Introducción a los alimentos: gamas, procesos de transformación y productos derivados

TEMA 1: INTRODUCCIÓN

Gamas de Alimentos

• I gama: Fruta y verduras fresas.
• Il gama: Conservas enlatadas sometidos a esterilización, alargando la vida útil.
• Ill gama: Congelado o ultracongelado.
• IV gama: Productos frescos, limpios, pelados, troceados, envasados en atm y refrigerados. Presentado al consumidor de formar diversas.
• V gama: Alimento cocinado, a falta de calentar, envasados a vacío o en atm modificada.
• VI gama: Productos liofilizados (retirada completa del agua).

Fases del Proceso de Transformación

1. Recepción del alimento.
2. Operaciones previas: Lavado, escaldado ...
3. Procesado/elaboración/conservación: Según el destino final del alimento se le hará un proceso u otro.

Clasificación de los Productos Transformados

El procesamiento de frutas y hortalizas permite la obtención de una amplia gama de productos:

1. Conservas Vegetales: Productos sometidos a tratamiento térmico (pasteurización o esterilización) y envasados herméticamente > Frutas en almíbar (frutas de mejor calidad) y verduras y hortalizas al natural (sal + ácido + agua).
2. Mermeladas, Confituras y concentrado de frutas: Productos semisólidos obtenidos por cocción de frutas con azúcar y acidulantes > Mermeladas y confituras (frutas con cierto deterioro), frutas confitadas o escarchadas (hervir fruta en almíbar), jaleas (zumo de frutas hervido con azúcar) y arropes (almíbar con el azúcar de la fruta).
3. Vegetales Fermentados: Productos transformados por acción de microorganismos, generando compuestos beneficiosos y mejorando su conservación > Chucrut (fermentación láctica de col o repollo) y kimchi (fermentación láctica de col china + especias).
4. Encurtido: Sumergidos en din de sal y fermenta con la ayuda de un inoculo (Lactobacillus plantarum) > IpH y îacidez para extender su conservación.
5. Zumos y néctares: Bebidas obtenidas a partir del prensado y filtrado de frutas.
6. Congelados y deshidratados:
   • Congelados: Productos sometidos a Tª≤18℃ para detener el crecimiento microbiano.
   • Deshidratados: Reducción del contenido de agua a <10% para evitar el desarrollo de microorganismo.
7. Salsas y purés:
   • Salsas: Son líquidos o semilíquidos que se utilizan para acompañar o complementar otros alimentos.
   • Puré: Es un producto alimenticio obtenido al triturar o moler un ingrediente hasta que adquiera una consistencia suave y uniforme, generalmente sin trozos grandes.

Desafíos del Sector

• V Reducción uso conservantes.
• Sostenibilidad: Alternativas más sostenibles con menor uso de agua y de envases plásticos.
• V Seguridad alimentaria.

TEMA 2: TRATAMIENTOS PREVIOS DE LA MATERIA PRIMA

Concepto de Calidad

Calidad: Se considera calidad a la satisfacción de las expectativas de los consumidores o especificaciones de un producto. Deben satisfacer al cliente en sus necesidades actuales y futuras.

Tipos de Calidad

• Higienico-sanitaria: Ausencia de tóxicos y patógenos.
• Bromatológica: Incluye propiedades nutritivas y de composición.
• X Sensorial: Atributos del alimento percibido por los sentidos > Aceptabilidad.
• Tecnológica: Características funcionales del alimento para ciertos procesos industriales posteriores a realizar.
• Servicio: Ofrece a la industria la estabilidad del producto y al consumidor adecuarlo al consumo.

Características de la Materia Prima para su Industrialización

• V Contenido en humedad: Estabilidad y conservación.
• V Composición química: Afecta al sabor, textura y propiedades nutricionales.
• V Ausencia de contaminantes: Para no comprometer la seguridad del alimento.
• V Estructura y firmeza: Facilita proceso de corte, pelado y envasado.
• V Homogeneidad el producto: Permite estandarizar la producción y reducir desperdicios.
• V Compatibilidad con tecnología de procesamiento: Algunas materias primas requieren métodos de procesamiento específicos para su posterior transformación industrial.

Fases en la Industria

1. Recepción materia prima: Seleccionamos y acondicionamos la materia prima. Entrada en la línea de procesado y recepción mediante contenedores, a granel, búnker de descarga o muelle de descarga, con posterior almacenamiento en cámaras frigoríficas.
2. Procesado: Pelado, cortado, troceado, deshuesado, lavado, secado, envasado y tratamiento conservación.
3. Laboratorio: Control de calidad.
4. Almacén: Pesado, etiquetado y almacenado.

Operaciones Preliminares de Transformación

Recepción > Limpieza > Selección > Clasificación > Calibrado > Escaldado > Enfriado > Pelado > Reducción de tamaño.

El orden de estas operaciones preliminares puede cambiar según el tipo de materia prima y el fin de la misma.

Lavado

Eliminar contaminantes que constituyen un peligro para la salud o que son estéticamente negativos. Controla la carga microbiana, que repercute en la eficacia del proceso térmico y en la calidad del producto final.

Puede ser en seco (limpieza) o con agua (lavado, mediante balsa de inmersión por agua).

Limpieza eficaz: Debe permitir la separación de contaminantes con desperdicio mínimo de materia prima, evitar la recontaminación, no dañar la superficie del producto y usar la menor cantidad de agua, detergentes y desinfectantes.

Limpieza en Seco

• Tamizado: Elimina residuos pequeños.
• Cepillado: Elimina impurezas de la piel mediante rozamiento con cepillos.
• Aspirado: Otras impurezas.
• Separación magnética: Impurezas metálicas.
• % Ventajas: Barata y materia prima queda seca.
• % Desventajas: No es muy efectiva.

Limpieza en Húmedo: Lavado

Lavado por inmersión, flotación y aspersión.

• % Ventajas: Elimina suciedad firmemente adherida, no maltrata superficie, permite detergentes y desinfectantes y + eficiente que la limpieza en seco.

Inconvenientes: + coste y depuración (gran cantidad de agua empleada) y necesidad de realizar un secado tras el lavado para evitar alteraciones del producto.

Selección y Clasificación

• * Selección: Separación de la materia prima en categorías según características > Forma, tamaño y color.
• * Clasificación: Separar la materia prima en categoría según su calidad -> Lo + homogéneas posible.

4 Criterios de calidad en frutas y hortalizas frescas: Ausencia de defectos, tamaño, forma, color y brillo y firmeza o turgencia.

4 Objetivo de selección y clasificación: Eliminar la materia prima con calidad deficiente (podrido, roto, inmaduro) o tamaño (peso) inadecuado. El proceso puede ser manual (mesa de selección de rodillos o de cinta) o mecánico (visión artificial -> Para analizar el alimento fresco y el producto final ya transformado).

Selección Mecánica: Visión Artificial (VA)

Empleado para comprobar la conformidad de una pieza con ciertos requisitos, tanto para alimentos frescos como para productos terminados (defectos en envoltorio, control de llenado, etiquetado ... ).

Capta una imagen de un objeto real, la convierte en formato digital, la procesa mediante un ordenador y se obtienen los resultados del proceso.

4 Ventajas: Automatiza tareas repetitivas, realiza controles de calidad de productos, no requiere contacto, gran velocidad, análisis completo.

Calibrado

Clasificación según tamaño (peso) para aplicar operaciones mecánicas (pelado, corte, deshuesado ... ), obtención de cálculo preciso de los procesos térmicos (escaldado, deshidratación y congelación), control de peso de frutas y hortalizas dentro de envases y obtención de productos homogéneos, atractivos y de porciones uniformes.

Se realiza mediante rodillos, tamices, barras y tambores con aperturas que, mediante movimientos vibratorios, giratorios o divergentes, clasifican/calibran la materia prima. Puede ser mecánico o manual (pie de rey, moldes con diámetros ... ).

Escaldado

Cocción breve en agua caliente (Tª<100℃, optima 85-98℃) o vapor (Tª = 110℃) durante pocos minutos, con tiempo variable según tipo y estado del producto > Inactivar enzimas, eliminar aire y gas, suavizar el alimento, facilitar operaciones posteriores ....

4 Diferentes tipos de equipo según el tipo de vegetal, su efectividad y el rendimiento.

4 Inconveniente: Genera muchas pérdidas de nutrientes (vitaminas y minerales) y mermas.

Tipos de Escaldadores

• De agua caliente: Por inmersión (pimiento, apio), con reciclado de agua, con agua por duchas (calabacín, brócoli) y con recirculación del agua de enfriado. Se selecciona el método en función de la pared del vegetal.
• De vapor: Con vapor de agua, termocíclico (recirculación vapor mediante tubos de Venturi) y I.Q.B. (vapor a 100°℃ con exposición muy corta).
• Escaladores de mezcla (agua caliente + vapor): Según el vegetal tratado.

Escaldadores de Agua Caliente

• A Por inmersión > Cuba-tambor perforado que gira lentamente sobre su eje horizontal y que se encuentra sumergido hasta la mitad en agua. El agua se calienta por inyección directa de vapor.

> Con reciclado de agua -> Para limitar el gasto de agua y energía, reduciendo la contaminación. Mantiene la Ta con un intercambiador de calor y el vapor se recicla.

> Por duchas > Menor consumo de agua y energía, manteniendo ¡niveles de eficiencia energética. Permite la retención de nutrientes, reduciendo la contaminación. Su uso está condicionado por el producto y su madurez.

> Con recirculación del agua de enfriado > El agua de enfriado de la etapa final se usa para precalentar el alimento entrante. Se ahora agua y energía.

• % Ventajas: Menor inversión y mayor eficiencia energética.

4 Desventajas: 1Pérdidas de nutrientes hidrosolubles, más consumo de agua, más efluentes generados y riesgo de contaminación bacteriana.

Escaldadores de Vapor

• Con vapor de agua > Túnel a través del cual circula el producto, a lo largo de una atm de vapor a una velocidad controlada por la cinta. Se reducen las aguas residuales y se retienen los nutrientes, pero es menos eficiente (+ tiempo).
• Termocíclico > Vapor no condensado se recircula mediante tubos de Venturi, que aspiran el vapor a ĮP por efecto de la corriente de vapor que entra a 1P.
• I.Q.B > La materia prima pasa por un vapor a 100℃, hasta que se consigue la Ta en el centro del producto, y se vuelca en un recinto isotermo donde se acumula sobre una cinta que se desplaza lentamente. Exposición mucho + corta, por lo que se ahorra energía y las agua residuales con carga de materia orgánica son menores.
• 4 Ventajas: Menor pérdida de nutrientes hidrosolubles y menor gasto económico (menor volumen de efluentes).
• 4 Desventajas: Menor capacidad limpiadora (requiere sistemas de lavado), mayor gasto de inversión, escaldado desigual si el alimento se apila, pérdida de peso y peor eficiencia.

Escaldado Químico

Se emplea normalmente en alimentos con mayor facilidad de sufrir daños en la piel, como fresas o higos. Bañeras a las que se adicionan diferentes compuestos (CO2, sulfitos, bisulfitos ... ) que reaccionan con compuestos fenólicos, inactivando las enzimas.

Control del Escaldado

• % Determinación peroxidasa: Enzima termorresistentes, presente en todos los vegetales. Se determina mediante la reacción del guayacol, cuya oxidación genera una coloración roja que indica que la enzima aún está activa.

Métodos No Térmicos Alternativos al Escaldado

Escaldado por Alta Presión Hidrostática (HPP)

Se aplican îpresiones (100-600 mMPa) en un medio acuosos durante seg o min, obteniendo inactivación enzimática sin dañar la estructura celular de la verdura (no altera color, textura o valor nutricional).

Escaldado por Campos Eléctricos Pulsados (PEF)

Se aplica pulsos eléctricos de îvoltaje (1-50 kV/cm) en la materia prima. ¡ Permeabilidad de las membranas vegetales, facilitando procesos posteriores. Conserva mejor las características organolépticas y reduce el uso de agua y energía.

Escaldado por Ultrasonidos de Alta Intensidad

Uso de ondas de ultrasonido (>20 kHz) en combinación con agua o soluciones acuosas. Genera cavitación acústica que ayuda a la inactivación de enzimas y eliminación de microorganismos superficiales, sin alterar la textura y sabor y reduce el uso de químicos.