Conservación de los alimentos

Conservación de los alimentos

Conservación de alimentos , cualquiera de los métodos mediante los cuales se evita que los alimentos se echen a perder después de la cosecha o el sacrificio. Estas prácticas se remontan a tiempos prehistóricos. Entre los métodos más antiguos de conservación se encuentran el secado, la refrigeración y la fermentación. Los métodos modernos incluyen enlatado, pasteurización, congelación, irradiación y adición de productos químicos. Los avances en los materiales de envasado han jugado un papel importante en la conservación de alimentos moderna.

Mecanismos de deterioro

detección de deterioro de alimentos

El deterioro de los alimentos puede definirse como cualquier cambio que haga que los alimentos no sean aptos para el consumo humano. Estos cambios pueden ser causados ​​por varios factores, incluida la contaminación por microorganismos, la infestación por insectos o la degradación por enzimas endógenas (las presentes de forma natural en los alimentos). Además, los cambios físicos y químicos, como el desgarro de tejidos vegetales o animales o la oxidación de ciertos componentes de los alimentos, pueden promover el deterioro de los alimentos. Los alimentos obtenidos de fuentes vegetales o animales comienzan a echarse a perder poco después de la cosecha o el sacrificio. Las enzimas contenidas en las células de los tejidos vegetales y animales pueden liberarse como resultado de cualquier daño mecánico infligido durante la manipulación poscosecha. Estas enzimas comienzan a descomponer el material celular. Las reacciones químicas catalizadas por las enzimas dan como resultado la degradación de la calidad de los alimentos,como el desarrollo de sabores extraños, el deterioro de la textura y la pérdida de nutrientes. Los microorganismos típicos que causan el deterioro de los alimentos son las bacterias (p. Ej.,Lactobacillus ), levaduras (p. Ej., Saccharomyces ) y mohos (p. Ej., Rhizopus ).

Contaminación microbiana

Las bacterias y los hongos (levaduras y mohos) son los principales tipos de microorganismos que causan el deterioro de los alimentos y las enfermedades transmitidas por los mismos. Los alimentos pueden estar contaminados por microorganismos en cualquier momento durante la cosecha, almacenamiento, procesamiento, distribución, manipulación o preparación. Las principales fuentes de contaminación microbiana son el suelo, el aire, la alimentación animal, las pieles e intestinos de los animales, las superficies de las plantas, las aguas residuales y la maquinaria o los utensilios para el procesamiento de alimentos.

Bacterias

Las bacterias son organismos unicelulares que tienen una estructura interna simple en comparación con las células de otros organismos. El aumento en la cantidad de bacterias en una población se conoce comúnmente como crecimiento bacteriano por los microbiólogos. Este crecimiento es el resultado de la división de una célula bacteriana en dos células bacterianas idénticas, un proceso llamado fisión binaria. En condiciones óptimas de crecimiento, una célula bacteriana puede dividirse aproximadamente cada 20 minutos. Por tanto, una sola célula puede producir casi 70 mil millones de células en 12 horas. Los factores que influyen en el crecimiento de bacterias incluyen la disponibilidad de nutrientes, la humedad, el pH, los niveles de oxígeno y la presencia o ausencia de sustancias inhibidoras (por ejemplo, antibióticos).

Los requisitos nutricionales de la mayoría de las bacterias son elementos químicos como carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo, azufre, magnesio, potasio, sodio, calcio y hierro. Las bacterias obtienen estos elementos mediante la utilización de gases en la atmósfera y al metabolizar ciertos componentes de los alimentos, como los carbohidratos y las proteínas.

La temperatura y el pH juegan un papel importante en el control de las tasas de crecimiento de las bacterias. Las bacterias se pueden clasificar en tres grupos según su requerimiento de temperatura para un crecimiento óptimo: termófilos (55 a 75 ° C o 130 a 170 ° F), mesófilos (20 a 45 ° C o 70 a 115 ° F) o psicrótrofos. (10–20 ° C o 50–70 ° F). Además, la mayoría de las bacterias crecen mejor en un ambiente neutro (pH igual a 7).

Las bacterias también requieren una cierta cantidad de agua disponible para su crecimiento. La disponibilidad de agua se expresa como actividad del agua y se define por la relación entre la presión de vapor del agua en el alimento y la presión de vapor del agua pura a una temperatura específica. Por lo tanto, la actividad del agua de cualquier producto alimenticio es siempre un valor entre 0 y 1, donde 0 representa una ausencia de agua y 1 representa agua pura. La mayoría de las bacterias no crecen en alimentos con una actividad de agua por debajo de 0,91, aunque algunas bacterias halófilas (aquellas que pueden tolerar altas concentraciones de sal) pueden crecer en alimentos con una actividad de agua inferior a 0,75. El crecimiento puede controlarse reduciendo la actividad del agua, ya sea agregando solutos como azúcar, glicerol y sal o eliminando el agua por deshidratación.

Los requisitos de oxígeno para un crecimiento óptimo varían considerablemente para diferentes bacterias. Algunas bacterias requieren la presencia de oxígeno libre para crecer y se denominan aerobios obligados, mientras que otras bacterias se envenenan por la presencia de oxígeno y se denominan anaerobios obligados. Los anaerobios facultativos son bacterias que pueden crecer tanto en presencia como en ausencia de oxígeno. Además de la concentración de oxígeno, el potencial de reducción de oxígeno del medio de crecimiento influye en el crecimiento bacteriano. El potencial de reducción de oxígeno es una medida relativa de la capacidad oxidante o reductora del medio de crecimiento.

Cuando las bacterias contaminan el sustrato de un alimento, pasa algún tiempo antes de que comiencen a crecer. Esta fase de retraso es el período en el que las bacterias se están adaptando al medio ambiente. Después de la fase de retardo está la fase logarítmica, en la que la población crece de forma logarítmica. A medida que la población crece, las bacterias consumen los nutrientes disponibles y producen productos de desecho. Cuando se agota el suministro de nutrientes, la tasa de crecimiento entra en una fase estacionaria en la que el número de células bacterianas viables permanece igual. Durante la fase estacionaria, la tasa de crecimiento de células bacterianas es igual a la tasa de muerte celular bacteriana. Cuando la tasa de muerte celular se vuelve mayor que la tasa de crecimiento celular, la población entra en la fase de declive.

Una población bacteriana se expresa por gramo o por centímetro cuadrado de superficie. Rara vez la población bacteriana total supera las 1010 células por gramo. Una población de menos de 106 células por gramo no causa ningún deterioro notable excepto en la leche cruda. Poblaciones de entre 106 y 107 células por gramo causan deterioro en algunos alimentos; por ejemplo, pueden generar malos olores en carnes envasadas al vacío. Poblaciones de entre 107 y 108 células por gramo producen malos olores en carnes y algunas verduras. A niveles superiores a 5 × 107 células por gramo, la mayoría de los alimentos presentan algún tipo de deterioro.

Cuando las condiciones para el crecimiento de células bacterianas son desfavorables (p. Ej., Temperaturas bajas o altas o bajo contenido de humedad), varias especies de bacterias pueden producir células resistentes llamadas endosporas. Las endosporas son muy resistentes al calor, los productos químicos, la desecación (secado) y la luz ultravioleta. Las endosporas pueden permanecer inactivas durante largos períodos de tiempo. Cuando las condiciones se vuelven favorables para el crecimiento (p. Ej., Descongelación de carnes), las endosporas germinan y producen células viables que pueden comenzar un crecimiento exponencial.