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Campos Eléctricos Pulsados en la Preservación de AlimentosSeminario IIIJuan Tomás Rodríguez 2012-0233
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Contenido• Introducción• Origen• Fundamentos• Mecanismo de Acción• Efecto Sobre los Alimentos• Equipos• Ventajas• Desventajas• Aplicaciones• Conclusiones
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Introducción• La aplicación de nuevas tecnologías en la conservación de
alimentos pretende dar respuestas a las demandas de los consumidores en obtener productos más nutritivos, con aromas y sabores más parecidos a los naturales.
• Las técnicas más estudiadas son las que se basan en la destrucción o inactivación de microorganismos sin necesidad de tratamientos térmicos intensos.
• Entre las técnicas estudiadas que más éxito han tenido se encuentra los campos eléctricos pulsados (PEF)
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Origen• El origen de esta técnica se encuentra a principios del siglo XX
con los investigadores Beattie y Lewis (1924), quienes comprobaron el efecto letal de las descargas eléctricas sobre microorganismos al aplicar sobre un alimento un voltaje de 3000 - 4000V.
• Pero fue a finales de 1960, cuando “Doevenspeck” describe por primera vez los efectos de campos eléctricos pulsados de alto voltaje en microorganismos, y finalmente en 1967 y 1968, Sale y Hamilton, realizaron los primeros experimentos para la destrucción de distintos tipos de microorganismos aplicando campos eléctricos homogéneos de alto voltaje.
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Fundamentos• Los fundamentos de esta técnica se basan en la propiedad que
tienen los alimentos fluidos de ser muy buenos conductores eléctricos, debido a las altas concentraciones de iones que contienen y a su capacidad de transportar cargas eléctricas.
• El PEF se basa en colocar el producto entre un set de electrodos que envuelven una cámara de tratamiento, cuando se introduce el alimento se le suministran pulsos eléctricos de elevado voltaje.
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Continuación
• El tratamiento puede ser realizado a temperatura ambiente o de refrigeración y los tiempos de aplicación de las descargas se encuentran en el orden de los microsegundos.
• El campo eléctrico es producido acumulando energía en un banco de condensadores y descargándolo súbitamente, con frecuencias entre 1-100Hz en uno de los electrodos, el segundo electrodo está conectado a tierra lo que garantiza la diferencia de potencial adecuada.
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Mecanismo de Acción • El mecanismo de acción se basa en la
destrucción de la pared celular cuando se aplica una intensidad de campo eléctrico, debido a la diferencia de potencial entre ambos lados de la membrana.
• Cuando esta diferencia de potencial (potencial transmembrana) alcanza un valor crítico se da la electroporación, formación de poros en la pared celular que trae como consecuencias perdida de su integridad, incremento de la permeabilidad y destrucción de la célula.
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Continuación• El potencial transmembrana depende de cada
microorganismo, así como del medio en que los microorganismos están presentes
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Continuación
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Inactivación Celular
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Efectos Sobre los Alimentos• Debido a la capacidad de los
alimentos de conducir electricidad estos actúan como una resistencia. Los principales efectos observados sobre los alimentos son:
1. Electrólisis de sustancias, dependiendo de la composición de los alimentos y del material del electrodo.
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Efecto Sobre los Alimentos
2. Calor producido por el efecto Joule, lo cual propicia la destrucción de los microorganismos
3. Debido al tiempo utilizado en esta técnica estos efectos son mínimos, sin embargo, el diseño de los equipos utilizados está encaminado para evitar dichos efectos.
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Equipo Utilizado• El equipo utilizado es un sistema
eléctrico simple que consiste en una fuente de alto voltaje, un banco de condensadores, un interruptor y una cámara de tratamiento.
• La cámara de tratamiento es uno de los componentes más complejos e importantes del sistema, ya que debe de impedir un aumento de temperatura en el alimento así como la electrólisis del mismo.
• La cámara debe estar hecha de materiales fáciles de limpiar y no debe tener interacción con los alimentos.
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Continuación• En la actualidad existen tres tipos de cámaras:
1. Cámaras estáticas: las cuales son de flujo continuo y por lo general son utilizadas en laboratorios con fines de investigación.
2. Cámaras continuas: sus características son similares a las cámaras estáticas, pero deben permitir un flujo no laminar para conseguir un tratamiento homogéneo, suelen ser usadas en plantas pilotos y a nivel industrial.
3. Cámaras de campo eléctrico convergente: las cuales se carácteriza por tener los electrodos de discos separados por placas de teflón.
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Ventajas• Las propiedades Físicas y Químicas de los alimentos no son alteradas.
• Las propiedades organolépticas de los alimentos no son modificados.
• El procedimiento tiene una eficacia energética mucho mayor que los procedimientos térmicos.
• Los alimentos más idóneos para este tratamiento son: leche, huevo líquido, zumos de frutas y concentrados, sopas y extractos de carne.
• Los alimentos más idóneos para este tratamiento son: leche, huevo líquido, zumos de frutas y concentrados, sopas y extractos de carne.
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Desventajas• Poca disponibilidad de unidades comerciales solo existen dos productores
de equipos (Pure Pulse Technologies Inc. Y Thomson-CFS).
• Falta de recursos para medir con precisión la distribución del tratamiento.
• No se puede utilizar como método único hay que combinarlo con técnicas que incremente la inactivación de esporas.
• Uso limitado a productos bombeables, conductores de electricidad y exentos de microorganismos esporulados.
• No tienen efecto sobre las enzimas
• Inconveniente: los alimentos tratados deben tener una resistividad eléctrica elevada y el envase utilizado no puede ser metálico
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Aplicaciones
A pesar de que la principal aplicación de esta tecnología es el alargamiento de la vida útil de los alimentos, existen otras aplicaciones prometedoras para esta técnica ,entre las aplicaciones para las que ha sido estudiada esta técnica se encuentra:
• Pasteurización de jugos de frutas y huevos líquidos. • Mejoras de procesos de marinado y salazonado. • Mejora de calidad de los mostos, al reducir el tiempo de
maceración e incrementar el color de los vinos. • Extracción de colorantes alimentarios.
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Conclusiones• Es importante mencionar que algunos equipos utilizados para
esta técnica ya han recibido aprobación por la FDA y ya se encuentran en el mercado estadounidense para la producción de zumos frescos.
• El desarrollo de esta técnica encaminada a incrementar y mejorar los procesos de conservación de los alimentos permitirá el desarrollo de nuevos alimentos y permitirán que los alimentos frescos posean una mayor vida comercial y un mejor valor nutritivo; Que son los requerimientos que más demandan los consumidores alrededor del mundo
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tosGracias!!!!
