Causas del Deterioro de Alimentos

Los alimentos son sistemas biológicos vivos que experimentan reacciones químicas, enzimáticas y microbianas, las cuales pueden causar su deterioro.

Tipos de Deterioro

El deterioro de los alimentos puede ser causado por factores como el mal almacenamiento, empaques inadecuados, fallas en la recolección y falta de capacitación.

Deterioro Físico

Incluye fenómenos como rotura de tejidos, pérdida de peso, daño por frío o calor, y transferencia de olores.

Deterioro Químico y Bioquímico

• Enzimático: Ejemplos incluyen el oscurecimiento enzimático y la rancidez de grasas.
• No enzimático: Reacciones como la caramelización, la reacción de Maillard y la oxidación del ácido ascórbico.

Deterioro Microbiológico

Involucra la fermentación y la putrefacción causadas por microorganismos, generando olores y sabores desagradables.

Oxidación de Lípidos

La oxidación de lípidos es un proceso que deteriora las grasas. Se ve afectada por factores como la presencia de oxígeno, temperatura y luz UV. Mecanismos como la lipólisis y la autooxidación son cruciales en este proceso.

Prevención del Deterioro

Para evitar el deterioro oxidativo y enzimático se sugiere la refrigeración, el uso de antioxidantes y empaques opacos, entre otros.

Microorganismos que Alteran los Alimentos

Bacterias como Salmonella, Clostridium, Staphylococcus aureus y Escherichia coli son comunes en el deterioro de alimentos. El tiempo de incubación de estos microorganismos influye en la rapidez del deterioro.

• Aerobios: Necesitan oxígeno y crecen en ambientes con un potencial redox positivo.
• Anaerobios estrictos: No toleran el oxígeno y prosperan en potenciales redox negativos.
• Anaerobios facultativos: Pueden crecer en ausencia o presencia de oxígeno, adaptándose a ambos entornos.
• Microaerófilos: Requieren niveles bajos de oxígeno para crecer, ya que en concentraciones altas no sobreviven.

Factores que Influyen en el Deterioro

Factores Internos

Incluyen el pH, actividad de agua (Aw) y la tasa de respiración de los productos hortícolas. Los alimentos con baja Aw o bajo pH son menos susceptibles a la contaminación.

Factores Externos

La temperatura, la humedad relativa, el oxígeno, la presión mecánica y la luz influyen en el deterioro de los alimentos. Por ejemplo, el incremento de temperatura acelera las reacciones de deterioro y la luz intensifica la oxidación de grasas y la destrucción de vitaminas.

Factores que Influyen en el Desarrollo Microbiano

Factores Intrínsecos

Acidez, actividad de agua y potencial redox influyen en el crecimiento microbiano. Un ambiente con alto potencial redox favorece a microorganismos aerobios, mientras que valores bajos favorecen a los anaerobios.

Factores Extrínsecos

Temperatura, humedad relativa y presión parcial del oxígeno. Reducir la actividad de agua y controlar el pH son fundamentales para inhibir el crecimiento microbiano.

Técnicas de Conservación

Se clasifican en inactivación, eliminación y control de microorganismos. Métodos como la pasteurización, esterilización, refrigeración, congelación, deshidratación y la adición de sal o azúcar son efectivos para preservar alimentos.

Se mencionan nuevas tecnologías como el uso de altas presiones hidrostáticas, pulsos eléctricos e irradiación para conservar los alimentos sin necesidad de calor.

Fermentación: Definición y Clasificación

La fermentación es un proceso metabólico que ocurre en ausencia de oxígeno (anaeróbico), donde los microorganismos (bacterias, levaduras o mohos) descomponen azúcares u otras moléculas orgánicas para liberar energía.

Clasificación de la Fermentación

• Levaduras: Se encargan de fermentar productos como pan, vinos, cervezas y licores.
• Bacterias y levaduras: Son responsables de la fermentación de vinagre.
• Bacterias: Usadas en leches fermentadas y algunos tipos de quesos.
• Mohos: También participan en la fermentación de ciertos quesos.

Microorganismos por Tipo de Alimento

• Pan: Saccharomyces cerevisiae y bacterias como Clostridium y Lactobacillus.
• Cerveza: Saccharomyces carlsbergensis. Las cervezas tipo Ale usan levaduras de fermentación alta, mientras que las Lager usan fermentación baja.
• Vinos y licores: Saccharomyces cerevisiae.
• Hortalizas fermentadas (chucrut, encurtidos, aceitunas): Lactobacillus plantarum, Leuconostoc mesenteroides.
• Té, café, cacao: Aspergillus, Penicillium, Candida krusei.

Microorganismos Específicos en la Fermentación

• Pan: Saccharomyces cerevisiae y Lactobacillus plantarum.
• Cervezas tipo Lager: Saccharomyces carlsbergensis.
• Chucrut: Leuconostoc mesenteroides, Lactobacillus plantarum.

Proceso de Fermentación del Chucrut

1. Lavado: La col se lava con agua a pH neutro.
2. Corte: La col se corta en tiras finas.
3. Salado y prensado: Se añade sal (2%-2.5% en peso) y se prensa la col para extraer el jugo que cubre las tiras.
4. Fermentación: Se produce a 20-25ºC durante tres semanas, transformando los azúcares en ácido láctico, CO2 y otros productos secundarios. El proceso pasa por fases de crecimiento secuencial de bacterias: primero heterofermentativas (productoras de gas) como Leuconostoc mesenteroides, y luego homofermentativas como Lactobacillus plantarum.
5. Envasado: El chucrut puede envasarse fresco, en vinagre o sometido a esterilización para prolongar su vida útil hasta dos años.

Psicrometría: Conceptos y Aplicaciones

La psicrometría es la rama de la física que se enfoca en la medición de las condiciones atmosféricas, particularmente la mezcla de aire seco y vapor de agua.

Conceptos Clave en Psicrometría

• Aire Húmedo: Mezcla de aire seco y vapor de agua.
• Aire Seco: Aire atmosférico sin humedad (principalmente nitrógeno y oxígeno).
• Vapor de Agua: Componente clave que puede oscilar entre 0 y 20 g de agua/kg de aire seco.

Condiciones del Aire

• Aire Saturado: Aire que ha absorbido la máxima cantidad de vapor de agua.
• Punto de Rocío: Temperatura a la que el aire húmedo se satura y comienza a condensar.

Temperaturas en Psicrometría

• Temperatura de Bulbo Seco (Tdb): Temperatura del aire medida con un termómetro seco.
• Temperatura de Bulbo Húmedo (Twb): Temperatura medida con un termómetro húmedo, enfriado por evaporación.

Humedad

• Humedad Absoluta: Relación de masa de vapor de agua a aire seco.
• Humedad Relativa (HR): Relación entre la presión parcial del vapor de agua y la presión de saturación.

Otras Propiedades Psicrométricas

• Volumen Específico: Volumen total de 1 kg de aire seco más el vapor que contiene.
• Entalpía: Contenido total de calor de la mezcla de aire y vapor de agua.

Secado: Métodos y Principios

El secado es el proceso de eliminación de agua por evaporación desde un sólido o líquido para obtener un producto sólido con bajo contenido de agua.

Tipos de Secado

• Secado Convectivo: Uso de aire caliente para suministrar calor y eliminar el vapor de agua por convección.
• Secado Conductivo: Contacto del producto con una superficie caliente para evaporar el agua.

Curva de Secado

• Velocidad creciente: El secado inicia con alta velocidad.
• Velocidad constante: La evaporación ocurre a una tasa constante cuando la superficie está saturada de agua.
• Velocidad decreciente: Disminuye la velocidad de secado conforme se reduce el contenido de humedad.

Humedad en el Secado

• Humedad Libre (X): Diferencia entre la humedad del producto y la humedad de equilibrio.
• Humedad de Equilibrio (X*): Humedad alcanzada después de un largo tiempo en un ambiente con condiciones constantes.
• Humedad Crítica: Punto en el que comienza a disminuir la velocidad de secado.

Métodos para Determinar la Humedad

• Métodos Directos: Miden la cantidad de agua eliminada.
• Métodos Indirectos: Usan modelos o ecuaciones para estimar la humedad (Henderson, Chung y Pfost).

Transferencia de Calor y Masa en el Secado

Se realiza simultáneamente durante el secado. El Coeficiente de Transferencia de Calor (h) y el Coeficiente de Transferencia de Masa (Ky) son parámetros clave.

Cálculo del Tiempo de Secado

Basado en la velocidad de secado y el contenido de humedad. Uso de la segunda ley de Fick para predecir el tiempo de secado en materiales sólidos.

Modelos Clásicos de Humedad de Equilibrio

• Ecuación de Kelvin: Condensación capilar en poros.
• Ecuación de Langmuir: Equilibrio entre evaporación y condensación.
• Ecuación de BET: Relacionada con la energía cinética y adhesión de moléculas de agua.