{"id":1407,"date":"2017-11-24T07:55:47","date_gmt":"2017-11-24T13:55:47","guid":{"rendered":"http:\/\/laenciclopediagalactica.info\/?p=1407"},"modified":"2017-11-24T07:55:47","modified_gmt":"2017-11-24T13:55:47","slug":"pasteurizacion-ultravioleta-para-la-industria-alimentaria","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/laenciclopediagalactica.info\/2017\/11\/24\/pasteurizacion-ultravioleta-para-la-industria-alimentaria\/","title":{"rendered":"Pasteurizaci\u00f3n Ultravioleta para la Industria Alimentaria"},"content":{"rendered":"

Introducci\u00f3n<\/em><\/p>\n

El deterioro de los alimentos por microorganismos pat\u00f3genos y no pat\u00f3genos, puede minimizarse mediante el procesamiento de alimentos y las t\u00e9cnicas de conservaci\u00f3n. Los brotes frecuentes de pat\u00f3genos transmitidos por los alimentos est\u00e1n asociados con productos frescos, leche y jugos de fruta. Actualmente, la industria de productos agr\u00edcolas utiliza productos qu\u00edmicos y fumigantes para controlar los pat\u00f3genos en las industrias de embalaje y manipulaci\u00f3n. La industria de alimentos l\u00edquidos y productos l\u00e1cteos utiliza m\u00e9todos de pasteurizaci\u00f3n t\u00e9rmica para desinfectar los pat\u00f3genos de los alimentos y extender la vida \u00fatil de los productos. Aunque los m\u00e9todos t\u00e9rmicos son efectivos en la desactivaci\u00f3n de microorganismos, el proceso t\u00e9rmico afecta negativamente a los alimentos a trav\u00e9s de la p\u00e9rdida de vitaminas, y cambios en las propiedades sensoriales, como el color y el sabor. Adem\u00e1s, el procesamiento t\u00e9rmico no es pr\u00e1ctico en la industria de productos frescos. La pasteurizaci\u00f3n t\u00e9rmica tambi\u00e9n afecta la inactivaci\u00f3n enzim\u00e1tica, la oxidaci\u00f3n de l\u00edpidos, la desnaturalizaci\u00f3n de prote\u00ednas y el \u201cpardeamiento\u201d no enzim\u00e1tico. Por lo tanto, los m\u00e9todos de procesamiento no t\u00e9rmico se est\u00e1n estudiando como t\u00e9cnicas alternativas de procesamiento de alimentos. Actualmente varias tecnolog\u00edas no t\u00e9rmicas est\u00e1n en re-b\u00fasqueda. Algunas de estas tecnolog\u00edas son ultrasonido (US), Procesamiento de alta presi\u00f3n (HPP), campos el\u00e9ctricos pulsados \u200b\u200b(PEF), tratamiento con luz pulsada (PL), luz ultravioleta (UV) y plasma con presi\u00f3n atmosf\u00e9rica no t\u00e9rmica (NTAP). Estos nuevos m\u00e9todos no t\u00e9rmicos pueden ser \u00fatiles para inactivar pat\u00f3genos transmitidos por los alimentos y descomponer microorganismos de una gama de alimentos s\u00f3lidos y l\u00edquidos. La irradiaci\u00f3n UV se considera uno de los medios efectivos de desinfecci\u00f3n, que excluye la necesidad de calor para deshacerse de los microorganismos.<\/p>\n

Luz Ultravioleta<\/em><\/p>\n

Hay tres regiones de luz ultravioleta dentro del espectro electromagn\u00e9tico. Estos son los UV-A (315-400 nm), UV-B (280-315 nm) y UV-C (200-280 nm). La luz UV exhibe propiedades germicidas en la regi\u00f3n UV-C. La eficacia de inactivaci\u00f3n sigue una curva en forma de campana donde la inactivaci\u00f3n m\u00e1xima ocurre aproximadamente en el rango de 254 a 264 nm. Sin embargo, las l\u00e1mparas UV de mercurio t\u00edpicas se entregan a un m\u00e1ximo de 254 nm. Por lo tanto, generalmente se menciona que la inactivaci\u00f3n UV est\u00e1 a 254 nm. Varios estudios sugieren que la destrucci\u00f3n de microorganismos ocurre debido a la penetraci\u00f3n de la luz UV-C en las membranas externas de las c\u00e9lulas, provocando un da\u00f1o tremendo del ADN debido a la formaci\u00f3n de d\u00edmeros de timina, que impiden que el microorganismo lleve a cabo la transcripci\u00f3n y replicaci\u00f3n del ADN, que finalmente conduce a la muerte celular en el proceso de desinfecci\u00f3n con luz UV-C.<\/p>\n

Penetraci\u00f3n y Absorci\u00f3n de la Luz Ultravioleta en Alimentos<\/em><\/p>\n

La luz UV penetra materiales alimenticios solo hasta varios mil\u00edmetros dependiendo de las propiedades \u00f3pticas de los alimentos. La luz UV puede penetrar f\u00e1cilmente el agua ya que es transparente a las longitudes de onda producidas. La luz ultravioleta no puede penetrar la leche y otros alimentos turbios, por lo que los alimentos opacos deben presentarse en el sistema como una capa delgada. Guerrero-Beltr\u00e1n y Barbosa-C\u00e1novas afirmaron que el color o la turbidez del l\u00edquido influyen en el coeficiente de absorci\u00f3n \u00f3ptica del l\u00edquido. La capacidad de penetraci\u00f3n de la luz ultravioleta se reduce a medida que aumenta el coeficiente de absorci\u00f3n. Por lo tanto, es esencial comprender que la mejora de la profundidad de penetraci\u00f3n ser\u00e1 beneficiosa para el tratamiento con luz UV de alimentos con coeficientes de absorci\u00f3n m\u00e1s altos. La presentaci\u00f3n de alimentos en una pel\u00edcula delgada puede dar como resultado un aumento en la eficacia de la inactivaci\u00f3n de microorganismos.<\/p>\n

Efecto de UV en los Componentes y en la Calidad de los Alimentos<\/em><\/p>\n

La exposici\u00f3n a la luz UV inicia la oxidaci\u00f3n de radicales libres y cataliza otras etapas del proceso de oxidaci\u00f3n. Los radicales l\u00edpidos, radicales super\u00f3xido (SOR) y H_{2<\/sub>O_{2<\/sub> se forman debido a la luz ultravioleta . La SOR puede inducir adem\u00e1s la reticulaci\u00f3n de carbohidratos, la reticulaci\u00f3n de prote\u00ednas, la fragmentaci\u00f3n de prote\u00ednas, la peroxidaci\u00f3n de \u00e1cidos grasos insaturados y la p\u00e9rdida de la funci\u00f3n de fluidez de la membrana. La desnaturalizaci\u00f3n de componentes tales como prote\u00ednas, enzimas y amino\u00e1cidos (Especialmente amino\u00e1cidos con compuestos arom\u00e1ticos) en la leche puede ocurrir con la radiaci\u00f3n UV, lo que tambi\u00e9n produce cambios de textura. El agua tambi\u00e9n absorbe fotones UV y produce radicales OH^{–<\/sup> y H^{+<\/sup>, lo que a su vez ayuda a los cambios en otros componentes de los alimentos. Kolakowska inform\u00f3 que hay cambios obvios en la composici\u00f3n qu\u00edmica de los componentes de los alimentos y el deterioro de la calidad del producto cuando se aplica el tratamiento con luz ultravioleta en dosis altas. Por lo tanto, es obligatorio optimizar adecuadamente el proceso de desinfecci\u00f3n para que se mantenga la calidad de los productos alimenticios y se garantice su inocuidad. Normalmente, la inactivaci\u00f3n microbiana se puede lograr en segundos o minutos, dependiendo de la opacidad de los productos alimenticios y del tipo de microorganismo.<\/p>\n}}}}

En general, se ha encontrado que el uso de tratamiento con luz UV para alimentos no causa ning\u00fan efecto adverso, especialmente si la luz UV se aplica en cantidades moderadas. Sin embargo, la modificaci\u00f3n y optimizaci\u00f3n del tratamiento con luz UV podr\u00eda ser necesaria para una implementaci\u00f3n exitosa del proceso con respecto a algunos alimentos.<\/p>\n

Desinfecci\u00f3n UV de Alimentos L\u00edquidos<\/em><\/p>\n

Las nuevas regulaciones impuestas por la FDA estipulan la implementaci\u00f3n del An\u00e1lisis de Peligros y Puntos Cr\u00edticos de Control (HACCP) en las operaciones de procesamiento de jugos de fruta y vegetales (21 CFR Part 120). Esta regulaci\u00f3n que requiere la reducci\u00f3n de 5 log de pat\u00f3genos ha requerido el desarrollo de tecnolog\u00eda asequible. La eficacia de la irradiaci\u00f3n UV para controlar pat\u00f3genos en la sidra de manzana ha sido el foco de estudios recientes. Wright y colegas inocularon sidra de manzana con un c\u00f3ctel de cinco cepas de Escherichia coli O157:H7 a un nivel aproximado de 106 UFC\/ml y colocaron la sidra de manzana te\u00f1ida en pel\u00edculas delgadas a trav\u00e9s del modelo Cider-10uv (Ideal Horizons, Poultney, VT) Unidad de desinfecci\u00f3n UV a trav\u00e9s de una radiaci\u00f3n UV a 254 nm. Los caudales variaron de 60 a 90 l\/h para generar dosis de UV entre 9,4 y 61 mJ\/cm^{2<\/sup>. La reducci\u00f3n logar\u00edtmica media fue de 3.8 log UFC\/ml. Sugirieron que, si el dispositivo se modificara para aumentar la intensidad de la irradiaci\u00f3n UV, adem\u00e1s de un caudal m\u00e1ximo, la reducci\u00f3n de E. coli ser\u00eda mayor y a tasas m\u00e1s r\u00e1pidas. Los niveles de levadura y el recuento de hongos en la sidra tambi\u00e9n influyeron en la reducci\u00f3n de los recuentos microbianos.<\/p>\n}

Choi y Nielsen demostraron que la sidra de manzana pasteurizada UV era superior en color y puntajes sensoriales en general en comparaci\u00f3n con la sidra de manzana pasteurizada t\u00e9rmicamente. Las muestras irradiadas con UV fueron m\u00e1s bajas en s\u00f3lidos solubles durante los primeros 7 d\u00edas y no mostraron diferencias significativas en la aceptabilidad del consumidor.<\/p>\n

Los estudios que utilizaron la sidra de manzana que utiliz\u00f3 el dispositivo CiderSure 3500 UV (FPE, Inc., Rochester, NY) confirmaron la capacidad del dispositivo para lograr una reducci\u00f3n de 5 log de Cryptosporidium parvuum y E. coli. El dispositivo fue dise\u00f1ado para permitir que la sidra de manzana pase a trav\u00e9s de una serie de ocho l\u00e1mparas UV germicidas en pel\u00edculas delgadas. La longitud de onda y la intensidad dentro del dispositivo CiderSure fueron de 254 nm y 14.3 mJ\/cm^{2<\/sup> de irradiaci\u00f3n UV, respectivamente, con tiempos de exposici\u00f3n entre 1.2 y 1.9 segundos. Se coloc\u00f3 un sensor UV monitorizado por computadora dentro del dispositivo para ajustar la velocidad de flujo de acuerdo con las lecturas del sensor para asegurar que toda la sidra recibiera la cantidad correcta de luz UV.<\/p>\n}

En un estudio realizado por Basaran, las sidras con diferentes composiciones s\u00f3lidas y concentraciones fueron sometidas a diferentes tratamientos de filtraci\u00f3n que produjeron sidras m\u00e1s claras y m\u00e1s oscuras. Estas variables se incluyeron deliberadamente para probar el dispositivo de UV por su capacidad de superar tales diferencias y a\u00fan lograr una reducci\u00f3n de 5 log en E. coli O157:H7. Se usaron tres cepas de E. coli O157:H7 en el estudio (ATCC 43889, 43895 y 43933). Las muestras de sidra de manzana se inocularon con cada una de las tres cepas y luego se pasaron a trav\u00e9s de la unidad de irradiaci\u00f3n UV CiderSure a 4 \u2103. Los resultados mostraron una reducci\u00f3n de 6,12 \u00b1 0,36, 5,83 \u00b1 0,11 y 5,87 \u00b1 0,11 log para las tres cepas de E. coli O157: H7, respectivamente. Tambi\u00e9n encontraron una reducci\u00f3n > 5 log de un organismo sustituto E. coli ATCC 25922 en una prueba de validaci\u00f3n en un entorno de producci\u00f3n de sidra. Quintero-Ramos mostr\u00f3 que el pH de la sidra de manzana no ten\u00eda una influencia significativa en la reducci\u00f3n de E. coli 25922 en la sidra de manzana. Los resultados mostraron la existencia de una relaci\u00f3n no lineal entre la tasa de supervivencia de E. coli y la dosis de UV.<\/p>\n

Koutchama estudi\u00f3 la eficacia de la luz UV en la destrucci\u00f3n de E. coli K-12 en el jugo de manzana utilizando reactores UV de flujo laminar y turbulento. Concluyeron que el aumento en la velocidad de flujo de la radiaci\u00f3n UV aumenta la inactivaci\u00f3n de E. coli en el jugo de manzana cuando se usan reactores UV de flujo turbulento debido a las mejores condiciones de mezclado dentro del reactor UV. Al examinar los par\u00e1metros f\u00edsicos y qu\u00edmicos de los zumos de manzana, descubrieron que la absorbancia afectaba de manera constante la inactivaci\u00f3n de E. coli K 12 en el zumo de manzana.<\/p>\n

Matak estudi\u00f3 la eficacia de la luz UV en la inactivaci\u00f3n de E. coli K 12 para diferentes porcentajes de grasa de la leche a diferentes temperaturas (4 \u2103 y 20 \u2103) \u200b\u200butilizando el dispositivo CiderSure 3500. Encontraron una reducci\u00f3n logar\u00edtmica de 0.73 a 2.29 de E. coli en diferentes porcentajes de grasa de la leche. Las c\u00e9lulas de Listeria monocitogenes se inactivaron a niveles no detectables de 107 UFC\/ml en leche de cabra cuando se utiliz\u00f3 luz UV a una dosis acumulativa de UV de 15,8 \u00b1 1,6 mJ\/cm^{2<\/sup> para un tiempo de exposici\u00f3n de 18 segundos (Re-5187).<\/p>\n}

Reinemann logr\u00f3 una reducci\u00f3n de 3 logaritmos de la flora natural en leche de vaca cruda con dosis UV de 1.5 J\/ml utilizando reactores UV puros versiones 1 y 2 en su laboratorio. Estos reactores contienen una l\u00e1mpara UV de mercurio a baja presi\u00f3n dentro de la funda de vidrio de cuarzo, encerrado en una c\u00e1mara de acero inoxidable.<\/p>\n

M\u00e1s recientemente, se examin\u00f3 la eficacia de los reactores UV Dean flow en la inactivaci\u00f3n de E.coli W 1485 y endosporas de Bacillus cereus en leche cruda de vaca, leche desnatada procesada comercialmente, y leche de soya. Se encontr\u00f3 una reducci\u00f3n de > 7 log de E.coli W 1485 en leche desnatada y > 5 log del mismo organismo para leche de soya usando un reactor de flujo Dean con 1,6 mm de di\u00e1metro con una dosis UV de 0,05 J\/ml. Con leche de vaca cruda usando el mismo reactor a la misma dosis de UV, se encontr\u00f3 una reducci\u00f3n de 4 log de E.coli W 1485. Se recomend\u00f3 una mayor dosis de UV para leche de vaca cruda que leche desnatada y leche de soya debido a la menor transmisi\u00f3n de UV leche de vaca.<\/p>\n

Tratamiento UV de Productos Frescos<\/em><\/p>\n

Hay varias t\u00e9cnicas de reducci\u00f3n de pat\u00f3genos no t\u00e9rmicas para productos frescos. Estos procesos de tratamiento alternativo pueden ser de naturaleza qu\u00edmica o no qu\u00edmica. La mayor\u00eda de las t\u00e9cnicas de tratamiento qu\u00edmico incluyen cloro, bromo, yodo, fosfato tris\u00f3dico, per\u00f3xido de hidr\u00f3geno u ozono. Los tratamientos no qu\u00edmicos incluyen microondas, ultrasonido, radiaci\u00f3n ionizante y ultravioleta (UV). La tecnolog\u00eda UV es una tecnolog\u00eda prometedora de descontaminaci\u00f3n de superficies porque es inocua y no deja ning\u00fan efecto residual en los productos alimenticios tratados. Adem\u00e1s de ser germicida, se ha descubierto que los tratamientos con UV inducen cambios deseables en los componentes de la salud de las frutas y verduras, como el aumento de la capacidad antioxidante y el aumento de la vida \u00fatil. Los sistemas UV son asequibles, ya que requieren una inversi\u00f3n inicial baja y un menor costo operativo de tratamiento.<\/p>\n

Se realizaron varios estudios sobre el tratamiento con UV de frutas y verduras para aumentar la vida \u00fatil y mejorar la calidad del producto. Lu estudi\u00f3 el efecto de los niveles bajos de radiaci\u00f3n UVC (130-4000 mJ\/cm^{2<\/sup>) en la vida \u00fatil de los duraznos y los jitomates, y report\u00f3 una reducci\u00f3n de deterioro postcosecha y un retraso en la maduraci\u00f3n.<\/p>\n}

Bialka y Demirci informaron el uso de tratamientos con UV para la descontaminaci\u00f3n de E. coli y Salmonella enterica en los ar\u00e1ndanos. Despu\u00e9s de 60 s de tratamiento con UV pulsado, informaron una reducci\u00f3n m\u00e1xima de 4.3 y 2.9 log UFC\/g para Salmonella y E. coli, respectivamente. La radiaci\u00f3n UV pulsada es m\u00e1s costosa que la radiaci\u00f3n UV de onda continua. El bajo costo inicial de la radiaci\u00f3n UV de onda continua, as\u00ed como la falta de equipos de seguridad extensivos pueden beneficiar a aquellos con poco capital para invertir, lo que se aplica a la mayor\u00eda de las empacadoras comerciales de ar\u00e1ndanos.<\/p>\n

A manera de conclusi\u00f3n<\/em><\/p>\n

Existe una oportunidad prometedora para adoptar el procesamiento ultravioleta en una industria de procesamiento de alimentos y l\u00e1cteos a peque\u00f1a o gran escala. Con la aprobaci\u00f3n de la FDA, varias aplicaciones nuevas de procesamiento de UV est\u00e1n siendo probadas y validadas por las industrias de productos l\u00e1cteos y alimentos en los Estados Unidos de Am\u00e9rica. Con potencial para ofrecer cualidades organol\u00e9pticas superiores a los productos alimenticios a una menor inversi\u00f3n inicial y costos de operaci\u00f3n, los autores citados prev\u00e9n un gran \u00e9xito para la adopci\u00f3n de la tecnolog\u00eda de procesamiento UV por parte de la industria de procesamiento de alimentos.<\/p>\n

Descargo de Responsabilidad<\/em><\/p>\n

La implementaci\u00f3n y\/o ejecuci\u00f3n de esta informaci\u00f3n guiar\u00e1 al usuario en el uso de la t\u00e9cnica mencionada como parte de las medidas de control de su Sistema de Inocuidad Alimentaria, pero NO GARANTIZAR\u00c1<\/strong> la inocuidad de su producto. El usuario y su equipo de trabajo, deben realizar las actividades de validaci\u00f3n correspondientes.<\/p>\n

Referencias<\/strong><\/p>\n

Fruit Juice Production Using Ultraviolet Pasteurization: A Review<\/a><\/p>\n

Nor Nadiah Abdul Karim Shah, Rosnah Shamsudin, Russly Abdul Rahman and Noranizan Mohd Adzahan<\/p>\n

Pulsed-light system as a novel food decontamination technology: A Review<\/a><\/p>\n

Elmnasser N, Guillou S, Leroi F, Orange N, Bakhrouf A, Federighi M.<\/p>\n

Design and Development of Continuous UV-C Light System for Liquid Food Products<\/a><\/p>\n

Shivashankar Sanganamoni, C. Krishna Teja, B. Prabhakar and Pavuluri Srinivasa Rao<\/p>\n

Ultraviolet light efficacy for microbial inactivation on fruit juices, nectars and apple cider<\/a><\/p>\n

Maria Turtoi & Daniela Borda<\/p>\n

Continuous and Pulsed Ultraviolet Light for Nonthermal Treatment of Liquid Foods. Part 1: Effects on Quality of Fructose Solution, Apple Juice, and Milk<\/a><\/p>\n

Marta Orlowska & Tatiana Koutchma & Michael Grapperhaus & John Gallagher & Raymond Schaefer & Cheryl Defelice<\/p>\n

Pulsed light technology: a novel method for food preservation<\/a><\/p>\n