Historia de la conservación de los alimentos 2ª

Nicolas Appert (1749-1841) fue el primer elaborador de latas de conserva, tal como se realiza en el hogar hoy en día. Utilizó el baño maría para conservar alimentos cocinados, guardados en botellas de cristal que luego tapaba con corchos encerados. El descubrimiento de Appert, ideado para las despensas de los ejércitos, no fue utilizado por la Gran Armée, quizás por la fragilidad del envase, o porque, de quedar aire en el interior, tal como sucede en las conservas caseras, el contenido se arruina, pudiendo ser colonizado por las bacterias causantes del botulismo.

Objetivo que persigue la conservación de los alimentos.

El objetivo que persigue la conservación de alimentos es evitar que sean atacados por microorganismos que originan la descomposición, y así poder almacenarlos, por más tiempo.

Conservación por frío.

La aplicación del frío es uno de los métodos más extendidos para la conservación de los alimentos. El frío va a inhibir los agentes alterantes de una forma total o parcial.

Las ventajas son numerosas, por un lado permiten conservar los alimentos a largo plazo, principalmente a través de la congelación.

• Refrigeración:

Es un método que permite conservar los alimentos durante un tiempo de días o

semanas.

La temperatura de la refrigeración reduce la velocidad de crecimiento de los microorganismos termófilos y muchos de los mesófilos, en cambio los de tipo psicotrofos pueden multiplicarse.

Cuando refrigeramos debemos controlar los siguientes factores:

- Temperatura: la temperatura óptima oscila entre 0-5°C.

- La humedad, ya que si el ambiente es muy seco se reproducirá paso de humedad desde el alimento al medio.

- La luz, pues las cámaras de refrigeración son oscuras para evitar la oxidación, principalmente de las grasas.

- La composición de la atmósfera, ya que si aumenta la concentración de monóxido de carbono, se retrasa el periodo de maduración. Y si aumenta la concentración de oxígeno, la aceleramos.

• Congelación:Es un método adecuado para la conservación de alimentos a largo plazo, ya que
  mantiene perfectamente las condiciones organolépticas y nutritivas de los alimentos.
  A pesar de las bajas temperaturas, todavía existe en el alimento agua líquida, ya
  que a las temperaturas de congelación ( -18°C) no todo el agua está congelada.
  Algunas de las alteraciones que pueden tener los alimentos sometidos a
  congelación son:
  - Quemadura por frío.
  - Modificaciones químicas:
  • Enraciamiento de las grasas.
  • Cambios de color.
  • Pérdidas de nutrientes.
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Historia de la conservación de los alimentos 1º

Se desconoce cuándo se comenzó a almacenar y conservar alimentos para poder ingerirlos sin que se estropearan. Aunque los cazadores- recolectores se desplazaban buscando alimento y mejores refugios, la verdadera necesidad comenzó durante el neolítico. A partir de ésta época, el aumento de la población obligó a utilizar la ganadería y la agricultura como sostén de las sociedades, con lo que había que almacenar grandes cantidades de alimentos para los tiempos de escasez. Los excedentes de las buenas cosechas se intercambiaban con otros productos de los pueblos lejanos.

El secado, ahumado, curado y salado han sido procesos de conservación muy comunes desde tiempos muy remotos. Según las zonas geográficas se utilizaban unos y otros, pues no es lo mismo intentar secar carne o pescado en África que en el norte de Europa, donde ahumaban más alimentos. En Mesopotamia era común el secado y en las costeras la salazón.

La conservación por el frío, solo se puede practicar en regiones en las que la mayor parte del año las temperaturas son bajas. Durante el invierno las provisiones se conservan muy bien al aire libre, si se colocan lejos de los animales carnívoros. También se utilizaban cavidades en el suelo helado o grutas naturales.

El secado se realizaba al aire libre, al solo en un lugar cerrado bajo la acción del sol. En las regiones árticas de América se realizaba el secado de la carne y luego se reducía a polvo. También se realizaba el secado del pescado en muchas regiones. Los cereales también hay que secarlos, así como otras plantas, dejándolos al aire libre. El ahumado, de todo tipo de animales, no ha sido tan frecuente como el secado. Las zonas donde más se ha realizado son en Europa, América del Norte y Polinesia. Consiste en colocar colgados los restos de los animales bajo una hoguera que despida mucho humo.

Por otra parte, son muy importantes los recipientes para poder conservar los alimentos. Los graneros aparecieron durante el neolítico y consistían en una construcción aislada e independiente. En el Egipto prehistórico ya se utilizaban. También los recipientes de la vida diaria eran muy importantes, tanto los permeables (cestos, cajas, arcas...), como los impermeables. En esto último fue básica la invención de la cerámica, pero ya antes se utilizaba el cuero o la madera para fabricar recipientes que soportaran líquidos.

USO DEL HIELO EN PRODUCTOS HIDROBIOLÓGICOS 2º

SISTEMAS DE PRESERVACIÓN:

Agua: medio (Refrigerante:Pescado)

Tiene como principio maximizar los puntos de contacto “medio refrigerante : pescado “. Se aplica para pequeños pelágicos, inclusive para merluza.

Generalmente en embarcaciones mayores de 100 TON de capacidad de bodega. Este sistema facilita la descarga del pescado al utilizar bombas absorbentes.

SISTEMA AGUA:HIELO:PESCADO.

Cremoloda:

El pescado es depositada en una mezcla de agua : hielo y la homogenización de la temperatura de la mezcla es debido solamente al movimiento de la embarcion durante la travesía.

Con este método es difícil equilibrar la temperatura de la mezcla agua : hielo (ocupa la tercera de la bodega).

Agua de Mar enfriada:

Al igual que el método anterior, el pescado es depositado en la mezcla agua : hielo , pero, la homogenización de la temperatura es debido a un compresor, que inyecta aire comprimido por el fondo de la bodega a través de un sistema e tuberías con agujero.

Es necesario una mayor cantidad de hielo comparado con el método cremolada.

SISTEMA AGUA:REFRIGERANTE:PESCADO

Agua de Mar Refrigerada:

El agua de mar es enfriado por un equipo mecánico de refrigeración.

El agua de mar puede ser enfriada de dos maneras:

Por un sistema de tuberías - serpentines enfriadores.

Por un sistema de intercambiadores de calor.

La cantidad necesaria de agua para cada bodega es de ¼ a 1/5 del volumen de la bodega aproximadamente. Este sistema permite conseguir temperaturas de hasta -1°C.

CONGELACIÓN:

Es un proceso que consiste en aplicar bajas temperaturas con la finalidad de congelar el agua tisular del pescado y a su vez aumentar el tiempo de almacenamiento por periodos bastantes largos (generalmente de 6 a 12 meses aproximadamente) de manera que no se modifique sustancialmente la estructura química del producto.

También se define como la aplicación de temperaturas bajas en el producto de manera que el centro térmico llegue a temperaturas como mínimo de almacenamiento.

El centro térmico es el lugar que se enfría mas lentamente. En el pescado no tiene un punto definido, debido a la presencia de sólidos disueltos, a la naturaleza del agua ligada y al radio medio que depende de la forma del pescado.

La congelación se debe a su poder congelador a dos efectos.

Eliminación del agua liquida por transformación en hielo, deteniendo toda actividad Enzimática.

Efecto térmico con enfriamiento de los productos tratados hasta zonas de temperatura, en las que las actividades biológicas están muy reducidas.

“congelación” es el termino general empleado para designar el cambio de estado liquida en hielo, mientras el termino “ultra congelación” construye una etiqueta que garantiza que le pescado ha sido congelado “lo mas rápido posible” a una temperatura inferior a 18°C y almacenado por debajo de esta temperatura.

CURVA DE CONGELACIÓN:

I FASE II FASE III FASE

Enfriamiento Zona de Máxima Sub

Cristalización de hielo enfriamiento

En esta curva de congelación hay tres fases:

Fase I o etapa de enfriamiento desde A hasta B.

Fase II o zona de máxima cristalización desde B hasta C.

Fase III o zona de sub-enfriamiento desde C hasta D.

En el punto A aproximadamente empieza el enfriamiento de pescado o marisco y termina en el punto B.

En esta fase I se elimina el calor sensible del producto y hay una mayor variación de temperatura.

En el punto B el agua libre de constitución del pescado empieza a congelarse a una temperatura de -1°C o -2°C. A este punto también se le conoce como punto “punto de inicio de congelación”, el cual depende de la concentración de sus sales.

En el punto C a -5°C se produce a una máxima formación de los cristales de hielo, por lo que se le denomina como “punto de congelación final”. El tramo de B a C se llama “zona de máxima cristalización”. La forma de esta zona varia de acuerdo al porcentaje del contenido del agua del pescado.

En la FASE I, los microorganismos y enzimas están totalmente activas. El paso por los puntos A y B es muy importante para la buena calidad del producto. Por eso debe hacerse en muy corto tiempo el enfriamiento hasta temperaturas cercanas al punto de congelación.

En la FASE II, el 80 % del agua de pescado se convierte en hielo. Esta fase es muy importante para la formación para la formación del tipo de cristales de hielo (dentro o fuera de la célula), la cual depende de la velocidad de eliminación del calor latente en forma rápida o lenta.

En la FASE III, se debe poner atención a que temperatura termina la congelación del pescado. Esta temperatura debe ser igual o un poco mas baja que la temperatura de la cámara de almacenamiento.

La temperatura final de congelación se refiere a la temperatura de la parte central del cuerpo del pescado mas lentamente durante el proceso de congelación.

CONGELACIÓN RAPIDA Y LENTA:

La definición científico de congelación rápida es pasar la zona de máxima cristalización en 30 minutos. En la congelación rápida, se forma muy pequeños cristales de hielo en el interior de la célula y no causan ningún daño en los tejidos del pescado.

En cambio la congelación lenta se conoce como el paso de la máxima cristalización por mas de 30 minutos y se producen pocos y grandes cristales de hielo fuera de la célula.

En la congelación extracelular se forma el primer hielo fuera de la célula y aumenta su crecimiento por la emigración del agua intracelular hacia la pared externa de la célula. Esta emigración de agua se condesa en la superficie del hielo, aumentando su tamaño. La carne congelada extracelularmente y almacenada por largo tiempo produce una liberación de fluidos en la descongelación, porque el hielo extracelular una vez fundido no regresa a las células permanece fuera de ellas, dando lugar al drenado de agua de fusión del hielo, y así una textura de la carne mas acuosa, áspera al tacto, menos sabrosa, mas dura y mas seca después de la cocción.

La congelación intracelular es favorecida por el enfriamiento rápido a una temperatura baja, para evitar y minimizar la oportunidad de la deshidratación celular, de ahí que no tiene lugar los cambios que ocurren en la congelación extracelular.

ANÁLISIS DE LA CURVA DE CONGELACIÓN

La zona de -1 a -5°C es una zona de temperatura en la cual el calor latente del pescado se libera.

Normalmente es la zona de máxima formación del hielo. Esta zona también se le conoce como zona de “parada térmica” porque la temperatura correspondiente se aproxima a una pendiente casi horizontal de la curva.

Se asume que cuando mas alta es la temperatura inicial del producto, mas corto será el tiempo de parada termica.

Un tejido biológico es un proceso de congelación se comporta como una solución diluida. Comparada con la curva de congelación de agua pura, la de una solución diluida presenta dos diferencias esenciales.

la temperatura de fusión es inferior a la del agua.

La diferencia entre el punto de fusión de la solución y el del agua es tanto mayor cuanto mas concentrada es la solución.

A medida que se forma hielo, el soluto se concentra en la fase liquida.

Así pues, el punto de fusión de la solución desciende al mismo tiempo que aumenta la concentración, razón por la cual se habla de temperatura de inicio de congelación con el fin de precisar que se trata del punto de fusión de la solución antes de que esta sea modificada por la crió concentración.

Por parte, el aspecto de la meseta de cambio de estado se ve perturbado por el descenso progresivo del punto de fusión. A medida que este disminuye, de modo que ya no pude hablarse de meseta. En realidad se observa una “pseudo meseta” mas o menos visible, que no es mas que una simple zona de aminoración del descenso de temperatura.

Tiempo critico de Congelación: es el tiempo que consiste en atravesar con máxima rapidez la zona de parada termica (-1 a -5°C).

USO DEL HIELO EN PRODUCTOS HIDROBIOLÓGICOS 1º

Una de las maneras de impedir el deterioro, es enfriar el pescado lo antes posible mediante un sistema de refrigeración. El uso del hielo es el método de enfriamiento mas común para conservar la calidad del pescado fresco.

Usar hielo significa bajar temperatura, reducir los efectos bioquímicos y microbianos y darle una mayor vida útil al pescado.

Hielo de Enfriamiento:

Cantidad de hielo necesario para bajar la temperatura corporal del pescado hasta temperaturas cercanas a 0°C.

Hielo de Conservación:

Es la cantidad de hielo necesario para mantener la temperatura requerida de pescado en el almacenamiento o transporte.

En la practica la cantidad de hielo que se necesita para mantener la calidad del pescado, depende de varios factores, entre ellos, el espesor de la capa del pescado, como el hielo se distribuye sobre el pescado en posición de caja en la bodega, teóricamente la proporción pescado / hielo es de 5 a 1, lo cual es insuficiente.

También se utiliza según el clima, las siguiente proporciones pescado / hielo: 3 a 1, 2 a 1 y 1 a 1, según el clima frío, templado y cálido respectivamente.

especies de agua dulce tienen mayor vida util en hielo que las especies marinas.

Especies de aguas tropicales tienen mayor vida util en hielo que las especies de aguas temperadas.

Especies magras tienen mayor vida util que especies grasas.

FORMAS DE HIELO:

En cubitos:

De 1 - 2.5 centímetros de lado (de uso comercial).

En Bloques:

Pesa aproximadamente entre 10 - 50 Kg. Para su uso se puede trozar o triturar.

Nieve o Escamas:

Forma moderna de producir hielo, tiene mayor área de contacto, con espesor de 1.5 - 6mm. Y de 2.5 - 5cm2 de superficie. No lastima los objetos con los que entra en contacto.

En Tubos:

Los tubos son cortados por una cuchilla en trozos de 5cm de longitud y 4 cm de diámetro.

El hielo es con frecuencia fabricado a una temperatura entre -6 y -1°C.

En climas tropicales, no es posible utilizar hielo entre 0 a -1°C ya que se derretiría muy rápidamente. Para tal efecto utilizar hielo seco y sub - enfriado.

Desescarches: La formación de hielo en evaporadores de aire

En un evaporador de aire de tiro natural o forzado tenemos dos fluidos. Dentro del evaporador está el fluido friogénico , al que llamamos habitualmente refrigerante, y en el exterior pasando a través de los tubos y aletas se encuentra el aire con su correspondiente contenido de humedad.

En función de la humedad relativa y la temperatura se puede calcular la proporción de agua que contiene el aire. 

Como en el interior del evaporador la temperatura suele ser menor a la de rocío del agua (punto en el cual el agua comienza a condensar), se produce una condensación del agua en el evaporador. Pero si  la temperatura en el interior es inferior a cero grados, algo bastante normal, el agua condensada se congela formando escarcha, nieve o hielo.

 Por tanto la formación de escarcha, nieve o hielo dependerá de las condiciones tanto internas como externas del evaporador.

Al comenzar la formación de hielo lo primero que se produce es escarcha en la superficie de los tubos y aletas. Esta escarcha  está formada por gran cantidad de cristales que hacen aumentar enormemente la superficie de intercambio de calor, e inicialmente mejoran la transmisión de calor. A continuación al ir aumentando el volumen de escarcha acumulada disminuye sustancialmente la velocidad del aire a través de las aletas perdiendo así potencia frigorífica. Cuando esto ocurre, esta escarcha o nieve se debe fundir con el aire de circulación parando la inyección, y cuando ya está fundida volver a inyectar para congelar rápidamente el agua liquida formando un hielo denso que es un buen transmisor del calor.

Receta de cocina: Sorbete de Naranja

Es muy refrescante y muy ligero; ideal para servir como postre aderezado con una cucharadita de ron.

Ingredientes:

175 gr de azúcar

400 ml de agua

5 naranjas

1 limón

Preparación:

Preparar un jarabe disolviendo el azúcar en el agua; llevar a ebullición y cocer a fuego suave durante 10

minutos. Dejar enfriar. Rallar la piel de 1 naranja y exprimir el zumo de las 5 y del limón.

Mezclar el zumo con el jarabe ya frío. Remover bien.Meter en el congelador. Mezclar cada 2-3 horas con un tenedor o la batidora. Mantener el en congelador hasta el momento de servir.

Fundamentos Teóricos del proceso de congelación

Termodinámica de la Transformación del Agua en Hielo.

Hay dos procesos:

1.- Bajada de temperatura.

2.- Paso de líquido a sólido. La capacidad calorifica disminuye.

Interesan dos factores:

1.- Factores Termodinámicos.

2.- Factores Cinéticos ( velocidad ).

1.- Factores Termodinámicos. Al eliminar calor si no hay cambio de fase el cambio de temperatura se expresa:

_T = q/C donde

_T = Cambio de temperatura.

C = Capacidad Calorifica ( Calor Especifico ).

q = Cantidad de calor eliminado.

En cambio de fase puede haber un cambio de Cp sin cambio de temperatura ( el cambio es L y se denomina calor latente ).

El paso de agua pura a hielo :

H2 O (l) %%%%%%%%→ H2 O (s)

Cp agua líquida = 1 cal/gxK ( 4,18 Kj/KgxK )

Cp agua sólida = 0,5 cal/gxK ( 2,04 Kj/KgxK )

La Cp entorno a 0 ºC no depende de la temperatura.

L ( Calor Latente de cristalización ) = 79,7 cal/ g ( 335 Kj /Kg ).

Todo esto a presión de 1 atmósfera. Si la presión es distinta a 1 atmósfera el punto Tm = pto de fusión del hielo

varia:

dTm / dP = T_V / L donde

P = presión aplicada.

L = calor latente de cristalización.

_V = diferencia de volumen entre el estado sólido y líquido.

El punto de fusión se puede reducir con presión aunque es dificil, sólo se hace en casos especiales.

En alimentos el agua no es pura.

- Transformación de Agua en Hielo en Solución.

Un sistema está en equilibrio cuando sus potenciales químicos de sus componentes son iguales en todas las fases.

Para el agua pura el potencial químico es proporcional a la presión parcial del vapor en el equilibrio. En la gráfica la presión de vapor es función de la temperatura. A 0 ºC la presión parcial de vapor del agua y del hielo están en equilibrio. Las lineas continuas nos dan la presión en equilibrio; las lineas discontinuas son extrapolaciones.

Si se añade un soluto se reduce la presión de vapor, esto esta dado por:

P0 - P / P0 = X2 donde

X2 = fracción molar del soluto en solución.

P0 = presión parcial del agua pura.

P = presión parcial del agua en solución.

Esto se conoce como Depresión del Punto de Congelación.

En una solución diluida la depresión del punto de congelación puede ser estimada a partir de L y la fracción molar, ya que se comportan idealmente sólo en estas condiciones.

Los puntos de la curva de líquido describen cambios de comportamiento en el equilibrio del sistema de fusión en función de la temperatura. En todos los puntos la presión parcial del sistema congelado debe se igual a la del hielo a la misma temperatura, de forma que los alimentos congelados a la misma temperatura presentan la misma actividad de agua.

- Efecto principal de añadir soluto sobre el contenido calorifico del sistema:

1.- Disminución de la temperatura de congelación.

2.- El calor latente asociado al cambio de fase (L) varia según la temperatura.

Para predecir lo que ocurre: el contenido calorifico de la fase líquida es la suma del contenido calorifico individual del/los solutos y la del agua (como si fueran puros, no se tienen en cuenta la interacciones entre ambas). Los contenidos calorificos no son función simple de la temperatura pues el calor latente (L) es función de la temperatura que depende del hielo formado ( esto se calcula empiricamente ).

La congelación se describe con diagramas de fase (transparencias).

En estos sistemas no se alcanza el todo de hielo porque hay factores cinéticos que influyen.