Tema 7: Tecnología de Bebidas

Presentación del tema: "Tema 7: Tecnología de Bebidas"— Transcripción de la presentación:

1 Tema 7: Tecnología de Bebidas
Agua Agua Mineral Refrescos/ Agua Saborizada Gaseosas Jugos de fruta a) No Alcohólicas Cerveza Vino Bebidas espirituosas b) Alcohólicas Baja graduación Alta graduación

2 En la actualidad el agua cubre el 71% de la superficie terrestre.
Océanos Glaciares y casquetes polares Depósitos subterráneos Lagos, atmósfera, embases, ríos Se estima que aproximadamente: el 70% del agua dulce es consumida por la agricultura. el 20% es consumida por la industria, empleándose en: la refrigeración, el transporte y como disolvente de una gran variedad de sustancias. el consumo doméstico absorbe el 10% restante.

3 Aguas - Clasificación Según su origen, las aguas pueden clasificarse de la siguiente forma: Aguas de manantiales y vertientes. Son las que surgen de suministros naturales. Aguas subterráneas. Son aquellas que se extraen a través de perforaciones realizadas por el hombre. Aguas superficiales. Las que se obtienen en forma mecánica de ríos, arroyos y lagos.

4 Legislación “Agua potable de suministro público y Agua potable de
uso domiciliario, se entiende la que es apta para la alimentación y uso doméstico: no deberá contener substancias o cuerpos extraños de origen biológico, orgánico, inorgánico o radiactivo en tenores tales que la hagan peligrosa para la salud. Deberá presentar sabor agradable y ser prácticamente incolora, inodora, límpida y transparente.” Art del Código Alimentario Argentino. Este tipo de agua es la conocida como agua de red. Se entiende por “agua de bebida envasada o agua potabilizada envasada a un agua de origen subterráneo o proveniente de un abastecimiento público, al agua que se comercialice envasada en botellas, contenedores u otros envases adecuados, [...].” Art 983 del Código Alimentario Argentino. Características físicas: Turbiedad: máx. 3 N T U: Color: máx. 5 escala Pt-Co; Olor: sin olores extraños. Características químicas: pH: 6,5 - 8,5;

5 Se entiende por “Agua mineral natural un agua apta para la bebida, de origen subterráneo, procedente de un yacimiento o estrato acuífero no sujeto a influencia de aguas superficiales y proveniente de una fuente explotada mediante una o varias captaciones en los puntos de surgencia naturales o producidas por perforación.” Art CAA. Con la denominación de “Agua mineralizada artificialmente se entiende al producto elaborado con agua potable adicionada de minerales de uso permitido, gasificada o no, envasada en recipientes bromatológicamente aptos, de cierre hermético e inviolable.” Art 995 – CAA

6 Materias primas composición tratamientos:
ELABORACION DE AGUA MINERAL NATURAL Materias primas composición tratamientos: Agua mineral natural Botella de plástico (PE, polietileno de alta densidad, (PET, tereftalato de polietileno) Para determinar las características del agua y comenzar la tramitación para que el agua pueda ser declarada “agua mineral natural” se le deben realizar estos análisis: ● Bacteriológicos. ● Físico-químicos.

7 Tabla 2. Composición química cuantativa (aniones)
Tabla.1 Análisis bacteriológicos Análisis realizados Resultados obtenidos Bacterias aerobias a 22°C a las 72 horas en ml Bacterias aerobias a 37°C a las 24 horas en 1 ml Coliformes totales en 250 ml Escheríchia coli en 250 ml Salmonella en 100 ml Estreptococos fecales ml Clostridios sulfito-reductores en 50ml Pseudomonas aeruginosa en 250 ml Tabla 2. Composición química cuantativa (aniones) Aniones mg/1 meq/1 Porcentaje de meq/1 Bicarbonatos(CO3H-) 289,3 4,74 74,29 Carbonatos (CO3-) 0,0 0,00 Sulfatos (SO42-) 6.5 0,14 2,20 Cloruros (Cl-) 41,1 1,16 18,18 Nitratos (NO3-) 19,0 0,31 4,86 Fluoruros (F-) 0,6 0,03 0,47 Yoduros (I-) < 0,01 0.00 Nitritos (NO2-) <0,02 Total 6,38 100 ± 0,03

8 Tabla2. Análisis físico-químico
Análisis realizados Resultados obtenidos Temperatura "in situ" °C Materias en suspensión No se aprecian Olor No se aprecia Sabor No se aprecia pH ,01 Conductividad a 20°C mmS /cm Residuo seco a 180°C mg/1 Residuo seco a 260°C mg/1 Oxígeno disuelto (02) ,7 mg/1 Anhídrido carbónico libre (CO2) mg/1 Sulfuro de hidrógeno (SH2) ,05 mg/1 Alcalinidad (T.A.) (CO3Ca) ,0 mg/1 Alcalinidad (T.A.C.) (CO3Ca) ,5 mg/1 Dureza total (°F) ,7 Sílice (SiO2) ,8 mg/1 Fosfatos (P) < 0,5 mg/1 Nitrógeno total (N) < 0,02 mg/1 1

9 Tabla 4. Composición química cuantitativa (cationes)

10 Tabla 6. Posibles contaminantes

11 Tabla 7 Componentes orgánicos
Plaguicidas órgano fosforados < 0,1 mg/L

12 Art 986 - (Res MSyAS N° 209 del ) "Clasificación: las aguas minerales naturales se clasificarán de la siguiente manera: De acuerdo al grado de mineralización determinado por el residuo seco soluble a 180°C: a) Oligominerales: residuo: entre 50 y 100 mg/l b) De mineralización débil residuo: entre 101 y 500 " c) De mineralización media residuo: entre 501 y 1500 " d) De mineralización fuerte residuo: entre 1501 y 2000 "

13 Tecnología Fuente Las aguas minerales naturales deben captarse exclusivamente de fuentes oficialmente reconocidas. La descripción de la fuente descripción hidrológica. El acuífero más adecuado debe ser profundo, con un tiempo largo de residencia y pocas fisuras o grietas. las características fisicoquímicas del agua los análisis microbiológicos, los niveles de sustancias tóxicas la ausencia de contaminación estabilidad de la fuente.

14 Captación Es el conjunto de operaciones requeridas para la obtención de aguas subterráneas o superficiales a través de tuberías, filtros y bombas extractoras. La extracción de aguas subterráneas se realiza por medio de perforaciones que se ejecutan desde la superficie. Las cañerías empleadas deben ser inalterables, y no traspasar al agua sustancias objetables en cantidades superiores a las permitidas. Los pozos verticales construidos mediante máquinas perforadoras constituyen los sistemas de captación de aguas subterráneas más extendidos.

15 Tratamiento del agua: floculación
El agua procedente de las tuberías es sometida a un proceso de floculación y de coalescencia creándose flóculos por la acción de los reactivos empleados. A continuación, el agua cargada de flóculos comienza a circular lentamente a través de los decantadores depositándose progresivamente en el fondo de las cubetas y formando un manto de lodos. Posteriormente y, de forma regular, los lodos son tratados y eliminados de forma adecuada. 

16 Tratamiento del agua: Filtración
El objetivo tecnológico es la eliminación de elementos inestables y la filtración no debe pretender mejorar la calidad bacteriológica del agua. Actualmente se utiliza una filtración rápida con arena consistente en un lecho de doble capa filtrante compuesto por una capa gruesa de carbón de antracita machacado sobre una capa de arena más fina. El carbón grueso separa la mayor parte del sedimento y la capa de arena efectúa una separación de partículas más pequeñas. Filtros de gravedad

17 Filtración con membranas
En algunos países se permite una microfiltración, ultrafiltración o la ósmosis inversa a través de membranas para retener microorganismos, partículas en suspención o sales disueltas, dependiendo del proceso empleado. Módulos de membrana en serie. Filtros de microfiltración comerciales Cartuchos espiralados de membranas poliméricas

18 Tratamiento del agua: Desinfección
Para asegurar la eliminación de los micro organismos en el producto. Se aplican métodos físicos o químicos: Métodos Físicos Radiación ultra violeta o radiación de longitud de onda corta. Tiene elevada eficacia para eliminar esporas y virus. Sin embargo, su aplicación es excepcional debido a su elevado costo. Métodos Químicos El cloro y sus derivados son los desinfectantes químicos más usados, aunque se emplean también otros reactivos químicos como el bromo, yodo, ozono y permanganato. El cloro comercial es más económico, y en estado gaseoso da como resultado un producto con una pureza generalmente superior al 99,5%. El cloro debe estar en contacto con el agua alrededor de 20 minutos para que esta se considere potable. Se utiliza para: eliminar olores y sabores decolorar evitar la formación de algas contribuir a quitar hierro y manganeso ayudar a la coagulación de materias orgánica

19 Carbón activado y filtros para la operación
El agua filtrada se somete a una cloración final para garantizar el mantenimiento de una carga de cloro residual a lo largo de la red de conducción.  Adsorción (purificación). Se realiza con carbón activado, que tiene la función de eliminar los compuestos orgánicos clorados que quedan como resultado de la desinfección a través del empleo de cloro. Elimina olores y sabores desagradables. Carbón activado y filtros para la operación

20 A lo largo de todo el proceso del tratamiento del agua se genera un importante volumen de lodos que es necesario acondicionar y tratar de forma adecuada. El paso final será su traslado y depósito como residuo a un vertedero autorizado. Usos: - Relleno de terrenos- fertilizantes: se debe realizar un tratamiento de eliminación de compuestos clorados o contaminantes - Producción de biodiosel (investigaciones en USA)

21 Adición o eliminación de CO2
El CO2 puede eliminarse de aguas naturales carbonatadas o bien añadirse, en cualquier caso esto debe quedar adecuadamente indicado en la etiqueta. La carbonatación es útil para reducir la cantidad de microorganismos y prevenir su crecimiento, pero jamás debe considerarse como un medio de desinfección. Carbonatación: Se emplea para este proceso gas dióxido de carbono (CO2), se lo hace pasar por el agua presurizado, lo que incrementa la solubilidad. En un recipiente con agua a alta presión se disuelve más CO2 que bajo condiciones atmosféricas normales, de modo que al reducir la presión, por ejemplo al abrir la botella, el gas se disocia de la solución, creando las burbujas características.

22 Envasado. Las aguas minerales naturales deberán ser envasadas en el lugar de origen (fuente), salvo que el agua se transporte desde la fuente y/o las captaciones hasta la planta de envasado mediante canalizaciones que eviten su contaminación microbiológica y no alteren su composición química. Las aguas de bebida envasadas deben suministrarse en recipientes destinados directamente al consumidor, y elaborados sólo con los materiales aprobados por el CAA. Los envases pueden ser de vidrio, de cloruro de polivinilo (PVC), de polietileno de alta o baja densidad (HDPE o LDPE) y de tereftalato de Polietileno. Las tapas también deben estar elaboradas con materiales aprobados por el CAA

23 Diagrama de flujo de producción

24 Bebidas Refrescantes El término de bebidas refrescantes engloba a las bebidas sin alcohol (incluyendo cerveza y vino sin alcohol y al agua, en su uso corriente se excluyen al té, café. Art 994bis - "Se entiende por Agua mineral aromatizada o saborizada el producto elaborado con agua mineral natural que cumpla con las exigencias del presente Código, adicionada de sustancias aromatizantes naturales de uso permitido. Art "Se entiende por Bebidas sin Alcohol o Bebidas Analcohólicas, las bebidas gasificadas o no, listas para consumir, preparadas a base de uno o más de los siguientes componentes: Jugo, Jugo y Pulpa, Jugos Concentrados de frutas u Hortalizas, Leche, Extractos, Infusiones, Maceraciones, Percolaciones de sustancias vegetales contempladas en el presente Código, así como Aromatizantes /Saborizantes autorizados. El agua empleada, en su elaboración deberá responder a las exigencias del Artículo 982 ó 985. Art 1005 - "Se entiende por Bebidas sin alcohol artificiales, gasificadas o no, aquéllas que se preparan con esencias artificiales o una mezcla de éstas con extractos naturales y/o esencias naturales y/o compuestos químicos aislados de las mismas.

25 Gaseosas La gaseosa, es una bebida saborizada, efervescente (carbonatada) y sin alcohol. Estas bebidas suelen consumirse frías, para ser más refrescantes y para evitar la pérdida de dióxido de carbono, que le otorga la efervescencia. El agua con CO2 produce un equilibrio químico con el ácido carbónico: H2O + CO2 <---> H2CO3 H2CO3 <---> H+ + HCO HCO3- <---> H+ + CO3= Algo de Historia… Comienza la fabricación de bebidas carbonatadas en Nueva York en 1832, cuando John Matthews inventa un aparato para mezclar agua con gas de CO2, y además agregarle sabor. En aquella época la gaseosa también se vendía en farmacias como remedio para curar diversos males. En 1886, un farmacéutico, llamado John S. Pemberton, experimenta con hierbas y especies como nuez de kola africana y la hoja de coca en Atlanta. El resultado, una bebida que bautizó Coca Cola. En 1898, un farmacéutico de Carolina del Norte, Caleb Bradham, busca un tónico para el dolor de cabeza a la que le agrega pepsina. En 1903, registró la marca de esta bebida como "Pepsi".

26 Ingredientes de las aguas saborizadas / refrescos
(Dióxido de carbono) Jarabe Aromatizantes: jugo de frutas, esencias (naturales o artificiales), extractos de hortalizas o hierbas, quinina (agua tónica) Azúcares: azúcar, jarabe de glucosa, jarabe de maíz de alta fructosa, edulcorantes como sacarina, aspartamo y acesulfama, sorbitol y manitol. Acidulantes: ácidos: ascórbico, cítrico, láctico, málico, tartárico, acético, fosfórico. Contribuyen a la calidad sensorial. Colorantes: tartaracina, amarillo quinolina, sunset yellow. Conservantes: ac. benzoico, 4-hidroxibenzoato de metilo, etilo o propilo, ácido sórbico, Antioxidantes: ác. Ascórbico, hidroxitolueno butilado, palmitato de ascorbilo, tocoferoles naturales o sintéticos. Emulsionantes: proteínas, ésteres de sacarosa Estabilizantes: extracto de quillay, goma guar (espesante) Espumantes: extracto de quillay, extracto de yuca.

27 Agua Es el componente mayoritario 90%, y la calidad tiene una repercusión directa sobre la calidad del producto. Pretratamiento: baja calidad: eliminación de partículas microscópicas y coloidales mediante coagulación y filtración, reducción de la dureza y ajuste de pH. Desairado se requiere para facilitar las operaciones posteriores de carbonatación y llenado. Con bajos niveles de aire la P parcial que hay que vencer es < y reduce los problemas de espumado durante el llenado. El grado de desairación necesario se calcula normalmente determinando antes el oxígeno disuelto (de 8-9 mg/l hasta 1 mg/l o menos). exceso se elimina con carbón activado granulado Desinfección Cloración (Cl2)

28 Edulcorantes: le confieren sabor dulce, según su procedencia se clasifican en:
Naturales: sacarosa (azúcar de mesa). Generalmente se utilizan otras azúcares, que endulzan menos, traen los mismos problemas de diabetes por gramo (es decir, que traen más problemas para el mismo sabor dulce), pero resultan más baratas. Actualmente la más utilizada es la fructosa (JMAF, jarabe de Maíz de Alfa Fructosa), también el jarabe de glucosa Sintéticos: son más baratos, pero pueden tener sabores no muy agradables, y algunos se relacionan con ciertos cánceres. Por ejemplo: Ciclamato(E 952) dulzor relativo: Gusto generalmente pobre, pero se mejora combinando con otros edulcorantes. Muy estable durante el procesado y almacenamiento. Hay dudas respecto de su seguridad. Acesulfamo K (E 950) dulzor relativo: Sinérgico con aspartamo, ciclamato y sarosa, pero no con sacarina. Regusto amargo-astringente. Estable en almacenamiento y tratamientos térmicos. Aporta iones K. Aspartamo (E 951), dulzor relativo: Buen gusto. Realza los aromas a frutas, Estable a los tratamientos térmicos, pero se degrada en el almacenamiento. No apto p personas con alteración metabólica fenilcetonuria. Sacarina: dulzor relativo: Tiene un fuerte regusto metálico (aunque puede enmascararse): Sinérgico con la mayoría de los demás edulcorantes y azúcares. Buena estabilidad. Dudas sobre su seguridad. Neohesperidina: dulzor relativo: Tiene un gusto mentolado, mejora el gusto de los demás edulcorantes. Buena estabilidad Para formulaciones bajas en calorías:

29 Naturales, pero que no aportan glucosa:
los glucósidos steviósidos obtenidos de la planta Stevia rebaudiana no aumentan la glucemia, dulzor relativo: Tiene un regusto amargo que limita sus aplicaciones. Relaza algunos aromas a frutas. Se degrada algo durante el almacenamiento, especialmente en presencia de ac. fosfórico. Sucralosa (E955): dulzor relativo , sabor parecido a sacarosa, Sinérgico con otros edulcorantes, pero no con la sacarosa. es termoestable y resiste las variaciones del pH. Se fabrica por halogenación selectiva de sacarosa, reemplazando los tres grupos hidroxilo de la molécula por cloro. La molécula de sucralosa tiene la particularidad de ser inerte y atravesar el organismo sin alterarse, sin metabolizarse (se elimina del organismo) Taumatina E 957. Dulzor relativo Regusto agridulce. Sinergismo con acetulfama K, sacarina y esteviósido, pero no con ciclamato o aspartamo. Relativamente estable, pero se desnaturaliza a altas temperaturas, puede co-precipitar con edulcorantes sintéticos. Se obtiene a partir del fruto del Katemfe de África Occidental

30 Uso de colorantes en refrescos
Clase de Colorante Propiedades y Limitaciones Antocianos Atractivos colores (rojo, azul, púrpura) de apariencia natural. Tendentes a la decoloración, especialmente por la luz y por la interacción con el sulfito y con el ascorbato Colorantes azoicos Colores subidos, pueden considerarse chillones, pero populares entre los niños. Estables durante el almacenamiento . Se emplean mucho los artificiales. Existen dudas sobre la seguridad de todos los colorantes cromáticos (tartracina). Caramelo Utilizado solo en bebidas oscuras y densas como las colas y cervezas sin alcohol. Estable al almacenamiento. Seguros Carotenoide Los sintéticos tienen un atractivo color «natural» anaranjado- rojizo. Relativamente estables. Liposobles y requieren una preparación especial para ser incorporados en refrescos. Clorofila Color «suave natural» pero inestable en condiciones ácidas y frente a la luz. Sólo está autorizado en un limitado número de países, aunque no se han demostrado problemas con la salud. Colorantes poliméricos Relativamente caros, pero de mejores propiedades que los colorantes naturales. No se conocen problemas asociados con su consumo.

31 Uso de conservantes Conservante Propiedades y limitaciones
Ac. benzoico y benzoato Se emplea la sal sódica (+ soluble). Máxima actividad a valores de pH inferiores a 3. Eficaz frente a amplio rango de microorganismos. Sinérgico con el SO2. Alergénico. Parabenes (esteres del ác. p-hidroxibenzoico) R: -CH3 -C2H5 - C3H7 Más eficaces que el ac- benzoico a pH >3. La actividad antimicrobiana aumenta con a long. de la cadena ( metil propil) aunque disminuya la solubilidad, Alergénicos. Acido sórbico y sorbato Se usa como ´sal de Na, K o Ca. Más eficaz a valores bajos de pH, activo hasta pH Alergénico, no admitido como sustancia Gras. Dióxido de azufre Normalmente empleado en forma de sal, como metilbisulfito sódico. Más efectivo a pH inferior a 4 y frente a las levaduras, mohos y bacterias gram-neg. Pérdida de actividad por unión a componentes de las frutas p formar sulfitos. Produce olores q pueden detectarse. Alegénico.

32 Diagrama de flujo de elaboración de un refresco
Ingredientes del jarabe Pre tratamiento del agua Preparación del jarabe Desaireación del agua Mezclado Enfriamiento y (carbonatación) Pasteurizado Este tratamiento puede aplicarse después del embotellado o de un modo continuo, mediante un intercambiador de placas Embotellado/envasado aséptico

33 Bebidas enriquecidas o nutréuticas
Bebidas deportivas Las más comunes para reponer sales que se formulan para facilitar la rehidratación tras, o durante, una actividad física intensa. Se conocen como bebidas isotónicas o equilibradoras de electrolitos En realidad, los electrolitos están presentes en la formulación fundamentalmente para facilitar la absorción de agua. Los electrolitos principales son: Na y Cl y otros también presentes son: potasio, magnesio, calcio hierro, fosfatos y carbonatos. Los electrolitos se suelen estabilizar en forma iónica mediante la adición conjunta de ácido cítrico o málico . También se pueden incorporar carbohidratos como una fuente de energía pero es limitado, ya que grandes cantidades interfieren en la incorporación de agua. En ese caso se emplean maltodextrinas o fructosa También se incorporan vitaminas (C, B y E) Bebidas enriquecidas o nutréuticas Se entienden como aquellas que proporcionan algún beneficio a la salud o ejerce algún efecto terapéutico. Incluyen proteínas, minerales, vitaminas fibras.

34 Producto Año 2003 Año 2011 Gaseosas 64% 54% Jugos en polvo 10% 19%
Evolución del mercado de bebidas analcohólicas en Argentina Producto Año 2003 Año 2011 Gaseosas 64% 54% Jugos en polvo 10% 19% Aguas puras 12% Aguas saborizadas 1% Otras bebidas 13% 7% Bibliografía Bebidas. Tecnología química y microbiología. Varnam A.H., y Sutherland J.P. Editorial Acribia, Zaragosa, España (1994). Código Alimentario Argentino, on line.