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09 Abril

Conservación de alimentos. Congelación.

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Introducción.

La velocidad de la mayoría de las reacciones químicas, bioquímicas y microbiológicas dependen de la temperatura. A medida que la temperatura disminuye, la velocidad de reacción decrece. Como la alteración suele ser consecuencia de reacciones químicas mediadas por microbios y enzimas endógenas (presentes en los alimentos), la duración de vida útil de algunos alimentos puede ser prolongada por medio de su almacenamiento a temperaturas bajas.

En la actualidad la refrigeración y la congelación son las tecnologías que mayor importancia tiene en la industria de los alimentos.

Congelación.

La congelación es la técnica más convincente para la conservación de alimentos a largo plazo ya que el contenido de nutrientes queda retenido en su mayor parte, de modo de que el producto congelado se parece al alimento fresco.

El proceso de congelación consta de dos cambios de calor sensible (con cambio de temperatura) y un cambio de calor latente (sin cambio de temperatura), es decir, llevar el producto hasta su punto de congelación (cambio de calor sensible), convertir el agua en hielo (cambio de calor latente) y disminuír la temperatura del alimento congelado hasta su temperatura de almacenamiento final (cambio de calor sensible).

Los alimentos comienzan a congelarse en algún punto dentro de la escala de temperaturas comprendidas entre -0.5 y -3º C.

La duración de la conservación de la mayoría de los productos congelados aumenta al disminuír la temperatura de almacenamiento. Muchos de los alimentos pueden ser almacenados casi indefinidamente a temperaturas por debajo de los -30ºC sin que sufran una apreciable pérdida de calidad. Las dificultades frente a esto son el alto costo de producción y mantenimiento de dichas temperaturas. Sin embargo, las relaciones tiempo-temperatura no son válidas para todos los alimentos, particularmente para aquellos que contienen altas cantidades de grasa o sal.

Las temperaturas que se emplean en el almacenamiento bajo congelación generalmente son inferiores a -18ºC. A esas temperaturas no hay posibilidad de crecimiento microbiano alguno, aunque la actividad microbiana residual o la de los enzimas endógenas puede persistir y con el tiempo alterar el producto. En el caso de las frutas y hortalizas (como la papa) esta actividad puede ser reducida por medio del blanqueo (inmersión en agua a 80 ºC aproximadamente), antes de congelarlas con el fin de inactivas las enzimas presentes en frutas y hortalizas. De no inactivarlas, estas enzimas determinarían que el producto se decolorase durante el almacenamiento.

La quemadura del freezer es otro defecto de calidad no microbiológico que se puede dar en los alimentos congelados en los que la modificación en la superficie de los alimentos se debe a la sublimación (cambio de estado sólido a gas) del agua del producto y a su transferencia a las superficies mas frías del freezer. Este defecto se puede evitar envasando los productos alimenticios en material impermeable al agua.

El grado de muerte microbiana esta determinada por la rapidez con que se enfrían los alimentos. La letalidad máxima se observa en el enfriamiento lento. La supervivencia de bacterias es mayor en la congelación rápida. Sin embargo los tratamientos de congelación tienen como finalidad reducir al mínimo la pérdida de calidad del producto.

La velocidad de congelación afecta la calidad de los productos congelados dependiendo del alimento. A bajas velocidades se forman pocos núcleos de cristalización y los cristales de hielo crecen a tamaños relativamente grandes. Esto presenta una desventaja al romper paredes celulares y presentar un exudado acuoso al descongelar el producto. En cambio, la congelación rápida busca que el producto permanezca el menor tiempo posible en la zona de mayor proporción de congelación. De esta manera, se forman muchos cristales pequeños, evitándose la destrucción de la estructura del alimento. La congelación rápida es el método utilizado por la industria de alimentos congelados.

Se deben evitar temperaturas de almacenamiento superiores a los -10ºC, posteriormente a la congelación rápida, para prevenir el deterioro de la calidad del producto. Los cristales pequeños funden más rápidamente que los grandes. Durante este proceso, tales cristales fundirán y formarán grandes lagunas de agua. Cuando posteriormente se reduzca la temperatura, estas lagunas formarán grandes cristales de hielo que pueden romper la estructura celular. Este fenómeno se conoce como recristalizacióny se manifiesta por la aparición de grandes cristales de hielo que deterioran el aspecto y textura del alimento. Para evitar este fenómeno, es importante mantener los alimentos congelados a una temperatura uniforme a lo largo de todas las etapas de la cadena de frío. Además, las reacciones químicas que deterioran a los alimentos actúan mas rápidamente en alimentos congelados cuando aumenta las fluctuaciones de temperatura tanto en valor como en extensión.

La velocidad de congelación de los freezer domésticos es considerablementemás lenta por lo que, aunque es posible que la letalidad microbiana sea mayor, también existe perdida de calidad del producto. De todas formas, es adecuado para almacenar productos previamente congelados a nivel industrial manteniendo la calidad de los mismos.

Equipos para la Congelación de Alimentos.

La congelación industrial de alimentos se divide generalmente en tres grandes grupos de congelados, clasificados en función del medio de transmisión térmica:

  • por contacto directo
  • por aire
  • criogénico.

La elección de uno u otro sistemas habrá de hacerse en función del producto que se desee congelar, sus dimensiones externas, su forma y según se trate de un producto envasado o a granel.

Congeladores por contacto directo

En estos sistemas, el alimento se pone en contacto con una placa o una banda metálica desde donde se realizará la transmisión térmica por conducción (contacto entre sólidos). Estos dispositivos aseguran un tiempo corto de congelación siempre que el producto sea un buen transmisor de calor y su espesor no sea excesivo (menor a 50-60 mm). Es muy importante que durante todo el proceso de congelación se mantenga un contacto estrecho entre el producto y la superficie congeladora. Se distinguen tres tipos de congeladores por contacto directo: de placas, de bandas y de tambor rotativo.

Congeladores por aire

El aire es el sistema más común de congelación.

Se debe dejar en claro que una cámara de conservación de congelados no debe considerarse un sistema de congelación. Las velocidades de congelación que se consiguen en cámara son muy pequeñas, por lo que la calidad de los productos obtenidos será siempre baja.

La congelación por aire en buenas condiciones se realiza en equipos especialmente diseñados para este fin, como son los túneles de congelación, los congeladores de banda transportadora y los de lecho fluidizado. En todos los casos, se utilizan evaporadores por los que circula un medio refrigerante (como amoniaco), el aire pasa a través de los evaporadores, enfría y de esta forma atraviesa el producto, llevándose a cabo el fenómeno de congelación.

Congeladores Criogénicos

Estos sistemas no necesitan ser conectados a un sistema mecánico de producción de frío. El medio de transferencia de calor es generalmente nitrógeno líquido, almacenado en la proximidad del equipo.

La alternativa criogénica ofrece ventajas máximas para las instalaciones de pequeña capacidad o para la producción inicial de nuevos productos, ya que sus altos costos de operación no permitirán su utilización para la mayoría de los productos.

Se pueden encontrar congeladores por nitrógeno líquido que trabajen por inmersión o por pulverización del líquido criogénico.

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