mayor presión. A partir de la zona central, según va avanzando el material la presión y temperatura disminuyen. Se pueden introducir en este caso botellas de vidrio ya que el aumento de la temperatura y presión en muy gradual así como el decrecimiento. Se le pueden añadir sistemas de movimiento y agitación, se hacen deslizar los botes sobre una pared magnética por donde suben rodando provocando agitación favoreciendo la transmisión de calor. Se hacen controles de presión, tiempo, temperatura, etc. y se puede hacer que la cinta vaya más o menos rápida.

1.1.1.2. Autoclave agitadora

Consta de una compuerta neumática que acepta las latas en el alveolo giratorio. Se introducen las latas en el alveolo y se precalienta con agua. Las latas tras seguir un recorrido en el que se lleva a cabo el tratamiento térmico completo, saldrán por el mismo sitio.

1.1.2. Autoclave (en lotes)

1.1.2.1. Horizontal

Son autoclaves de tipo discontinuo. En este caso, el horizontal favorece las operaciones de carga y descarga. Se meten los alimentos se sube la temperatura hasta la programada y pasado el tiempo se descarga. Los controles medirán el tiempo de precalentamiento, calentamiento y enfriamiento. El espacio que se ocupa sobre el suelo en este tipo de autoclaves es mayor. En ocasiones disponen de sistemas de agitación.

1.1.2.2. Vertical

Se trata de una especie de olla a presión. Se abre la tapa y se introduce la carga en un canastillo de metal por ejemplo, se cierra y se procede a la purga inyectando vapor y forzando así la salida del aire interior. Se procede a calentamiento. Se aumenta la temperatura y por ello aumenta la presión, los alimentos no conducen bien el calor por lo que tardará en calentarse el interior de la lata. El alimento comienza a ejercer presión sobre las paredes de la lata. Se igualan las presiones entre las partes exterior e interior de la lata. Para finalizar, se introducen duchas de agua fría para que el vapor condense y la presión baja bruscamente. Para que la lata no reviente debido al diferencial de presión entre el interior y exterior de la misma, se introduce aire comprimido para mantener cierta presión. Entonces, se va bajando la presión conforme la temperatura interna va disminuyendo (a menor temperatura, menor presión). El vapor tiene menos inercia térmica que el agua (le cuesta menos calentarse y enfriarse al vapor).

1.2. Sin envasar

1.2.1. Directo

En este caso, el vapor entra en contacto directo con el alimento. El vapor es llamado culinario ya que está libre de sales de hierro, magnesio, calcio, etc. El calentamiento será prácticamente instantáneo muy similar al producido al calentar la leche en las cafeteras de los bares. Se introduce cierta cantidad de vapor que condensa por lo que se introduce un desgasificador que elimina aproximadamente el 10% del agua de la leche que es más o menos la cantidad de calor que condensa.

1.2.1.1. Inyección (Uperización)

La uperización es la abreviatura de ultrapasteurización. Se eliminan totalmente las bacterias vegetativas y esporuladas no cambiando de composición las moléculas responsables de las propiedades nutritivas y organolépticas. El proceso letal tiene lugar durante 1,5-2 segundos.

1.2.1.2. Maceración (Infusión)

En este sistema de infusión de vapor, el alimento cae en forma de fina película a un recipiente que contiene vapor a elevada presión. En este recipiente el producto se caliente durante unos 0,3 segundos hasta 142-146º C, y se mantiene a esa temperatura durante dos o tres segundos más en el tubo de mantenimiento pulverizándose seguidamente a una cámara de vació relativo donde se enfría a unos 65º C. El calentamiento por este sistema es ligeramente más rápido pero tiene el inconveniente de que en ocasiones la boquilla del recipiente se puede bloquear si el alimento deja mucho residuo.

1.2.2. Indirecto

Tanto en el sistema de placas como el de tubos, exige de unas bombas que impulsen el líquido a lo largo de las tuberías en régimen turbulento para que éste se caliente de forma uniforme, por lo que hay que emplear altas presiones. Se trabaja a temperaturas superiores a 132º C. Los sistemas han de trabajar de tal forma que el caudal sea constante a lo largo de todo el recorrido. Se suelen emplear sistemas CIP (Clean in Place) que consiste en parar el flujo de alimento cada cierto tiempo, e introducir productos de limpieza para limpiar las tuberías. Lo dicho en este apartado se puede aplicar al sistema de uperización e infusión que han sido descritos con anterioridad.

1.2.2.1. Placas

Los intercambiadores de calor de placas son planchas instaladas en posición vertical de forma paralela unas con otras y con un espacio muy pequeño entre ellas. Por el interior de ellas circula el alimento a tratar y el líquido calefactor que intercambian calor para que el alimento se caliente hasta la temperatura requerida. Si la diferencia entre las temperatura de la placa y la del alimento es muy grande se pueden producir gratinados que harán un efecto aislante impidiendo la buena conducción calorífica. Las principales ventajas de este sistema son sus económicos costes de instalación y mantenimiento, que se presta muy fácilmente a la limpieza ya que las placas son desmontables, las versatilidad en cuanto a la producción pudiéndose aumentar introduciendo más placas, y el alto rendimiento de la recuperación del calor con lo que los gastos energéticos son también bastante bajos. A este sistema se le puede añadir de modo opcional un desgasificador. Entre sus inconvenientes, los intercambiadores de calor de placas tienen un uso limitado a productos de baja viscosidad, las juntas de las placas sólo aguantan presiones de unos 700 Kpa. con lo que tan solo se consiguen velocidades de 1,5 a 2 metros por segundo.

1.2.2.2. Tubular

Los intercambiadores de calor tubulares constan de dos tubos de diferente diámetro uno dentro del otro. El alimento pasa por uno de los tubos y el líquido calefactor por el otro con lo que a través de la superficie de la tubería que separa un líquido de otro se transmite el calor por conducción. Con este sistema se puede trabajar a presiones 10 veces superiores a las máximas aplicable en los intercambiadores de placas, con lo que se consiguen velocidades de paso superiores. Por el contrario, la limpieza se puede efectuar de forma correcta pero la inspección es muy engorrosa y requiere mucho tiempo dado que hay que hacer un parón completo, que no ocurría en el caso de los intercambiadores de placas. Las instalaciones son de menor versatilidad.

1.2.3. Sistema A.T.A.D. o de fricción mecánica

Este es un sistema nuevo que consiste en hacer pasar el líquido por dos superficie donde una de las cuales está en movimiento. Por fricción, se generará alta temperatura. Este sistema es nuevo y tiene muchas ventajas. Algunas características del proceso son:

 

EFECTOS DE LA ESTERILIZACIÓN SOBRE LOS ALIMENTOS

En lo que se refiere al valor nutritivo, en las latas generalmente no se pierde o muy poco. Los alimentos esterilizados suelen tener mayor presencia de oligosacáridos por hidrólisis de los polisacáridos. Se da pérdida de aminoácidos por utilización de calor ya que hay desnaturalización de proteínas y pérdida de hasta un 20% de algunos aminoácidos como lisina, tripsina y metionina. En lo que se refiere a las vitaminas, las mayores pérdidas se dan en la tiamina y el ácido pantoténico. En el caso de frutas y verduras sí que se pueden dar pérdidas muy importantes de vitaminas hidrosolubles.

Las proteínas durante la esterilización sufren procesos de pirólisis, desaminación y descarboxilación. Los hidratos de carbono sufren caramelización, degradación y pardeamiento. Finalmente, en los lípidos se da oxidación y descarboxilación. Todo esto nos da unos 600 productos capaces de darnos olor y sabores muy diversos.

En lo concerniente a la textura y viscosidad de los alimentos, en el caso de la carne al calentar se desnaturalizan las proteínas por lo que encogen y habrá una capacidad de retención de agua menor con lo que habrá un alimento más seco. Para evitarlo se suelen añadir polifosfatos que como ya señalamos es un aditivo. En las frutas y verduras, se da la hidrólisis de materiales pécticos, gelatinización del almidón y solubilización parcial de hemicelulosas. Por esto, se añaden sales de calcio para que se forme pectato cálcico y mantengan la textura.

Los colores de los alimentos también pueden variar. Las clorofilas de los vegetales que son de color verde pasarán a feofitinas de color marrón. La oximioglobina de la carne que es roja puede convertirse en metamioglobina que será de color marrón, etc.