Tecnología de los Alimentos Procesos de Conservación

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IRRADIACIÓN

Irradiación de alimentos
Uso de radiaciones ionizantes para la estabilización (aplicación) Radiaciones ionizantes Fuentes, intensidad y dosis Tipos de procesos de irradiación. Clasificación. Efectos de la radiación absorbida Cálculo de la dosis absorbida (diseño y operación) Instalaciones comerciales de irradiación

Uso de radiaciones ionizantes para la estabilización. Tratamiento equivalente a la pasteurización o esterilización “Esterilización fría”: Implica incrementos de Tª insignificantes Desactiva enzimas, mata microorganismos y parásitos Produce algunas sustancias extrañas “productos de radiolisis”

Uso de radiaciones ionizantes para la estabilización. Utiliza radiación de alta energía Aplicable (potencialmente) a una amplia gama de alimentos Aplicable en condiciones desfavorables Aplicable en alimentos termolábiles y a envases termosensibles

Radiaciones ionizantes Son radiaciones de energía suficiente para romper enlaces covalentes “Ionizantes” porque a menudo tienen fuerza para arrancar electrones de enlace completamente Esto se cumple para energías superiores a 0,5 MeV El límite superior es 10 MeV, para evitar la radioactividad inducida

Radiaciones ionizantes Radioactividad inducida Impacto de fotones/partículas de energía superior a 25 MeV que arrancan o destruyen partículas del núcleo atómico Intolerable Formación de isótopos inestables Radiolisis Aparición de radicales libre y enlaces extraños Inevitable Subsiguientes reacciones de estabilización química Resultado: aparición de sustancias extrañas ajenas al alimento

Radiaciones ionizantes Inactivación de enzimas Impacto de fotones y rotura de enlaces Reacciones con productos de radiolisis Muerte de microorganismos Destrucción de componentes esenciales para la vida Daños graves al matarial genético Destrucción de componentes vitales Destrucción de insectos, larvas y huevos Envenenamiento por radiolíticos Daños leves o graves al material genético

Radiación de energía elevada Radiaciones ionizantes Rayos gamma: fotónes (sin carga ni masa) Partículas beta: electrones a gran velocidad Partículas alfa: núcleos de helio a gran velocidad

Radiaciones ionizantes Otros tipos de radiación Protones Neutrones (fisión nuclear ó activación radioactiva) Otras partículas subatómicas (sin efecto) (Positrones) Radiación de interés alimentario Ionizante (>0,5 MeV) No radiactividad inducida (<25 MeV, por seguridad 10) Penetrante (poca carga, poca masa) Fácil de producir

Radiaciones ionizantes Radiación de interés alimentario Radiación gamma (de Cobalto 60 o Cesio 137) Muy penetrantes Provenientes de reacciones nucleares Fuentes baratas Desventaja: peligro de custodiar y manipular la fuente Radiación beta: aceleradores de electrones (rayos b ó rayos de electrones) Poco penetrantes Adecuados para superficies o cuerpos poco espesos o densos Fuente controlable en intensidad y energia Ventaja: fuente segura

Fuentes, intensidad y dosis De isótopos radioactivos Energía: según isótopo Se escoge radiación g Intensidad: fija, regulable por ventanas Aceleradores de electrones Energía regulable Intensidad regulable Sólo se pueden acelerar partículas con carga Rayos Gamma 60Co 1,25 Mev 137Cs 0,66 Mev Rayos X Acelerador de e- <5 Mev Electrones acelerados <10 Mev

Fuentes, intensidad y dosis: propiedades de las fuentes Energía Energía que lleva el fotón Fija en las fuentes de isótopos Ajustable en los aceleradores Intensidad Número de fotones/partícula que llegan en la unidad de tiempo Regulable en los aceleradores, dentro del margen técnico Proporcional a la cantidad de material en las de isótopos Isótopos: atenuables por distancia o por interposición de persianas

Fuentes, intensidad y dosis Actividad (A): número de fotones que emite la fuente en la unidad de tiempo Intensidad (I): número de fotones que alcanzan al objetivo en la unidad de tiempo y por unidad de superficie Dosis (D): Cantidad de ENERGÍA absorbida por unidad de masa Actividad de la fuente Dosis absorbida Dosis biológica efectiva Intensidad Unidad antigua Curie Rad Rem Roentgen Unidad SI Becquerel Gray Sievert ...

Fuentes, intensidad y dosis r Spera: Sección de intersección o “sombra” de la pera t: tiempo de exposición (sólo si se absorbe TODA la RADIACIÓN)

Fuentes, intensidad y dosis Parte de la radiación escapa r f: fracción absorbida

Fuentes, intensidad y dosis Io Atenuación de la radiación dentro de la pera Hace que la absorción de radiación no sea homogenea Io ka: constante experimental I Además x

Fuentes, intensidad y dosis Fuentes, intensidad y dosis Io Dosis media y dosis mínima La absorción de radiación no es homogenea: usamos estos indicadores Menos dosis aquí Más dosis aquí Aceptando esta ecuación Dosis media (simplificada) Dosis mínima Además, se cumple que L: Punto del alimento al que la radiación llega con mayor camino recorrido. Es el extremo opuesto a la entrada o el centro, según diseño.

Fuentes, intensidad y dosis Fuentes, intensidad y dosis Io Dosis media y dosis mínima La absorción de radiación no es homogenea: usamos estos indicadores Menos dosis aquí Más dosis aquí Aceptando esta ecuación Dosis media (simplificada) Dosis mínima

Fuentes, intensidad y dosis Fuentes, intensidad y dosis Io Diseño de un proceso de Irradiación Determinar dosis necesaria para el efecto deseado Elegir radiación, obtener sus características de energía y atenuación Comprobar si es posible no sobrepasar límites mínimos y máximos Determinar distancia a la fuente en función del tiempo de exposición o viceversa Si es un diseño nuevo, se puede jugar con la actividad de la fuente

Efectos de la irradiación extension of shelf-life of fruits ( kGy) Control of harmful bacteria in fresh meat and poultry ( kGy) control of insects, parasites or micro-organisms (0.15 to <1kGy) delay of ripening (0.5-2 kGy) inhibition of sprouting ( kGy)

Tipos de procesos de irradiación. Clasificación. Dosis Baja (hasta 1 kGy): es usada para demorar los procesos fisiológicos, como maduración y senescencia de frutas frescas y vegetales, y para controlar insectos y parásitos en los alimentos. Dosis Media (hasta 10 kGy): es usada para reducir los microorganismos patógenos y descomponedores de distintos alimentos; para mejorar propiedades tecnológicas de los alimentos, como reducir los tiempos de cocción de vegetales deshidratados; y para extender la vida en anaquel de varios alimentos. Dosis Alta (superior a 10 kGy): es usada para la esterilización de carne, pollo, mariscos y pescados, y otras preparaciones en combinación con un leve calentamiento para inactivar enzimas, y para la desinfección de ciertos alimentos o ingredientes, como ser especias.

Efectos de la radiación absorbida No crecimiento de mohos Inhibición de brotes

Efectos de la radiación absorbida RADURIZACION prolongar el tiempo de comercialización por reducción de la contaminación microbiana total, banal, en un proceso similar al de la pasteurización RADICIDACIÓN controlar el desarrollo de microorganismos patógenos no esporulados (excepto virus), tales como Salmonella en pollo y huevos RADAPERTIZACIÓN esterilizar alimentos, es decir, aplicar un tratamiento capaz de conservarlos sin desarrollo microbiano, a temperatura ambiente durante años, lo cual se asemeja a la esterilización comercial

Efectos de la radiación absorbida La reducción de microorganismos depende de la dosis absorbida Ln (N/No) D = I·t

Efectos de la radiación absorbida

Instalaciones comerciales de irradiación

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