Conservación de alimentos a bajas temperaturas. Q.B.P. María Lizbeth Mendoza López

Crecimiento de microorganismos Bajas temperaturas Retrasar o inhibir Reacciones químicas Crecimiento de microorganismos Actividad enzimática

Refrigeración Congelación Las células de los tejidos quedan con vida durante un tiempo mas ó menos largo ya que los metabolismos celulares son solo frenados (se hacen lentos) Se detiene casi completa e irreversiblemente toda actividad metabólica. Es por eso que antes de ser congelado el alimento debe haber alcanzado un estado de madurez que permita el consumo.

Refrigeración Conservación de los productos a bajas temperaturas, pero por encima de su temperatura de congelación. -1º C y 8º C De esta forma se consigue que el valor nutricional y las características organolépticas casi no se diferencien de las de los productos al inicio de su almacenaje. Evita el crecimiento de los microorganismos termófilos, de algunas algas, hongos y de muchos mesófilos.

Centro térmico Tiempo de refrigeración Es el punto del producto en el que la temperatura es la más elevada en el proceso de congelación. La determinación del tiempo de refrigeración permite conocer el tiempo necesario para que un producto alcance una temperatura dada en su centro térmico partiendo de una temperatura inicial, una temperatura del medio de enfriamiento, configuración geométrica, tipo de envase, etc.

A baja temperatura las rutas metabólicas de los microorganismos se ven alteradas, como consecuencia de su adaptación al frío. El deterioro de alimentos refrigerados se produce por microorganismos psicrofilos porque, aunque sus velocidades de crecimiento son lentas, los periodos de almacenamiento son muy prolongados A temperaturas inferiores a la óptima, la velocidad de crecimiento de los microorganismos disminuye y los periodos de latencia se alargan mucho. Cuando se enfría rápidamente un alimento muchas de las bacterias mesófilas que normalmente resistirían la temperatura de refrigeración, mueren como consecuencia del «choque de frío». Esto es más frecuente en Gram-negativas que en Gram-positivas.

Pre-congelación Es el tiempo que transcurre entre el momento en que el producto, a su temperatura original, es sometido a un proceso de congelación y el instante en que comienza la cristalización del agua (temperatura crioscópica)

Congelación La congelación consiste en la aplicación de temperaturas a los alimentos por debajo de cero grados centígrados, de forma que parte del agua del alimento se convierte en hielo. En cuanto más baja es la temperatura más se aleja de las condiciones ideales en las que pueden multiplicarse los microorganismos, por lo que el alimento se altera cada vez menos. Al mismo tiempo, como el agua se solidifica, se produce una desecación del alimento, lo que contribuirá de forma significativa a una mejor conservación.

La temperatura de elección a nivel internacional es de -18ºC/0ºF, ya que por debajo de ésta se estima que no es posible la proliferación de bacterias (significativamente). Después de la refrigeración, la congelación es el tratamiento que menos modificaciones produce en los alimentos. De forma que después de la descongelación los alimentos son casi idénticos a los productos crudos empleados como materia prima

El agua libre es removida de su posición normal dentro de los tejidos Se convierte en hielo Este proceso es parcialmente revertido durante la descongelación produciendo un exudado.

Curva de congelación El incremento de la concentración de solutos en la fracción de agua no congelada provoca el descenso del punto de congelación. En esta parte es en la que se forma la mayor parte del hielo. El alimento se enfría por debajo de su punto de congelación inferior a 0º C, el agua permanece en estado líquido AS: el alimento se enfría por debajo de su punto de congelación qf inferior a 0º C. En el punto S, al que corresponde una temperatura inferior al punto de congelación, el agua permanece en estado líquido. Este subenfriamiento puede llegar a ser de hasta 10º C por debajo del punto de congelación. SB: la temperatura aumenta rápidamente hasta alcanzar el punto de congelación, pues al formarse los cristales de hielo se libera el calor latente de congelación a una velocidad superior a la que este se extrae del alimento. BC: el calor se elimina a la misma velocidad que en las fases anteriores, eliminándose el calor latente con la formación de hielo, permaneciendo la temperatura prácticamente constante. El incremento de la concentración de solutos en la fracción de agua no congelada provoca el descenso del punto de congelación, por lo que la temperatura disminuye ligeramente. En esta fase es en la que se forma la mayor parte del hielo. La T aumenta hasta alcanzar el punto de congelación

Curva de congelación Continuación de la cristalización del agua y solutos. CD: uno de os solutos alcanza la sobresaturación y cristaliza. La liberación del calor latente correspondiente provoca el aumento de la temperatura hasta la temperatura del soluto. DE: la cristalización del agua y los solutos continúa. EF: la temperatura de la mezcla de agua y hielo desciende. En realidad la curva de congelación de los alimentos resulta algo diferente a la de las soluciones simples, siendo esa diferenciación más marcada en la medida en que la velocidad a la que se produce la congelación es mayor. La T de la mezcla de agua y hielo desciende Uno de los solutos alcanza la sobresaturación y cristaliza.

Crecimiento de cristales Cristalización Nucleación Crecimiento de cristales

Velocidad de congelación # de cristales de hielo Disminuye el tamaño de cristales La congelación lenta puede producir a un exudado excesivo en la descongelación, mientras que una congelación muy rápida permite preservar la textura de ciertos productos.

Congelación lenta La cristalización extracelular aumenta la concentración local de solutos lo que provoca, por ósmosis, la deshidratación progresiva de las células. Las células disminuyen considerablemente su volumen. Provocan afecciones en la textura Cristales mas grandes Aparición de exudados durante la descongelación

Congelación rápida La cristalización se produce casi simultáneamente en los espacios extracelulares e intracelulares. Las afecciones sobre el producto resultaran considerablemente menores Velocidades de congelación muy elevadas pueden provocar en algunos alimentos, tensiones internas que pueden causar el agrietamiento o rotura de sus tejidos Cristales mas pequeños

Durante la congelación la carga microbiana continua disminuyendo Durante la congelación la carga microbiana continua disminuyendo. Sin embargo, las actividades enzimáticas de las bacterias pueden continuar dando lugar a más deterioro. Tras la congelación los microorganismos supervivientes pueden desarrollarse en un ambiente en el que la rotura de la integridad estructural del alimento como consecuencia de la congelación puede producir un ambiente favorable para el deterioro microbiano. La congelación detiene el crecimiento de todos los microorganismos. Los superiores (hongos, levaduras, helmintos) son más sensibles que las bacterias y mueren. La congelación puede producir lesiones subletales en los microorganismos contaminantes de un alimento. Este aspecto hay que considerarlo al hacer control microbiológico.

Ultracongelación Es un proceso de descenso muy rápido de temperatura por debajo de la temperatura de congelación, hasta una temperatura entorno a los -40ºC . Posteriormente se almacenan los alimentos a una temperatura superior ya estabilizada siendo las más habituales entre -18ºC y los -22ºC. Este proceso se realiza en cuestión de minutos así se mantienen las propiedades físicas, texturas olores y bioquímicas (nutrientes vitaminas de los alimentos) .

El proceso de ultra congelación en la industria alimentaria es un proceso común que se aplica a múltiples productos como Pan Carne Pescados Vegetales Precocinados Actualmente con la ultra congelación no solo se trata de evitar el crecimiento de microorganismos, ni la actividad de las enzimas, sino que se trata de evitar la pérdida de nutrientes esenciales, y mantener las principales características la textura y el olor de los alimentos congelados. 

Bibliografía Barreiro, J. A., & Sandoval, A. J. (2006). Operaciones de conservación de alimentos por bajas temperaturas. Equinoccio.