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Otros métodos de conservación: Irradiación - Pulsos Eléctricos - Pulsos Luminosos

Técnicas Avanzadas de Procesado y Conservación de Alimentos. Blanco, C.; Gómez, Manuel; Ronda, F.; Caballero, P. Universidad de Valladolid. 2006
by

Diego A. Fernandez

on 19 May 2013

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Transcript of Otros métodos de conservación: Irradiación - Pulsos Eléctricos - Pulsos Luminosos

Irradiación es exposición a radiación.

Hay 3 tipos de irradiación utilizados en la industria de alimentos:

•Rayos Gamma a partir de Co-60 ó Cs-137.
•Rayos X – Equipos eléctricos que se prenden y apagan.
•Pulsos electrónicos de alta energía (Partículas B ). El modo en que actúan las radiaciones ionizantes debe considerarse en 3 etapas:

1.La acción física primaria de la radiación en los átomos.

2.Las consecuencias químicas de esta acción física: cambios, biodisponibilidad.

3.Las consecuencias biológicas en las células del alimento u organismo contaminante. La energía de los fotones o de las radiaciones ionizantes se expresa en electronvoltios (eV). 1 eV equivale a la energía cinética ganada por un electrón al ser acelerado a través de la diferencia de potencial de 1 voltio.

Cuando la radiación penetra al interior de un alimento, la energía absorbida o dosis absorbida se expresa en Grays (Gy) donde 1 Gy equivale a la energía de 1J/Kg. 1. La acción física primaria de la radiación en los átomos.

Los fotones de rayos Gamma ó X tienen mayor poder de penetración que el haz de electrones. Sin embargo los cambios químicos inducidos por estas 3 formas de radiaciones ionizantes son los mismos.

En estos equipos la energía se ha limitado a:
• 5 MeV en el caso de los Rayos X.
• 10 MeV en el caso de las partículas Beta β.
• Mucho menores en el caso de los Rayos Gamma.

El motivo: no interferir con el núcleo.
2. Las consecuencias químicas de esta acción física: cambios, biodisponibilidad.

Los iones y moléculas en excitación contienen anormales cantidades de energía, la cual se perderá a través de una combinación de procesos físicos (Fluorescencia, conversión en calor, transferencia a moléculas vecinas) y reacciones químicas. Estos efectos ocurren muy rápidamente (10-2 seg.) dependiendo de la cantidad de agua y componentes sólidos del alimento.

Se altera la textura, aparecen aromas indeseables, se pierden vitaminas y se pierde valor nutricional.
3.Las consecuencias biológicas en las células del alimento u organismo contaminante.

El mayor propósito de la irradiación de alimentos es causar alteraciones en las células vivas: organismos contaminantes, bacterias, insectos, o células de organismos vivos como las de las frutas y vegetales.

La radiación ionizante es letal para todas las formas de vida y esta dosis letal es inversamente proporcional al tamaño y complejidad del organismo.

ORGANISMO DOSIS LETAL (KGy)
Mamíferos 0.005 – 0.01
Insectos 0,01 – 1.0
Bacterias vegetativas 0.5 – 1.0
Bacterias esporuladas 10 – 50
Virus 10 - 200

1.FUENTE DE ISÓTOPOS

•C0 59 es el precursor del Co 60 que al convertirse en Ni 60 emite una radiación Gamma (1.17 MeV) y tiene 5.2 años de vida media. Es insoluble en agua.

•Cs 137 que se convierte en Ba137 emitiendo una radiación Gamma (0.062 MeV) y tiene 30 años de vida media.

•El Co emite radiación en todas las direcciones, las dosis son bajas y se requiere alrededor de una hora para completar el tratamiento que puede ser continuo o por batch.

2. EQUIPOS DE RAYOS X
EQUIPOS DE HAZ DE ELECTRONES

•Electrones acelerados a la velocidad de la luz. El Dynamitron es un irradiador de electrones produciendo energías de hasta 4.5 MeV.
•Tiene poca capacidad de penetración hasta 4 cm. por lo que solo se recomienda para tratamientos de superficie.

•Cuando los electrones chocan con un objetivo producen rayos X pero con muy baja eficiencia. Dependiendo de la energía de los electrones y del número atómico del material objetivo. En la práctica los Rayos X se producen bombardeando electrones de alta energía hacia una placa metálica (Tungsteno NA 74), en cuyo caso 10 MeV logran una eficiencia del 32%.

•Los rayos X y partículas B brindan dosis más altas que los isótopos por lo que los tiempos de exposición se reducen a segundos, tienen además la ventaja de que pueden direccionarse. • El contenido mineral no se ve afectado a pesar de que puede cambiar el estado en el que los minerales se encuentren, afectando por ello su biodisponibilidad.

• La ruptura de los enlaces glicosídicos en almidones, pectinas , celulosa; lo cual reduce la viscosidad, pérdida de textura y ablandamiento de las frutas.

• Una dosis de hasta 35 KGy no altera la calidad nutricional de las proteínas, sin embargo, algunas características como la formación de espuma durante el batido de las clara de huevo, sí se ven afectadas.

• En alimentos con elevado contenido de grasas insaturadas, se aceleran las reacciones de autooxidación lo cual se agrava cuando se irradia en presencia de oxígeno.

• La pérdida de vitaminas puede acelerarse por la dosis de irradiación. •Electron Spin Resonance (ESR) , detecta radicales libres producidos por la radiación. Estos tienen muy corta vida en los alimentos de alta humedad, sin embargo en alimentos con alto contenido de materia seca como huesos, semillas, nueces, azúcar, los radicales libres permanecen estables por largo tiempo.

•Técnicas de luminiscencia.

•Métodos químicos que detectan subproductos de la radiólisis de los lípidos, pej: 2-alcali –ciclo-butanonas.

•Detección de ADN. Conservación por irradiación y pulsos eléctricos. • Depende de la legislación de cada país.
• Hay países que la permiten pero no lo utilizan.
• Como principio general se ha limitado la dosis a 10 KGy, lo cual significa que la radapertización no es viable.
• La irradiación permite los siguientes objetivos:
Extender la vida útil.
Prevenir las enfermedades transmitidas por alimentos.

Los tratamientos se clasifican como:
Radapertización: Los microorganismos son indetectables (25 – 50 KGy).
Radatización: Reducir el # bacterias formadoras de esporas a niveles indetectables (2 – 8 KGy).
Radurización: Reducir el # de microorganismos viables (1 – 5 KGy). Inhibición en la germinación de los tubérculos a 0.03 – 0.25 KGy, lo cual ocurre por medio de dos mecanismos: impidiendo la síntesis de las hormonas de crecimiento y suprimiendo la síntesis de ácidos nucleicos en los tejidos del brote.

Retraso en la maduración y senescencia, en la s frutas climatéricas dosis de 2 Kgy o menores sirven para retrasar la maduración o extender el periodo preclimatérico de vida de la fruta no madura. Para las frutas y vegetales no climatéricos, la irradiación retrasa la senescencia.

Desinfestación de insectos, dosis de 0.1 – 1.0 KGy detienen la reproducción y desarrollo de larvas.

Eliminación de parásitos, protozoos unicelulares y parásitos intestinales (helmintos). APLICACIONES Y USOS POTENCIALES MÉTODOS PARA DETECTAR ALIMENTOS IRRADIADOS EFECTOS EN LAS PROPIEDADES DE LOS ALIMENTOS EQUIPOS APLICACIONES EN PESCADOS Y MARISCOS

Irradiación de hasta 5 KGy prolonga hasta 1 mes la vida útil de estos productos previamente eviscerados en refrigeración.

Consideraciones especiales para pescados grasos o con alto contenido de carotenoides como es el caso el salmón. APLICACIONES EN FRUTAS Y VEGETALES

Se usa para extender la vida útil, control de hongos patógenos y desinfectación de insectos. La dosis varía de 7.5 KGy en cítricos a 0.1 KGy en paltas.

Cambios en la textura como resultado de la des polimerización de la celulosa.

OTRAS APLICACIONES

Bulbos y tubérculos.
Especies y hierbas.
Cereales, 0.75 KGy permite controlar el Bacillus Subtilis incrementando la vida útil del pan. En el caso del pan de molde, una dosis de 5 KGy controla el crecimiento de hongos. DEFINICIONES Electronvoltio y Grays ¿Cómo actúa la irradiación? APLICACIONES EN CÁRNICOS

La aparición de sabores y olores indeseables obligan a realizar la irradiación a temperaturas muy bajas, presiones de vacío y atmósferas libres de oxígeno, a pesar de que algunos de estos aromas pueden desaparecer al cabo de pocos días.

Dosis de 0.2 – 2.5 KGy incrementan la vida útil de 2 a 3 veces sin afectar la calidad sensorial. Se persigue eliminar los patógenos en células vegetativas.

Se prefiere irradiar el producto ya envasado, listo para su venta.
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