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REFRIGERACIÓN
La refrigeración es una tratamiento muy benigno que causa ninguno o pocos daños en el alimento, y los que se suelen producir suelen ser por malas prácticas de manipulado y operación.
Las instalaciones frigoríficas funcionan de la siguiente forma:
Para realizar la refrigeración, se elige un líquido refrigerante que debe cumplir una serie de requisitos como:
Hasta hace poco el refrigerante más extensamente utilizado era el Freón-12, que es un dicloro-difluoro-metano (CFC). Pero se ha visto que éste, al migrar hacia capas altas de la atmósfera pierde el cloro al reaccionar con la luz UV, y se une a continuación al ozono disminuyendo su concentración en la atmósfera. Como consecuencia de ello, algunas radiaciones UV llegan hasta nosotros sin pasar por el “filtro” que es el ozono. Al ser por tanto dañino para el medio ambiente, se ha prohibido su uso.
En estos momentos el más extensamente utilizado es el amoniaco, aunque tiene el inconveniente de que es inflamable y por tanto peligroso en caso de fuga.
Los componentes básicos de un sistema de refrigeración son cuatro:
El sistema de refrigeración va en circuito cerrado. El recorrido del líquido refrigerante, es el siguiente:
El líquido refrigerante se vaporiza a través de un evaporador. En este proceso, el refrigerante que está en su mayoría en forma de líquido, se evapora. Para ello necesita el calor latente de vaporización del refrigerante que se toma calor del medio a refrigerar (donde se encuentran los alimentos). Es por esto, que el evaporador se encuentra dentro del medio a refrigerar. A continuación el refrigerante que está en forma de vapor saturado y a baja presión, pasa por un compresor que convierte el vapor saturado a baja presión, en sobrecalentado a alta presión. Éste es un proceso insentrópico, es decir, a entropía constante. Después, el refrigerante pasa por un condensador que lo transforma de vapor sobrecalentado a alta presión, a líquido saturado (en ocasiones subenfriado) a alta presión cediéndose, de esta manera, calor al exterior. El condensador suele estar colocado en la parte externa del frigorífico. Por último el líquido refrigerante pasa por una válvula de expansión disminuyendo así la presión. En este proceso, una parte del líquido saturado, se evapora. Así el refrigerante pasaría de nuevo al evaporador repitiéndose de nuevo el ciclo descrito. El material de construcción de las tuberías del sistema suele ser de cobre por el alto coeficiente de conductividad térmica que presenta este metal.
Existen diagramas de presión-entalpía para cada tipo de refrigerante, para saber en qué medida varían estos parámetros a lo largo del proceso al que se le somete al refrigerante.
Lo anteriormente expuesto, se produce en los sistemas de frío mecánico. Además, existe el sistema de frío criogénico en el que se emplean tanto el nitrógeno como el dióxido de carbono. Los compuestos criogénicos son aquellos que cambian de fase absorbiendo el calor latente del alimento con el que entra en contacto.
El dióxido de carbono no es ni tóxico ni inflamable pero se ha de trabajar a altas presiones. Tiene su punto triple a 5 atm. de presión y 57º bajo cero. El dióxido de carbono al abrirse la botella donde se encuentra, sufre una expansión y se convierte en gas. Se emplea como refrigerante sobre todo en el transporte. No deja residuos ya que al sublimar da gas.
El nitrógeno líquido se usa en la congelación, pero en refrigeración se usa proyectando sus vapores en un recinto. Se enfría y se elimina el oxígeno por lo que los alimentos son menos susceptibles a alterarse por oxidación.
A nivel industrial, La humedad dentro de una cámara ha de estar controlada. Si el aire es húmedo, se puede dar condensación del aire circulante con el consiguiente peligro de desarrollo de mohos y levaduras. Por otra parte, si el aire es seco ciertos alimentos pederán agua y, por tanto, peso. Hay alimentos incompatibles para ser almacenados juntos ya que requieren diferente grado de humedad: las frutas tropicales y subtropicales son las más especiales en este sentido.
El frío ha de llegar al corazón del alimento para que paralicen los procesos enzimáticos. Si hay circulación de aire se favorece el enfriamiento.
En alimentos como leche en polvo o harina, un exceso de humedad puede dar lugar a la formación de terrones por lo que hay que recurrir a envases protectores que protejan estos alimentos de la pérdida o toma de humedad. En la industria, los huevos se suelen colocar en aceite mineral fluido para que no pierdan agua.
En la industria, se utilizan puertas correderas y cuando están abiertas se pueden ver las cortinillas de plástico, esto se hace para que no haya fugas de frío o al menos para minimizar las pérdidas. La temperatura debe ser baja y sin fluctuaciones. Por ello, se controlan factores que pueden dar lugar a pérdidas de frío como:
La carga frigorífica se define como la cantidad de energía que se necesita para alcanzar cierta temperatura y mantenerla.
Como ya se indicó en el artículo dedicado a frutas, verduras y hortalizas…
Evidentemente, el productor lo que persigue es que la fruta tenga su momento de esplendor organoléptico cuando se ponga el producto a la venta, para ello se puede someter al alimento a diferentes condiciones ambientales según interese acelerar o retardar la aparición de las características organolépticas óptimas para el consumo de la fruta. No hay que olvidar que, en contra de lo que mucha gente piensa, estos alimentos tras la recogida siguen teniendo vida.
Según avanza la vida en las verduras y hortalizas, disminuyen su consumo de oxígeno (respiración), en cambio en las frutas es diferente.
Dentro de las frutas, hay frutas climatéricas y no climatéricas:
- Frutas climatéricas: Manzana, albaricoques, aguacate, plátano, higos, mango, melón, melocotón, pera, ciruela, tomate, sandías, etc.
- Frutas no climatéricas: cereza, uva, pepinos, limón, piña, naranja, mandarina, fresas, etc.
Las frutas climatéricas tienen una subida en el consumo de oxígeno (mayor respiración) durante la aparición de la maduración organoléptica, en tanto que las frutas no climatéricas se comportan como las verduras y hortalizas y mantienen a lo largo del tiempo la bajada continua de la respiración.
El etileno es una fitohormona que sintetiza la planta y que coordina y controla numerosos procesos del desarrollo y senescencia de las plantas. El etileno alcanza su mayor nivel en el momento de la maduración organoléptica de la planta.
El aceleramiento o retardo de la maduración de la fruta se puede controlar manipulando los niveles de etileno a los que esté sometida la planta, los niveles de oxígeno, los de dióxido de carbono, la temperatura atmosférica a la que esté la fruta, etc.
La refrigeración retarda el consumo de oxígeno de la fruta por lo que es un buen sistema de almacenamiento en el hogar para retardar la aparición de la senescencia y el marchitamiento de la planta, es decir, para aumentar la vida útil de la fruta, el tiempo en que ésta permanece en buenas condiciones para el consumo. Sin embargo cada fruta tiene su propia temperatura crítica de almacenamiento por debajo de la cuál se producen lesiones por el frío que son irreversibles. Estas lesiones son por ejemplo, el pardeamiento interno y externo, la incapacidad para madurar, manchas en la piel, ablandamiento, etc. Así por ejemplo, no es recomendable someter a las manzanas a temperaturas inferiores de 2-3ºC, los plátanos habrán de estar a temperaturas no inferiores a 12-13ºC, los limones no han de estar a menos de 13ºC, el mango a menos de 10-12ºC, y el tomate verde no se ha de someter a temperatura por debajo de los trece grados. Estos son algunos ejemplos, sin embargo estas temperaturas críticas dependerán de la variedad de cada especie. Por otro parte, existen otras frutas y verduras que no sufren daños si se almacenan a temperaturas en torno a los 0ºC e incluso menores como el membrillo, la fresa, alcachofa, coliflor, espinaca, algunas variedades de manzanas, cerezas, moras, higos, uvas, frambuesas, etc. Cada fruta tiene sus propias condiciones óptimas de almacenamiento tanto en cuanto a temperatura como en humedad relativa de la atmósfera de almacenamiento. Evidentemente, en la industria no resultaría económico ni cómodo emplear tantos aparatos refrigeradores como condiciones diferentes necesiten las distintas frutas, verduras y hortalizas, pero sí se emplean varios refrigeradores y se establecen grupos de frutas con necesidades similares de almacenamiento.
Además, se pueden establecer diferentes tipos de atmósferas dentro del almacén frigorífico industrial, entre las cuales destacamos como más importantes:
CAS (Contolled Atmosphere Storage): Atmósfera controlada
MAS (Modified Atmosphere Storage): Atmósfera modificada.
MAP (Modified Atmosphere Packaging): Envasado en atmósfera modificada
El envasado a vacío también es una forma de atmósfera modificada (con presión por debajo de la ambiental que es de 101,325 Kpa.).
La composición atmosférica del aire es 78% de nitrógeno, 21% de oxígeno y 1% de otros gases como argón, helio, dióxido de carbono, etc.
El oxígeno produce oxidaciones que contribuyen al deterioro del alimento y a cambiar su aspecto. Si se elimina el aire se habrá eliminado una fuente de contaminación importante. El frío retrasa el deterioro de los alimentos, si quitamos el aire y el calor “funciona” muy bien el almacenamiento. En casos muy especiales como por ejemplo 100 gramos de carne roja, el oxígeno es necesario para mantener el color rojo y también impide el desarrollo del Clostridium botullinum porqué es anaerobio. Por lo tanto, sobre la carne será conveniente la aplicación de frío con temperaturas sobre 3ºC y un poco de oxígeno o eliminar el oxígeno y aplicar temperaturas por debajo de los 3ºC para evitar el Clostridium.
CAS
La mercancía se encuentra en un recinto donde la temperatura, humedad y composición del aire va a ser constante a lo largo de todo el periodo de almacenamiento. Se controla cualquier variación para modificarla de forma que la concentración de los gases se revierte hasta la situación original. Se almacena a condiciones atmosféricas prácticamente constantes.
MAS
La temperatura, humedad y composición del aire se varían a la conveniencia del técnico al introducir el producto en el refrigerador, pero posteriormente como consecuencia de las fugas, respiración de los alimentos, etc. las condiciones varían con respecto a las colocadas inicialmente y no se corrigen
MAP
Es lo mismo que el MAS pero en un paquete con el alimento en el interior. La atmósfera del paquete estará modificada pero no controlada ya que para ello debería tener incorporadas las bombonas de gas en su interior.
En estas atmósferas se suele disminuir la concentración de oxígeno y aumentar la de dióxido de carbono hasta valores de incluso un 15-20%
Otro tipo de atmósfera modificada, como ya se ha indicado, se lleva a cabo eliminando el aire y disminuyendo la presión interior del paquete.
El dióxido de carbono es bacteriostático y el nitrógeno es inerte y se utiliza para desplazar el oxígeno. Los paquetes al vacío son los aplastados y los hinchados están envasados en atmósfera modificada con concentraciones de gases diferente a la existente en la atmósfera.
En los alimentos en los que es más frecuente utilizar esta técnica es sobre verduras y frutas, pero también se extiende su utilización para otros alimentos como carnes y pescados.
EFECTO DEL ALMACENAMIENTO SOBRE LOS ALIMENTOS
Carne roja: Necesita la presencia de oxígeno para mantener el color rojo. A parte de mantener el color, garantiza la presencia de cepas anaerobias.
Carne blanca: Aves, cerdos, carne cocinada. La presencia de oxígeno no es tan necesaria y por ello se puede excluir la presencia de este gas para su modo de conservación.
Pescado: Si la humedad es alta puede reaccionar con el dióxido de carbono formándose ácido carbónico apareciendo un desagradable gusto a picante.
Frutas: La concentración de dióxido de carbono ronda en algunos casos el 10-15%. Pero estas concentraciones no se pueden aplicar sobre todas las frutas, hay algunas que no las aceptan porqué son tóxicas para ellas y de lo que se trata es de que se mantegan frescas y lozanas.
Lo que se trata de conseguir mediante las atmósferas modificadas y controladas es:
En el comercio, hay unas bandejas de tipo rejillas y debajo un tejido que absorbe para eliminar los exudados. Si se pesa el alimento sin el exudado se pierde peso con respecto al que venía escrito de origen y podría haber problemas con la ley.
Alimentos grasos: captan olores. Por ejemplo alimentos que captan olores son la leche, la mantequilla y otro que no es tan graso: El huevo. La mantequilla y la leche pueden captar aromas a pescado, mientras que los huevos y la leche aromas a cebolla. Como anécdota, hace algún tiempo sucedió un caso de mantequilla con olor a gasolina. Ello fue debido a que el transportista llevaba un bidón de gasolina en el mismo lugar donde transportaba la mantequilla. Este error fue subsanado antes de sacar el alimento a la venta pública y se eliminó.
Los operarios donde se almacenan productos en atmósferas modificadas han de extremar las precauciones dado que estas atmósferas son inhóspitas para la vida humana. Hace un tiempo apareció en televisión la noticia de la muerte de un trabajador por haberse quedado encerrado en un almacén con atmósfera modificada.
El empleo de las atmósferas modificadas o controladas, pueden triplicar o cuadruplicar la vida útil de un alimento refrigerado.
CAMBIOS QUE SE PRODUCEN EN LOS ALIMENTOS REFRIGERADOS
En definitiva, el frío rebaja la actividad enzimática y microbiana haciendo los alimentos más duraderos. Igualmente, sirve para controlar los microorganismos y reacciones enzimáticas deseables en la maduración de vinos, quesos o carne.
Además, el frío se utiliza para realizar cortes de carne, fruta (Ej.: melocotones), para la criomolienda, para deshuesado, mondeado, separación de ceras en aceites, para bebidas gaseosas (al tener líquido frío el dióxido de carbono es más difundible), y para extracción de zumos.
Incluso en malas condiciones de refrigeración, el alimento presenta mejores condiciones que si estuviera a temperatura ambiente. Se suele optar por utilizar temperaturas entre 2 y 7ºC dado que el alimento no se altera ni física ni químicamente.