Microbiología de alimentos Dr. Iván Salmerón UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE CHIHUAHUA FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS POR RADIACIONES Y NATURALEZA DE LA RESISTENCIA MICROBIANA A LA RADIACIÓN Microbiología de alimentos   Dr. Iván Salmerón I.Q. Ana Herrera 207531 9/05/2011

Radiación Emisión o propagación de energía a través del espacio o de un medio natural. Fig 1. Espectro electromagnético de frecuencias. Tomado de www.afinidadelectrica.com

En la conservación de alimentos las radiaciones de interés son los rayos ultravioleta, rayos X, y rayos gamma. Destruyen a los microorganismos sin elevar apreciablemente la temperatura: esterilización fría.

Radiación ultravioleta Radiación no ionizante Radiación ultravioleta Potente agente bactericida (240-280nm). No es ionizante. Absorbida por las proteínas y ácidos nucléicos (G-). Bajo poder de penetración (materiales opacos). Se emplea en la superficie de los alimentos.

Tomada de: Fraizer, W. y Westhoff, D Tomada de: Fraizer, W. y Westhoff, D. (1993) Capítulo 10: Conservación por irradiación. Microbiología de los alimentos. 4a edición. Editorial Acribia. pp. 215.

Radiación ionizante Esta radiación es muy efectiva, ya que provoca daños en el ADN celular, deteriorando la división celular; en dosis adecuadas se pueden llevar a cabo estos daños sin efectos significativos en el alimento. Tomada de: Doyle, M. y Beuchat, L. (2007). Chapter 32: Physical methods of food preservation. Food microbiology. 3rd edition, Editorial ASM Press. p.699

Tipos de radiaciones ionizantes Rayos X Ondas electromagnéticas, originadas en el interior de tubo de vacío mediante el bombardeo con rayos catódicos de un electrodo de un metal pesado. Poder de penetración considerable. Alto costo.

Tipos de radiaciones ionizantes Rayos gamma Radiaciones electromagnéticas emitidas por el núcleo excitado de elementos como el Co60 y el Cs137 (productos de la fisión atómica o desperdicios atómicos). Bajo costo. Excelente poder de penetración. No se regula su intensidad.

Ventajas Entre las ventajas que presenta la radiación ionizante se encuentran: Producción de cambios deseables en alimentos No induce la radiación en alimentos o en materiales de empaque. Es viable comercialmente.

Fundamentos microbiológicos La radiación ionizante pretende eliminar m.o. causantes del deterioro de alimentos o potencialmente dañinos para la salud del consumidor. Específicamente, el principal objetivo de la radiación es dañar el ADN en los cromosomas.

Fundamentos microbiológicos La radiación afecta de forma directa (ionización del ADN) o de forma indirecta por la radiolisis del agua, por los radicales libres como el OH (causante del 90% del daño del ADN), esta última predomina en células vivas.

Fundamentos microbiológicos La sensibilidad a la radiación se relaciona con el tamaño del genoma. 1 kGy= 105 rad. 1 rad = unidad equivalente a la absorción de 100 ergios / g de materia. Tomada de: Fraizer, W. y Westhoff, D. (1993) Capítulo 10: Conservación por irradiación. Microbiología de los alimentos. 4a edición. Editorial Acribia. pp. 221.

Fundamentos microbiológicos Las diferencias en la sensibilidad a la radiación se relacionan con las estructuras físicas y químicas y con la capacidad de recuperarse del daño de la radiación. 1 rad = unidad equivalente a la absorción de 100 ergios/g de materia. Tomada de: Jay, J.; Loessner, M.; Golden, D. (2005). Chapter 15: Radiation protection of foods, and nature of microbial radiation resistance. Modern Food Microbiology. 7th edition. Food Science Text Series. pp. 374. .

Fundamentos microbiológicos La destrucción de m.o. depende de: El tipo de m.o. (* virus > levaduras > mohos > G+ > G- y esporogenas > asporogenas) El número m.o. (# α efectividad) Composición del alimento (*proteínas) Presencia o ausencia de O2 (*ausencia) Estado físico del alimento (*desecación) Edad de los m.o. (*fase lag) * Se presenta la mayor resistencia

Pasos previos para irradiar alimentos Selección. Limpieza. Envasado. Blanqueo o tratamiento térmico.

Dosis requeridas para irradiar alimentos Dependiendo del objetivo de la irradiación será la intensidad de ésta. Tomada de: Doyle, M. y Beuchat, L. (2007). Chapter 32: Physical methods of food preservation. Food microbiology. 3rd edition, Editorial ASM Press. p.701.

Tomada de: Fraizer, W. y Westhoff, D Tomada de: Fraizer, W. y Westhoff, D. (1993) Capítulo 10: Conservación por irradiación. Microbiología de los alimentos. 4a edición. Editorial Acribia. pp. 224.

Fundamentos tecnológicos La dosis de irradiación depende del propósito. 1. Radurización (pasteurización): reducción del número de m.o. que ocasionan deterioro en alimentos. Extendiendo de 3 a 4 veces la vida de anaquel. Dosis de 0.75 a 2.5 kGy. 2. Radicidación (pasteurización): reducción del número de m.o. patógenos y parásitos, mejorando la inocuidad. Dosis de 2.5 a 10 kGy. 2. Radapertización (esterilización): reducción del número y/o actividad de m.o. viables, sin requerir un postprocesamiento (en condiciones adecuadas de almacenamiento). Dosis de 30 a 40 kGy.

Tomada de: Jay, J. ; Loessner, M. ; Golden, D. (2005) Tomada de: Jay, J.; Loessner, M.; Golden, D. (2005). Chapter 15: Radiation protection of foods, and nature of microbial radiation resistance. Modern Food Microbiology. 7th edition. Food Science Text Series. pp. 382. .

Efecto en la calidad de los alimentos La presencia, crecimiento o reproducción de m.o. e insectos y el deterioro del meristemo puede ser prevenido, por medio de la radiación ionizante confiriéndoles mejores atributos y ampliando así la vida en anaquel de los alimentos Tomada de: Doyle, M. y Beuchat, L. (2007). Chapter 32: Physical methods of food preservation. Food microbiology. 3rd edition, Editorial ASM Press. p.699

Efecto en la calidad de los alimentos Por otra parte, se pueden presentar efectos secundarios indeseables en los alimentos causados directa o indirectamente por la radiación. Esto depende de la dosis de radiación, temperatura, cantidad de O2, contenido de humedad existente y otros. Tomada de: Jay, J.; Loessner, M.; Golden, D. (2005). Chapter 15: Radiation protection of foods, and nature of microbial radiation resistance. Modern Food Microbiology. 7th edition. Food Science Text Series. pp. 386. . Ej: colores, olores, sabores, palatabilidades indeseables y/o pérdida de vitaminas.

Tomada de: Jay, J. ; Loessner, M. ; Golden, D. (2005) Tomada de: Jay, J.; Loessner, M.; Golden, D. (2005). Chapter 15: Radiation protection of foods, and nature of microbial radiation resistance. Modern Food Microbiology. 7th edition. Food Science Text Series. pp. 390. .

Bibliografía Fraizer, W. y Westhoff, D. (1993) Capítulo 10: Conservación por irradiación. Microbiología de los alimentos. 4a edición. Editorial Acribia. pp. 211-224. Tucker, G. (2008). Chapter 9: Novel commercial preservation methods. Food biodeterioration and preservation. 1st edition, Editorial Blackwell publishing. p.221-228 y 235-241. Doyle, M. y Beuchat, L. (2007). Chapter 32: Physical methods of food preservation. Food microbiology. 3rd edition, Editorial ASM Press. p.698-702. Jay, J.; Loessner, M.; Golden, D. (2005). Chapter 15: Radiation protection of foods, and nature of microbial radiation resistance. Modern Food Microbiology. 7th edition. Food Science Text Series. pp. 371-391.