ES2198507T3 - Esterilizacion por alta temperatura/ultra alta presion de alimentos hipoacidos. - Google Patents
Esterilizacion por alta temperatura/ultra alta presion de alimentos hipoacidos.Info
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Abstract
SE DESCRIBE UN PROCEDIMIENTO PARA ESTERILIZAR ALIMENTOS DE BAJA ACIDEZ UTILIZANDO PRESIONES ULTRA - ELEVADAS Y TEMPERATURAS ELEVADAS. EL CAMBIO DE TEMPERATURA INSTANTANEO QUE SE PRODUCE CUANDO SE APLICA PRESION, COMBINA UNA PROCEDIMIENTO DE ELEVADA TEMPERATURA Y CORTO TIEMPO CON UNA PRESION ULTRA - ELEVADA, PARA SUMINISTRAR UN PROCESO TERMICO RAPIDO, Y POR TANTO SUAVE, A UN PRODUCTO PRE - ENVASADO. EL PROCESO IMPLICA CALENTAR UN ALIMENTO DE BAJA ACIDEZ HASTA UNA TEMPERATURA PRE - PRESURIZADA, SOMETER EL ALIMENTO A UNA PRESION ULTRA - ELEVADA, QUE ELEVA DE FORMA INSTANTANEA LA TEMPERATURA DEL ALIMENTO, Y DESPUES LIBERAR LA PRESION DE FORMA QUE LA TEMPERATURA VUELVE A LA TEMPERATURA PRE PRESURIZADA ORIGINAL. EL PROCEDIMIENTO NIVELA EL AUMENTO DE TEMPERATURA ADIABATICO QUE SE PRODUCE CUANDO EL ALIMENTO SE PRESURIZA DE FORMA HIDROSTATICA, ACOPLADO CON LA LETALIDAD DE LA PRESION, PARA LOGRAR UNAS CONDICIONES DE ESTERILIZACION APROPIADAS. LA DESCRIPCION TAMBIEN INCLUYE ALIMENTOS DE BAJA ACIDEZ QUE HAN SIDO ESTERILIZADOS UTILIZANDO PRESIONES ULTRA ELEVADAS Y TEMPERATURAS ELEVADAS.
Description
Esterilización por alta temperatura/ultra alta
presión de alimentos hipoácidos.
Esta invención se refiere a un procedimiento para
la esterilización de alimentos hipoácidos mediante el uso de una
combinación de ultra alta presión y temperaturas elevadas. Más
concretamente, la invención se refiere al uso de la sinergia entre
la subida de temperatura adiabática que se produce cuando un
material se presuriza hidrostáticamente, en asociación con la
letalidad de la presión para conseguir las condiciones de
esterilización apropiadas.
El potencial para procesar ciertos alimentos
mediante el uso de la esterilización a ultra alta presión (UAP) se
conoce desde finales del siglo cuando se probaron presiones
hidrostáticas por encima de 689 MPa (100.000 psi) a temperatura
ambiente y se comprobó que tenían un efecto letal sobre las
bacterias vegetativas. El procedimiento implica la presurización de
un material (en este caso un alimento) a ultra altas presiones (344
a 1034 MPa (50.000 a 150.000 psi) y más). Este procedimiento es muy
eficaz para eliminar bacterias, levaduras y mohos vegetativos. El
tratamiento es uniforme por todo el producto y mucho más rápido en
cuanto a su capacidad para inactivar microorganismos que los
procesos de esterilización discontinuos corrientes que calientan el
producto alimenticio lentamente por conducción. Se habla a menudo
de la UAP como de un procedimiento ``sin calor'' o ``de
pasteurización en frío''. En la bibliografía, se creía que la UAP
no era muy eficaz para destruir las esporas bacterianas o para
desnaturalizar enzimas. Estos son los requisitos primordiales para
procesar alimentos en conservas hipoácidos, de larga
conservación.
El aumento reciente del interés del consumidor
por alimentos de calidad superior ha provocado que la industria de
la alimentación se interese por la UAP puesto que la práctica
habitual proporciona únicamente pasteurización a baja temperatura
de productos hipoácidos y esterilización comercial de productos muy
ácidos. La ventaja de la UAP con respecto a los procedimientos
térmicos típicos es el potencial para aumentar la duración de
conservación sin degradar significativamente las características
nutricionales, la calidad del sabor y del color del alimento. Las
reacciones/degradación químicas que se producen como consecuencia
del tratamiento térmico están prácticamente eliminadas y el
procedimiento es potencialmente más económico desde el punto de
vista de la utilización de energía.
Los japoneses fueron los primeros en
comercializar la UAP en 1990 cuando MEIDI-YA
introdujo una mermelada conservada por UAP en el mercado de la venta
al por menor. Actualmente, se pueden encontrar varios productos muy
ácidos procesados por UAP en el mercado japonés, incluidos fruta,
yogures, mermeladas, jaleas, y cremas de fruta.
La inactivación bacteriana por ultra alta presión
no se entiende muy bien. Se cree que los microbios se destruyen por
alteración de la permeabilidad de las membranas celulares derivada
de la ruptura mecánica así como desnaturalización de proteínas
debida a la ruptura de los enlaces hidrófobos, los enlaces iónicos
y el posterior desplegamiento de la estructura de la proteína. Por
contraste, la desnaturalización térmica de proteínas y en gran
medida la inactivación microbiológica se debe a la destrucción y la
creación de enlaces covalentes. Se cree actualmente que el
procedimiento por UAP es eficaz únicamente para inactivar
bacterias, levaduras y mohos vegetativos.
Por lo tanto, los tratamientos comerciales están
restringidos a la esterilización de alimentos muy ácidos o la
pasteurización de alimentos hipoácidos. La pasteurización de
alimentos hipoácidos implica calentar el producto a
60-100ºC y es eficaz únicamente para la inactivación
de patógenos que no formen esporas. El procedimiento de
esterilización es particularmente duro por el tiempo que se
requiere para calentar el producto entero, en particular el centro
del producto, hasta la temperatura de tratamiento (>100ºC). Es
decir, en lo que el núcleo central del producto tarda en alcanzar
la temperatura de tratamiento máxima deseada durante el periodo de
tiempo deseado, las partes externas del producto han sido
excesivamente tratadas. Por consiguiente, la esterilización de
alimentos hipoácidos, en particular en el envasado (que tiende a
aislar el producto), es indeseable puesto que el tiempo prolongado
de tratamiento térmico degrada a menudo las características del
producto.
Las siguientes referencias y aquellas que se
mencionan más adelante, cada una de las cuales se incorporan por la
presente para referencia, describen el estado de la técnica.
La publicación internacional WO95/11600 se
refiere a un procedimiento para tratar alimentos líquidos o sólidos
bajo alta presión.
La publicación de patente japonesa 2257864 de
Ajinomoto describe la esterilización por presión de esporas
bacterianas. La publicación describe la esterilización de esporas
bacterianas bajo presión mediante el tratamiento de un producto
alimenticio durante 5 a 300 minutos a 30 a 100º C bajo una presión
de 1.000 a 10.000 kg/cm^{2} (70-700 psi) (no
ultra alta presión).
La publicación de patente japonesa 3183450 para
Dainippon Printing describe la preparación de hortalizas cortadas
que implica la etapa de pasteurizar el producto mediante la
aplicación de una presión de por lo menos 1.000 kg/cm^{2} (70
psi) (no ultra alta presión).
La publicación de patente australiana 425072 de
Donald describe la esterilización de composiciones alimenticias. El
procedimiento descrito incluye subir la presión de un producto
alimenticio previamente calentado, inyectar vapor dentro de la
cámara presurizada para permitir que el vapor se condense encima
del producto, subir la temperatura del producto y posteriormente
liberar la presión. La publicación describe que la composición se
mantiene a una presión tal que el vapor se condensa en agua
cediendo su energía calorífica latente a la composición del entorno
y disminuyendo posteriormente la presión, provocando la evaporación
repentina del agua condensada, tomando su energía calorífica latente
de la composición y por lo tanto enfriándola.
Aunque la esterilización por alta presión se haya
usado para tratar alimentos muy ácidos en el pasado, la técnica
anterior no describe la esterilización por ultra alta presión de
alimentos hipoácidos. Sería deseable desarrollar un procedimiento
para procesar los alimentos hasta esterilidad comercial sin someter
el alimento a una degradación térmica.
Es un objeto de la presente invención superar las
dificultades en la técnica anterior arriba mencionadas.
Es otro objeto de la presente invención
proporcionar un procedimiento para esterilizar alimentos hipoácidos
mediante el uso de ultra alta presión.
Es un objeto adicional de la presente invención
proporcionar un procedimiento para esterilizar alimentos hipoácidos
mediante el uso de ultra altas presiones y altas temperaturas.
Es un objeto adicional de la presente invención
proporcionar un procedimiento para esterilizar alimentos hipoácidos
mediante el uso de un aumento instantáneo adiabático de la
temperatura.
Es otro objeto más de la presente invención
proporcionar un procedimiento para conseguir una cantidad de
letalidad objetivo específica mediante el uso del aumento
instantáneo adiabático de la temperatura.
Es aún otro objeto de la presente invención
proporcionar un producto alimenticio hipoácido comercialmente
estéril procesado mediante estos procedimientos.
Estos y otros objetos y ventajas de la presente
invención quedarán más patentes a partir de las enseñanzas que se
proporcionan a continuación mediante la descripción detallada, los
datos de los ensayos y los ejemplos.
La invención se refiere a un procedimiento de
esterilización de alimentos hipoácidos mediante el uso de una
combinación de ultra alta presión y temperaturas elevadas. El
cambio instantáneo adiabático de temperatura que se produce cuando
se aplica presión a una composición alimenticia combina un
procesamiento de breve duración a alta temperatura con una ultra
alta presión para dar un procesamiento térmico rápido y por lo
tanto suave a un producto preenvasado.
La destrucción de microorganismos se refiere a la
destrucción de la vida a nivel de células individuales (Pflug y
col., ``Principles of the thermal destruction of microorganisms'',
Disinfection, Sterilization and Preservation, cuarta
edición, editado por Seymour Block). Un microorganismo concreto que
es objetivo de los procedimientos de esterilización térmica es
Clostridium botulinum. C. botulinum no es peligroso en
un alimento a menos que se pueda desarrollar en un cultivo
vegetativo productor de toxina. El crecimiento requiere que el
alimento satisfaga los requisitos nutricionales de los organismos.
Sin embargo, el crecimiento depende también de otros factores
(véanse Food Born Diseases, editado por Dean Cliver, páginas
116-120 y Basic Food Microbiology, segunda
edición, por George Banwart, páginas 219-239).
La invención produce esterilidad comercial de
productos alimenticios hipoácidos, es decir, inactiva todas las
esporas capaces de crecer en las condiciones de almacenamiento
deseadas. La invención produce una muerte de esporas de 10+
unidades logarítmicas (elimina 10^{10} esporas o más). Los
productos que se preparan mediante el uso de la invención tienen un
aspecto más fresco en comparación con los productos cocidos
convencionales porque se exponen los productos que se tratan según
la invención a altas temperaturas durante sólo breves periodos de
tiempo. Puesto que se evitan tratamientos extensos a alta
temperatura, la invención también proporciona una flexibilidad de
recetas y reivindicaciones de producto adicionales en comparación
con los productos procesados térmicamente porque se pueden usar más
fácilmente aditivos sensibles a la temperatura.
Una realización de la invención implica calentar
un alimento hipoácido a una temperatura previa a la presurización,
someter el alimento a ultra alta presión, lo cual aumenta
instantáneamente la temperatura adiabáticamente, y luego liberar la
presión de manera que la temperatura vuelve a la temperatura previa
a la presurización original. La técnica mejora el aumento
adiabático de temperatura que se produce cuando se presuriza
hidrostáticamente un material alimenticio, en asociación con la
letalidad de la presión, para conseguir condiciones de
esterilización apropiadas. El procedimiento consigue una muerte de
esporas de 10+ unidades logarítmicas (sensibilidad de detección de
las pruebas hasta la fecha) de esporas mesófilas, anaerobias y
termófilas (B. subtilis, C. sporogenes y B.
stearothermophilus) al asociar la pascalización con
temperaturas elevadas.
Los procedimientos descritos en la presente
invención proporcionan una nueva manera para esterilizar y procesar
alimentos, en particular conservas alimenticias poco ácidas, que es
más rápida, más eficiente energéticamente y menos perjudicial para
la calidad del producto que los procedimientos de conservería
térmicos convencionales (olla a presión hidrostática y autoclave).
La presente invención ofrece varias ventajas con respecto a la
tecnología de esterilización actual. La ventaja principal es la
capacidad para esterilizar productos hipoácidos con una eficiencia
aumentada. Se reducen notablemente las duraciones de los ciclos de
procesamiento al eliminar el tiempo del ciclo convencional de
calentamiento mantenimiento y enfriamiento presurizados
(240-238 kPa, 30-35 psi). Según el
presente procedimiento, por ejemplo, se puede calentar rápidamente
un producto a través de un equipo de UAT convencional hasta
80-99ºC, envasarlo, cargarlo en una cámara de
pascalización rellenada con un medio precalentado, presurizarlo a
345-1020 MPa (50.000-150.000 psi),
preferiblemente 476-884 MPa (70.000 a 130.000 psi),
descomprimirlo, y luego transferirlo a un canal de refrigeración
para enfriar el producto desde 80-99ºC hasta las
condiciones ambientales.
Las condiciones de esterilización de la invención
se alcanzan con temperaturas máximas más bajas, y tiempos de
mantenimiento mucho más cortos puesto que la combinación de la
ultra alta presión con la temperatura contribuye de manera
sinérgica a la letalidad del procedimiento. Ni las condiciones de
presión, ni las de temperatura por sí solas proporcionarían la
letalidad sinérgica de la combinación. Además, las reacciones de
degradación térmica que se producen en los productos preenvasados
esterilizados convencionalmente se reducen en gran medida debida a
la breve duración de la exposición térmica a las gamas de altas
temperaturas. Esto reduce el deterioro vitamínico y nutricional y
permite la utilización de aditivos y colorantes naturales,
térmicamente sensibles. El deterioro del sabor, los regustos
inducidos térmicamente, la descomposición de los sistemas de gel y
de viscosidad son también reducidos en gran medida. Una ventaja
adicional es la reducción de los requisitos en energía térmica y de
la utilización de agua de refrigeración. Además, se desnaturalizan
y por lo tanto se inactivan las enzimas que provocarían un deterioro
del producto.
El procedimiento según la invención es similar a
los procedimientos de alta temperatura de breve duración, pero no
depende de las condiciones más complicadas de envasado aséptico
para mantener la esterilidad del producto. En los procedimientos de
alta temperatura de breve duración, el producto alimenticio se
calienta a altas temperaturas (121,1ºC (250ºF) y más) fuera del
envase y luego se envasa directamente en contenedores estériles para
evitar la contaminación. La invención evita el uso tanto de las
altas temperaturas como de los complicados requisitos de envasado
de los procedimientos de alta temperatura de breve duración. La
presente invención permite el tratamiento del producto ya envasado.
Éstas son algunas de las ventajas de esta invención con respecto a
los tratamientos térmicos o la pascalización convencionales.
Se puede utilizar el procedimiento que se
describe en la presente invención para esterilizar una diversidad
de alimentos. Estos alimentos incluyen alimentos para animales de
compañía (muy húmedos y semi-húmedos), platos
principales, salsas, sopas, estofados, verduras, bebidas y
zumos.
De acuerdo con el primer aspecto de la presente
invención, se proporciona un procedimiento para esterilizar un
producto alimenticio hipoácido que tiene un pH superior o igual a
4,6, que comprende las etapas de:
(a) calentar el producto alimenticio hipoácido
hasta una temperatura previa a la presurización en el intervalo de
75ºC a 125ºC,
(b) someter el producto alimenticio hipoácido a
una ultra alta presión aumentando de este modo instantáneamente la
temperatura hasta una temperatura con presurización,
(c) liberar la presión, devolviendo por lo tanto
el producto alimenticio hipoácido a la temperatura previa a la
presurización, y
(d) refrigerar el producto alimenticio hipoácido
hasta una temperatura final deseada.
El procedimiento que se describe en la presente
invención se utiliza para esterilizar alimentos hipoácidos. Los
alimentos hipoácidos son aquellos que tienen un pH \geq 4,6. Los
alimentos muy ácidos (pH < 4,6), a diferencia de los alimentos
hipoácidos, no son propensos al crecimiento de patógenos. Son éstos
patógenos que son particularmente sensibles al efecto sinérgico del
presente procedimiento.
Un segundo aspecto de la presente invención
proporciona un producto alimenticio procesado según el
procedimiento de la primera vertiente.
El primer aspecto de la presente invención usa
una combinación tanto de ultra alta presión como de altas
temperaturas para esterilizar un alimento hipoácido. La temperatura
previa a la presurización se encuentra en el intervalo de 75ºC a
125ºC, más preferiblemente en el intervalo de 90ºC a 100ºC. A
temperaturas por encima de 100ºC el agua se puede convertir en
vapor que puede provocar complicaciones. Sin embargo, se pueden
usar aditivos, tales como la sal, para elevar la temperatura de
ebullición del agua.
La ultra alta presión es superior a
aproximadamente 517 MPa (75.000 psi), preferiblemente superior a
aproximadamente 620 MPa (90.000 psi), incluso más preferiblemente
superior a aproximadamente 689 MPa (100.000 psi) y muy
preferiblemente superior a aproximadamente 862 MPa (125.000 psi), e
inferior a aproximadamente 1724 MPa (250 Kpsi).
Preferiblemente, se usan medios hidráulicos para
aplicar una presión isostática. El producto alimenticio se
encuentra preferiblemente en un envase. El envase puede contener un
gas, que se comprimirá durante la presurización. Preferiblemente, el
envase está sellado herméticamente.
La alta temperatura se consigue mediante un
aumento adiabático de la temperatura debido a la presurización.
Cuando se exponen materiales a ultra altas presiones, la
temperatura del material sube instantáneamente cuando se aplica la
presión y vuelve inmediatamente a su temperatura de partida cuando
se libera la presión. A 689 MPa (100,000 psi), el calentamiento
adiabático del agua aumenta la temperatura en aproximadamente 20ºC,
en cuanto que el aceite de ricino aumenta en 40ºC. Las pruebas han
demostrado un aumento adiabático de la temperatura de 27ºC en un
alimento para animales de compañía húmedo modelo a 620 MPa (90.000
psi).
Este cambio de temperatura trasladable se explica
por la ley de los gases ideales. Al aplicar la ley de los gases
ideales a materiales sólidos y líquidos, que apenas se comprimen,
la temperatura aumentará cuando se aplique presión y disminuirá
cuando se libere la presión. Este cambio instantáneo de la
temperatura que se produce cuando se aplica presión proporciona la
capacidad de asociar un procedimiento de alta temperatura de breve
duración con una presión ultra alta para dar un procesamiento
térmico rápido y por lo tanto suave a un producto preenvasado. La
letalidad adicional del procedimiento se basa principalmente en la
temperatura máxima que se alcanza bajo presión. La temperatura
máxima depende de la temperatura de partida (temperatura previa a la
presurización) y el aumento adiabático de temperatura que se
produce instantáneamente cuando se presuriza un material. Este
aumento de la temperatura es instantáneo y uniforme en todo el
producto, y no depende de fuerzas ni de conducción ni de convección
para transferir la energía térmica. La temperatura máxima se
extiende desde aproximadamente 100ºC a aproximadamente 160ºC,
preferiblemente aproximadamente 110ºC a 150ºC e incluso más
preferiblemente aproximadamente 120ºC a 140ºC.
Ni las condiciones de
duración-temperatura ni las de ultra alta presión
solas son suficientes para esterilizar productos alimenticios
hipoácidos. Sin embargo, la combinación consigue una inactivación
de esporas bacterianas superior a 95% aproximadamente.
Preferiblemente, la inactivación de esporas bacterianas es superior
a 99% aproximadamente, más preferiblemente superior a 99,9%
aproximadamente, e incluso más preferiblemente 100% aproximadamente.
El procedimiento acarrea una muerte de esporas de 10+ unidades
logarítmicas y produce esterilidad comercial.
Una realización de la presente invención incluye
la etapa de calentar un producto alimenticio a una temperatura
previa a la presurización inicial, presurizar a una ultra alta
presión, aumentando de este modo instantáneamente la temperatura
debido al aumento adiabático de la temperatura, descomprimir el
producto, devolviendo de este modo la temperatura a la temperatura
inicial original previa a la presurización y posteriormente enfriar
el producto desde la temperatura previa a la presurización inicial
hasta la temperatura ambiente, dando lugar a un producto
esterilizado.
La temperatura previa a la presurización es
preferiblemente superior a 75ºC aproximadamente, más
preferiblemente 80ºC aproximadamente, e incluso más preferiblemente
85ºC, e inferior a 105ºC aproximadamente.
Otra realización de la presente invención se
refiere a la esterilización de un producto alimenticio mediante la
utilización de un aumento instantáneo de la temperatura,
preferiblemente como consecuencia de la aplicación de una ultra
alta presión.
En otra realización de la invención, se usa un
procedimiento que utiliza el aumento adiabático instantáneo de la
temperatura para conseguir una cantidad de letalidad requerida
objetivo específica. La letalidad de un procesamiento térmico se
expresa normalmente en términos de una F_{0}. El valor F_{0} se
basa en una relación temperatura/tiempo y se usa para igualar
procesamientos térmicos con un procesamiento conocido a 121,1ºC.
Una F_{0} de 1 es igual al procesamiento de un material a 121,1ºC
durante 1 minuto. Esto se puede conseguir también al procesar a
105ºC durante mucho más que 1 minuto o a 130ºC algo menos que 1
minuto. Según las propiedades de un producto, esto permite al
procesador de alimentos cierta flexibilidad acerca de como se
procesa un alimento.
Puesto que las partes centrales de un producto
requieren que transcurra un periodo de tiempo antes de alcanzar la
temperatura objetivo, es difícil conseguir la letalidad requerida
en todo el producto sin tratar excesivamente las partes externas.
El procedimiento que se describe proporciona un aumento adiabático
instantáneo de la temperatura que tiene como consecuencia un aumento
instantáneo uniforme de la temperatura en todo el producto. Por
consiguiente, se puede alcanzar una F_{0} específica objetivo sin
tratar excesivamente partes del producto.
Por ejemplo, se puede calentar un producto
preenvasado a una temperatura previa a la presurización que no
degrada el producto, presurizarlo con ultra alta presión lo cual
tiene como resultado un aumento instantáneo de la temperatura en
todo el producto durante un periodo de tiempo específico y luego
despresurizarlo y enfriarlo. Según esta realización se puede
alcanzar una F_{0} específica objetivo (es decir un aumento
instantáneo de la temperatura hasta 121,1ºC durante 1 minuto para
conseguir una F_{0} de 1). Por lo tanto, un aspecto importante de
la invención se refiere a la capacidad de alcanzar un nivel de
letalidad F_{0} específico en toda la masa del producto (envasado
o no envasado) sin tratar excesivamente o sobreexponer partes del
producto al tratamiento térmico.
Los objetos, las ventajas y las características
adicionales de los diversos aspectos de la presente invención se
harán patentes a partir de la siguiente descripción de las
realizaciones preferidas, tales descripciones dándose junto con los
dibujos adjuntos.
La fig. 1 ilustra una representación gráfica de
una relación
tiempo-temperatura-presión de una
realización del procedimiento por ultra alta presión según la
presente invención en la que el eje vertical izquierdo representa la
temperatura, el eje vertical derecho representa la presión, y el
eje horizontal representa el tiempo.
La fig. 2 ilustra una representación gráfica de
una relación
tiempo-temperatura-presión de otra
realización del procedimiento por ultra alta presión según la
presente invención en la que el eje vertical izquierdo representa la
temperatura, el eje vertical derecho representa la presión, y el
eje horizontal representa el tiempo.
La fig. 3 ilustra una representación gráfica de
una relación
tiempo-temperatura-presión de otra
realización del procedimiento por ultra alta presión según la
presente invención en la que el eje vertical izquierdo representa la
temperatura, el eje vertical derecho representa la presión, y el
eje horizontal representa el tiempo.
La fig. 4 ilustra una representación gráfica de
una relación
tiempo-temperatura-presión de otra
realización del procedimiento por ultra alta presión según la
presente invención en la que el eje vertical izquierdo representa
la temperatura, el eje vertical derecho representa la presión, y el
eje horizontal representa el tiempo.
La fig. 5 ilustra una representación gráfica de
una relación
tiempo-temperatura-presión de otra
realización del procedimiento por ultra alta presión según la
presente invención en la que el eje vertical izquierdo representa
la temperatura, el eje vertical derecho representa la presión, y el
eje horizontal representa el tiempo.
La fig. 6 ilustra una representación gráfica de
una relación
tiempo-temperatura-presión de otra
realización del procedimiento por ultra alta presión según la
presente invención en la que el eje vertical izquierdo representa
la temperatura, el eje vertical derecho representa la presión, y el
eje horizontal representa el tiempo.
Refiriéndose inicialmente a la fig. 1, una
representación gráfica ilustra la relación
tiempo-temperatura-presión para el
procedimiento por UAP del conjunto A del ejemplo 4. El eje vertical
izquierdo representa la temperatura, el eje vertical derecho
representa la presión y el eje horizontal representa el tiempo. La
temperatura del producto durante el tratamiento se representa por
una curva. La presión se representa por la región sombreada. La
temperatura previa a la presurización fue de aproximadamente 85ºC y
la presión máxima fue de 620 MPa (90.000 psi) aplicada durante
aproximadamente un minuto.
La fig. 2 ilustra una representación gráfica del
procedimiento por UAP que se llevó a cabo en el conjunto B del
ejemplo 4 en el que la temperatura previa a la presurización fue de
85ºC y la presión fue de 620 MPa (90.000 psi) aplicada durante
aproximadamente cinco minutos. La fig. 3 ilustra una representación
gráfica del procedimiento por UAP que se llevó a cabo en el conjunto
C del ejemplo 4 en el que la temperatura previa a la presurización
fue de 85ºC y la presión fue de 620 MPa (90.000 psi) aplicada
durante aproximadamente 30 minutos. La fig. 4 ilustra una
representación gráfica del procedimiento por UAP que se llevó a
cabo en el conjunto D del ejemplo 4 en el que la temperatura previa
a la presurización fue de 98ºC y la presión fue de 620 MPa (90.000
psi) aplicada durante aproximadamente un minuto. La fig. 5 ilustra
una representación gráfica del procedimiento por UAP que se llevó a
cabo en el conjunto E del ejemplo 4 en el que la temperatura previa
a la presurización fue de 98ºC y la presión fue de 620 MPa (90.000
psi) aplicada durante aproximadamente cinco minutos. La fig. 6
ilustra una representación gráfica del procedimiento por UAP que se
llevó a cabo en el conjunto F del ejemplo 4 en la que la
temperatura previa a la presurización fue de 98ºC y la presión fue
de 620 MPa (90.000 psi) aplicada durante treinta minutos.
Se pesaron individualmente cincuenta gramos de
emulsiones de carne cruda en cada una de cuatro bolsas de prueba
(bolsas de plástico termoadhesivas) por cada
precondición/procesamiento por UAP que se evaluó. Se usaron
temperaturas previas a la presurización de hasta 80ºC y superiores,
y presiones de hasta 827 MPa (120.000 psi) y superiores. El
propósito de este estudio fue evaluar el efecto de diversos
aditivos tales como tensioactivos, cloruro sódico, y agentes
quelantes (EDTA). Se introdujo una tira de esporas de Bacillus
subtilis individualmente en cada una de 2 bolsas por
precondición/procesamiento antes de sellarlas para determinar la
actividad esporicida. Todas las bolsas se guardaron sobre hielo 24
horas antes de su procesamiento.
Todas las muestras se guardaron bajo
refrigeración (4ºC) después de su procesamiento. Se analizaron las
bolsas que contenían tiras de esporas para el recuento de aerobios
y anaerobios totales, recuentos de esporas aerobias y anaerobias
totales, de estreptococos fecales, de levaduras/mohos, y de esporas
de Clostridia B. subtilis. Los datos se obtuvieron por
recuento de los supervivientes en las tiras de esporas.
Se obtuvieron reducciones microbianas de 3 a 7
unidades logarítmicas por gramo. La pascalización inactivó
eficazmente los organismos vegetativos, levaduras y mohos. Las
esporas microbianas no se inactivaron por completo en las
condiciones que se evaluaron. Las esporas anaerobias fueron más
resistentes a la pascalización que las aerobias. El grado de
inactivación de esporas aumentó según se aumentaba la temperatura
de preacondicionamiento de la muestra por encima de 80ºC. Las
presiones más elevadas (827 Mpa (120.000 psi)) mejoraron más aún la
actividad esporicida debido al mayor aumento adiabático de
temperaturas. El uso de dióxido de carbono, el vacío, o nitrógeno
no tuvo efecto sobre la letalidad del procesamiento.
Además, se encontró que los aditivos tampoco
tuvieron efecto adverso sobre la letalidad del procesamiento.
Se evaluaron treinta y siete variaciones de
prueba. La realización de las pruebas usó un sistema de control de
los medios con las esporas contenidas en un tampón fosfato. Esto
hizo posible la evaluación de los efectos de las condiciones de
procesamiento sobre las esporas sin ninguna variación debida a la
influencia de otras sustancias. Esto incluyó una presurización
multietapas, un preacondicionamiento de las muestras y la
incorporación de agentes químicos (se evaluaron 15) para aumentar
los efectos de la presión. Varios parámetros de procesamiento
incluidos (a) presiones de 689 MPa (100 Kpsi) y temperaturas
previas a la presurización de 100ºC durante 1 minuto, (b)
presurización multietapas mediante el uso de presiones de 51,7 MPa
(7,500 psi) y 414 MPa (60.000 psi) (exposiciones consecutivas de 10
minutos a cada presión) y (c) presiones de 827 Mpa (120 Kpsi) con
una temperatura previa a la presurización de 80ºC durante 1 minuto.
Se expusieron tres bolsas individuales, que contenían 1 tira de
esporas de B. subtilis cada una, por tratamiento (variación
del procedimiento y/o adición de agentes químicos). Después del
procesamiento, se guardaron las bolsas bajo refrigeración hasta que
se ensayaran para las esporas supervivientes. Dos de las 3 bolsas
por tratamiento se pusieron en cultivo individualmente para
comprobar la esterilidad mediante la transferencia aséptica de la
tira en volúmenes de 10 mililitros de caldo de soja trypticase
(Difco®). Se incubaron los cultivos a 35ºC durante 7 días y se
evaluaron para señales de crecimiento. La ausencia de crecimiento
significaba esterilidad de la tira.
La tercera tira restante por procedimiento se usó
para contar el nivel de esporas supervivientes. Se mezclaron a
fondo los contenidos de la tira y de la bolsa y se diluyó mediante
el uso de solución salina. Se transfirieron las diluciones
individualmente en cada una de 2 placas de agar con soja trypticase
y se incubaron a 35ºC durante 72 horas. Se determinó el número de
unidades formadoras de colonias por mililitro por recuento de las
colonias en cada placa y multiplicación por el factor de
dilución.
No fueron suficientes presiones de 689 MPa (100
Kpsi) y temperaturas máximas de 100ºC durante 1 minuto para
inactivar 6 unidades logarítmicas de esporas de B. subtilis.
Sin embargo, se logró la inactivación total de las esporas al
exponer las esporas de B. subtilis a una presión de 827 MPa
(120 Kpsi) con una temperatura previa a la presurización de
\geq80ºC durante 1 minuto. La adición de bicarbonato sódico
(2%), ácido propiónico (1%) o cloruro sódico (\geq5%) sirvió para
proteger las esporas frente a la inactivación y reduce la eficacia
del tratamiento.
La presurización multietapas mediante el uso de
presiones de 51,7 MPa (7,500 psi) y 414 MPa (60.000 psi) no
inactivó 6 unidades logarítmicas de esporas de B. subtilis.
Se observó la supervivencia de las esporas tras exposiciones
consecutivas de 10 minutos a cada presión.
Se observó una actividad esporicida aumentada en
el sistema de medios (ejemplo 2) en comparación con la de las
carnes emulsionadas (ejemplo 1). Se puede suponer que las grasas,
proteínas y otras sustancias sirven para proteger las esporas
frente a la inactivación por altas presiones isostáticas.
Se pesaron individualmente cantidades de treinta
gramos de carne cruda, emulsionada, en bolsas de plástico
termoadhesivas seguido de la inoculación con un cultivo mixto de
esporas (Clostridium sporogenes, Bacillus subtilis y
Bacillus stearothermophilus). Un conjunto de la misma carne
cruda no inoculada hizo las veces de control. Se repitió el
procedimiento de inoculación mediante el uso de material
preesterilizado. Todas las bolsas se sellaron con calor después de
la inoculación, luego se guardaron en hielo hasta que su
pascalización.
Se preacondicionaron las muestras y la cámara de
procesamiento a temperaturas de 75ºC, 85ºC y 95ºC antes de la
pascalización a 620 MPa (90 Kpsi). Se evaluaron tres muestras tanto
del grupo crudo como preesterilizado por condiciones de
procesamiento. Se expusieron las muestras a cada combinación de
temperatura/presión hasta 30 minutos. Después de la pascalización,
se guardaron las muestras sobre hielo hasta que se evaluaran para
los microorganismos supervivientes. Sin embargo, el examen visual
de los sellos térmicos demostró que estos se rompieron durante el
procesamiento y que no se mantuvo la integridad hermética. La
ruptura de los sellos fue también evidente en el estudio de
crecimiento fuera de las muestras en el que se observó crecimiento
bacteriano; sin embargo, no se detectó presencia de las esporas
inoculadas (dentro de la sensibilidad de la prueba) en las mismas
variables. Por lo tanto, se supone que el crecimiento fuera de la
muestra fue debido a una contaminación después del
procesamiento.
Se analizaron dos muestras de cada
grupo/procedimiento para esporas aerobias, anaerobias y termófilas
totales. La muestra restante por grupo/procedimiento se incubó a
37ºC durante 7 días, luego se analizó para la esterilidad
comercial.
Los resultados demostraron un nivel de esporas de
desafío de 6 unidades logarítmicas por envase, un tanto por debajo
del nivel objetivo de 13 unidades logarítmicas. El nivel de esporas
de desafío es la cantidad de esporas con las que se inocula la
muestra de prueba. La disminución de esporas de desafío estuvo
relacionada con la germinación de las esporas durante el transporte
de las muestras.
Las condiciones de prueba evaluadas
proporcionaron una reducción de hasta 5 unidades logarítmicas en la
población de esporas para todos los organismos que se inocularon.
Los resultados de las pruebas de esterilidad comercial indicaron
que se produjo contaminación posterior al procesamiento. Sin
embargo, parece que un procesamiento tan corto como de 1 minuto a
85ºC (temperatura de preacondicionamiento) puede ser capaz de
producir una reducción de 6 unidades logarítmicas para los 3
organismos que se inocularon.
Se pesaron individualmente cantidades de treinta
gramos de carne cruda, emulsionada, en bolsas de plástico
termoadhesivas seguido de inoculación con un cultivo mixto de
esporas (Clostridium sporogenes, Bacillus subtilis y
Bacillus stearothermophilus). Un conjunto crudo no inoculado
hizo las veces de control. Se repitió el procedimiento de
inoculación mediante el uso de material preesterilizado. Todas las
bolsas se sellaron con calor después de la inoculación, luego se
guardaron sobre hielo hasta que su pascalización.
Se preacondicionaron las muestras y la cámara de
procesamiento a temperaturas de 85ºC o 98ºC antes de la
pascalización a 620 MPa (90 Kpsi). Se evaluaron tres muestras tanto
del grupo crudo como del preesterilizado por condición de
procesamiento. Se expusieron las muestras a cada combinación de
temperatura/presión hasta 30 minutos. Tras la pascalización, se
guardaron las muestras sobre hielo hasta que se evaluaran para los
microorganismos supervivientes. Las tablas 1 a 6 identifican las
condiciones de procesamiento para los conjuntos de prueba
A-F del ejemplo 4.
Duración de la aplicación de la presión máxima: 1
minuto
Temperatura previa a la presurización: 85ºC
| Etapa | Tiempo(h:m:s) | Tiempo(minutos) | Presión Mpa/(K psi) | Temp. Producto | Temp. Producto |
| (F.) | (C.) | ||||
| calentamiento | 00:00:00 | 0,00 | 0 (0) | 60 | 15,6 |
| 00:01:00 | 1,00 | 0 (0) | 125 | 51,7 | |
| 00:04:00 | 4,00 | 0 (0) | 180 | 82,2 | |
| 00:05:20 | 5,33 | 0 (0) | 184 | 84,4 | |
| Presurización | 00:05:20 | 5,33 | 0 (0) | 184 | 84,4 |
| 00:06:15 | 6,25 | 69 (10) | 190 | 87,8 | |
| 00:07:00 | 7,00 | 138 (20) | 198 | 92,2 | |
| 00:08:00 | 8,00 | 207 (30) | 204 | 95,6 | |
| 00:08:50 | 8,83 | 276 (40) | 211 | 99,4 | |
| 00:09:35 | 9,58 | 345 (50) | 216 | 102,2 |
TABLA 1
(continuación)
| Etapa | Tiempo(h:m:s) | Tiempo(minutos) | Presión Mpa/(K psi) | Temp. Producto | Temp. Producto |
| (F.) | (C.) | ||||
| Presurización | 00:10:20 | 10,33 | 414 (60) | 220 | 104,4 |
| 00:11:05 | 11,08 | 483 (70) | 224 | 106,7 | |
| 00:11:40 | 11,67 | 552 (80) | 227 | 108,3 | |
| 00:12:35 | 12,58 | 620 (90) | 231 | 110,6 | |
| Mantenimiento | 00:12:35 | 12,58 | 620 (90) | 231 | 110,6 |
| 00:13:35 | 13,58 | 620 (90) | 227 | 108,3 | |
| Descompresión | 00:13:35 | 13,58 | 620 (90) | 227 | 108,3 |
| 00:14:00 | 14,00 | 0 (0) | 174 | 78,9 |
Duración de la aplicación de la presión máxima: 5
minutos
Temperatura previa a la presurización: 85ºC
| Etapa | Tiempo(h:m:s) | Tiempo(minutos) | Presión Mpa/(K psi) | Temp. Producto | Temp. Producto |
| (F.) | (C.) | ||||
| calentamiento | 00:00:00 | 0,00 | 0 (0) | 60 | 15,6 |
| 00:01:00 | 1,00 | 0 (0) | 181 | 82,8 | |
| 00:01:30 | 1,50 | 0 (0) | 185 | 85,0 | |
| Presurización | 00:01:30 | 1,50 | 0 (0) | 185 | 85,0 |
| 00:03:45 | 3,75 | 69 (10) | 191 | 88,3 | |
| 00:04:45 | 4,75 | 138 (20) | 196 | 91,1 | |
| 00:05:45 | 5,75 | 207 (30) | 199 | 92,8 | |
| 00:06:30 | 6,50 | 276 (40) | 201 | 93,9 | |
| 00:07:20 | 7,33 | 345 (50) | 202 | 94,4 | |
| 00:08:00 | 8,00 | 414 (60) | 204 | 95,6 | |
| 00:08:45 | 8,75 | 483 (70) | 205 | 96,1 | |
| 00:09:25 | 9,42 | 552 (80) | 207 | 97,2 | |
| 00:10:14 | 10,23 | 620 (90) | 208 | 97,8 | |
| Mantenimiento | 00:15:14 | 15,23 | 620 (90) | 209 | 98,3 |
| 00:20:14 | 20,23 | 620 (90) | 207 | 97,2 | |
| Descompresión | 00:20:14 | 20,23 | 620 (90) | 207 | 97,2 |
| 00:20:30 | 20,50 | 0 (0) | 109 | 42,8 |
\newpage
Duración de la presión máxima: 30 minutos
Temperatura previa a la presurización: 85ºC
| Etapa | Tiempo(h:m:s) | Tiempo(minutos) | Presión Mpa/(K psi) | Temp. Producto | Temp. Producto |
| (F.) | (C.) | ||||
| Calentamiento | 00:00:00 | 0,00 | 0 (0) | 65 | 18,3 |
| 00:01:00 | 1,00 | 0 (0) | 95 | 35,0 | |
| 00:04:00 | 4,00 | 0 (0) | 142 | 61,1 | |
| 00:07:30 | 7,00 | 0 (0) | 165 | 73,9 | |
| 00:12:20 | 12,33 | 0 (0) | 184 | 84,4 | |
| Presurización | 00:12:20 | 12,33 | 0 (0) | 184 | 84,4 |
| 00:13:10 | 13,17 | 69 (10) | 190 | 87,8 | |
| 00:14:10 | 14,17 | 138 (20) | 198 | 92,2 | |
| 00:15:00 | 15,00 | 207 (30) | 207 | 97,2 | |
| 00:15:55 | 15,92 | 276 (40) | 213 | 100,6 | |
| 00:16:40 | 16,67 | 345 (50) | 219 | 103,9 | |
| 00:17:30 | 17,50 | 414 (60) | 224 | 106,7 | |
| 00:18:10 | 18,17 | 483 (70) | 228 | 108,9 | |
| 00:18:45 | 18,75 | 552 (80) | 231 | 110,6 | |
| 00:19:35 | 19,58 | 620 (90) | 234 | 112,2 | |
| Mantenimiento | 00:19:35 | 19,58 | 620 (90) | 234 | 112,2 |
| 00:25:00 | 25,00 | 620 (90) | 217 | 102,8 | |
| 00:30:00 | 30,00 | 620 (90) | 211 | 99,4 | |
| 00:35:00 | 35,00 | 620 (90) | 209 | 98,3 | |
| 00:40:00 | 40,00 | 620 (90) | 209 | 98,3 | |
| 00:45:00 | 45,00 | 620 (90) | 209 | 98,3 | |
| 00:49:35 | 49,58 | 620 (90) | 209 | 98,3 | |
| Descompresión | 00:49:35 | 49,58 | 620 (90) | 209 | 98,3 |
| 00:49:50 | 49,83 | 0 (0) | 165 | 73,9 |
Duración de la presión máxima: 1 minuto
Temperatura previa a la presurización: 98ºC
| Etapa | Tiempo(h:m:s) | Tiempo(minutos) | Presión Mpa/(K psi) | Temp. Producto | Temp. Producto |
| (F.) | (C.) | ||||
| Calentamiento | 00:00:00 | 0,00 | 0 (0) | 60 | 15,6 |
| 00:01:00 | 1,00 | 0 (0) | 170 | 76,7 | |
| 00:04:00 | 4,00 | 0 (0) | 191 | 88,3 | |
| 00:06:00 | 6,00 | 0 (0) | 196 | 91,1 |
TABLA 4
(continuación)
| Etapa | Tiempo(h:m:s) | Tiempo(minutos) | Presión Mpa/(K psi) | Temp. Producto | Temp. Producto |
| (F.) | (C.) | ||||
| Calentamiento | 00:10:00 | 10,00 | 0 (0) | 202 | 94,4 |
| 00:14:00 | 14,00 | 0 (0) | 205 | 96,1 | |
| 00:14:30 | 14,50 | 0 (0) | 205 | 96,1 | |
| Presurización | 00:14:30 | 14,50 | 0 (0) | 205 | 96,1 |
| 00:15:20 | 15,33 | 69 (10) | 211 | 99,4 | |
| 00:16:20 | 16,33 | 138 (20) | 218 | 103,3 | |
| 00:17:15 | 17,25 | 207 (30) | 224 | 106,7 | |
| 00:18:10 | 18,17 | 276 (40) | 229 | 109,4 | |
| 00:19:00 | 19,00 | 345 (50) | 232 | 111,1 | |
| 00:19:45 | 19,75 | 414 (60) | 235 | 112,8 | |
| 00:20:30 | 20,50 | 483 (70) | 238 | 114,4 | |
| 00:21:10 | 21,17 | 552 (80) | 241 | 116,1 | |
| 00:21:50 | 21,83 | 620 (90) | 243 | 117,2 | |
| Mantenimiento | 00:21:50 | 21,83 | 620 (90) | 243 | 117,2 |
| 00:21:50 | 21,83 | 620 (90) | 238 | 114,4 | |
| Descompresión | 00:22:50 | 22,83 | 620 (90) | 238 | 114,4 |
| 00:23:05 | 23,08 | 0 (0) | 187 | 86,1 |
Duración de la presión máxima: 5 minutos
Temperatura previa a la presurización: 98ºC
| Etapa | Tiempo(h:m:s) | Tiempo(minutos) | Presión Mpa/(K psi) | Temp. Producto | Temp. Producto |
| (F.) | (C.) | ||||
| Calentamiento | 00:00:00 | 0,00 | 0 (0) | 65 | 18,3 |
| 00:02:31 | 2,52 | 0 (0) | 124 | 51,1 | |
| 00:05:00 | 5,00 | 0 (0) | 161 | 71,7 | |
| 00:12:00 | 12,00 | 0 (0) | 201 | 93,9 | |
| 00:13:10 | 13,17 | 0 (0) | 204 | 95,6 | |
| 00:14:40 | 14,67 | 0 (0) | 207 | 97,2 | |
| Presurización | 00:14:50 | 14,83 | 0 (0) | 208 | 97,8 |
| 00:15:20 | 15,33 | 69 (10) | 212 | 100,0 | |
| 00:16:25 | 16,42 | 138 (20) | 222 | 105,6 | |
| 00:17:20 | 17,33 | 207 (30) | 230 | 110,0 | |
| 00:18:15 | 18,25 | 276 (40) | 239 | 115,0 | |
| 00:19:00 | 19,00 | 345 (50) | 245 | 118,3 | |
| 00:19:45 | 19,75 | 414 (60) | 251 | 121,7 | |
| 00:20:30 | 20,50 | 483 (70) | 256 | 124,4 | |
| 00:21:10 | 21,17 | 552 (80) | 260 | 126,7 | |
| 00:21:55 | 21,92 | 620 (90) | 265 | 129,4 |
TABLA 5
(continuación)
| Etapa | Tiempo(h:m:s) | Tiempo(minutos) | Presión Mpa/(K psi) | Temp. Producto | Temp. Producto |
| (F.) | (C.) | ||||
| Mantenimiento | 00:21:55 | 21,92 | 620 (90) | 265 | 129,4 |
| 00:24:00 | 24,00 | 620 (90) | 260 | 126,7 | |
| 00:24:05 | 24,08 | 620 (90) | 258 | 125,6 | |
| 00:24:30 | 24,50 | 620 (90) | 257 | 125,0 | |
| 00:25:00 | 25,00 | 620 (90) | 255 | 123,9 | |
| 00:25:30 | 25,50 | 620 (90) | 253 | 122,8 | |
| 00:26:30 | 26,50 | 620 (90) | 250 | 121,1 | |
| 00:26:55 | 26,92 | 620 (90) | 249 | 120,6 | |
| Descompresión | 00:26:55 | 26,92 | 620 (90) | 249 | 120,6 |
| 00:26:12 | 26,02 | 0 (0) | 195 | 90,6 |
Duración de la presión máxima: 30 minutos
Temperatura previa a la presurización: 98ºC
| Etapa | Tiempo(h:m:s) | Tiempo(minutos) | Presión Mpa/(K psi) | Temp. Producto | Temp. Producto |
| (F.) | (C.) | ||||
| Calentamiento | 00:00:00 | 0,00 | 0 (0) | 65 | 18,3 |
| 00:03:00 | 3,00 | 0 (0) | 212 | 100,0 | |
| 00:08:00 | 8,00 | 0 (0) | 205 | 96,1 | |
| 00:10:00 | 10,00 | 0 (0) | 198 | 92,2 | |
| 00:17:00 | 17,00 | 0 (0) | 199 | 92,8 | |
| 00:19:00 | 19,00 | 0 (0) | 204 | 95,6 | |
| 00:20:00 | 20,00 | 0 (0) | 206 | 96,7 | |
| Presurización | 00:20:10 | 20,17 | 0 (0) | 207 | 97,2 |
| 00:21:00 | 21,00 | 69 (10) | 213 | 100,6 | |
| 00:22:00 | 22,00 | 138 (20) | 220 | 104,4 | |
| 00:23:00 | 23,00 | 207 (30) | 226 | 107,8 | |
| 00:23:50 | 23,83 | 276 (40) | 230 | 110,0 | |
| 00:24:35 | 24,83 | 345 (50) | 235 | 112,8 | |
| 00:25:20 | 25,33 | 414 (60) | 238 | 114,4 | |
| 00:26:10 | 26,17 | 483 (70) | 241 | 116,1 | |
| Mantenimiento | 00:26:10 | 26,17 | 483 (70)* | 241 | 116,1 |
| 00:55:25 | 55,42 | 483 (70)* | 236 | 113,3 | |
| 00:56:10 | 56,17 | 483 (70)* | 237 | 113,9 | |
| Descompresión | 00:56:10 | 56,17 | 483 (70)* | 237 | 113,9 |
| 00:56:30 | 56,50 | 0 (0) | 198 | 92,2 | |
| * La bomba se quedó sin fluido - 70 Kpsi presión más alta alcanzada |
\newpage
Las figuras 1 a 6 ilustran la relación
tiempo-temperatura-presión de la UAP
para cada uno de los conjuntos A a F del ejemplo 4.
Se analizaron dos muestras de cada
grupo/procedimiento para esporas aerobias, anaerobias y termófilas
totales. La muestra restante por grupo/procedimiento se incubó a
37ºC durante 7 días, luego se analizó para la esterilidad
comercial.
Los resultados (Tabla 7) demuestran un nivel de
esporas de desafío de log_{10} 6,3-10,2 por
envase, por debajo del nivel objetivo de 13 unidades
logarítmicas.
Muestras inoculadas
preesterilizadas
| Conjunto | Descripción de la | Log_{10} | Log_{10} | Log_{10} | Prueba de |
| muestra | B. subtilis | B. stearothermophilus | C. sporogenes | esterilidad | |
| por envase | por envase | por envase | comercial | ||
| C1 | 0-0-13-SI | 10,2 | 6,3 | 10 | No-estéril |
| C2 | 0-85-SI | 10,5 | 6,2 | 9,6 | No-estéril |
| A | 1-85-SI | 6,1 | 5,7 | 4,6 | No-estéril |
| B | 5-85-SI | 1,7 | 2,1 | <1,0 | No-estéril |
| C | 30-85-SI | <1,0 | <1,0 | <1,0 | Estéril |
| D | 1-98-SI | 1,5 | 3,5 | 2,7 | No-estéril |
| E | 5-98-SI | <1,0 | <1,0 | <1,0 | Estéril |
| F | 30-98-SI | <1,0 | <1,0 | <1,0 | Estéril |
Muestras crudas no
inoculadas
| Conjunto | Descripción de la | Log_{10} | Log_{10} | Log_{10} | Prueba de |
| muestra | B. subtilis | B. stearothermophilus | C. sporogenes | esterilidad | |
| por envase | por envase | por envase | comercial | ||
| C3 | 0-0-RU | 6 | 3,1 | 5,8 | No-estéril |
| C4 | 0-85-RU | 4,8 | 2,9 | 4,3 | No-estéril |
| C | 30-85-RU | <1,0 | <1,0 | <1,0 | Estéril |
| D | 1-98-RU | <1,0 | <1,0 | <1,0 | Estéril |
| E | 5-98-RU | <1,0 | <1,0 | <1,0 | Estéril |
| F | 30-98-RU | <1,0 | <1,0 | <1,0 | Estéril |
Muestras crudas
inoculadas
| Conjunto | Descripción de la | Log_{10} | Log_{10} | Log_{10} | Prueba de |
| muestra | B. subtilis | B. stearothermophilus | C. sporogenes | esterilidad | |
| por envase | por envase | por envase | comercial | ||
| C5 | 0-0-RI | 9,7 | 5,4 | 10,7 | No-estéril |
| A | 1-85-RI | 5,3 | 3,3 | 3,7 | No-estéril |
| B | 5-85-RI | 1,3 | 1,6 | <1,0 | No-estéril |
| C | 30-85-Rl | <1,0 | <1,0 | <1,0 | Estéril |
| D | 1-98-RI | 1,5 | 3,5 | 2,7 | No-estéril |
| E | 5-98-RI | <1,0 | <1,0 | <1,0 | Estéril |
| F | 30-98-RI | <1,0 | <1,0 | <1,0 | Estéril |
C1 (muestra
0-0-13-SI) indica
una muestra con una inoculación objetivo de 13 unidades
logarítmicas de un producto preesterilizado que no se sometió a
presión (presión cero durante tiempo cero). C2 (muestra
0-85-SI) era lo mismo que C1 salvo
que se expuso la muestra a una ultra alta presión durante cero
minutos, es decir, se presurizó y luego se liberó instantáneamente.
C3 (muestra 0-0-RU) fue una
muestra cruda (no esterilizada) no inoculada que no se sometió a
presurización. C4 (muestra 0-85-RU)
fue una muestra cruda no inoculada que se presurizó
instantáneamente a una temperatura previa a la presurización de
85ºC. C5 (muestra 0-0-RI) fue una
muestra cruda inoculada que no se sometió a presurización.
C1, C3 y C5 demostraron el nivel de esporas que
se produce sin el tratamiento por UAP. C2 y C4 demostraron que la
aplicación instantánea de la ultra alta presión es insuficiente
para inactivar la cantidad de esporas para alcanzar la
esterilidad.
Varias de las condiciones de prueba que se
evaluaron proporcionaron una reducción de hasta 10+ unidades
logarítmicas (sensibilidad de la prueba) de la población de
esporas. Se alcanzó esterilidad comercial mediante el procesamiento
de las muestras a 620 MPa (90 Kpsi) durante 30 minutos a 85ºC, o
\geq 5 minutos a 98ºC. Estos resultados se validaron en el
estudio de crecimiento fuera de las muestras que demostró la
ausencia de esporas supervivientes a raíz de este tratamiento.
Se prepararon suspensiones calibradas de esporas
que contenían de 10^{7} a 10^{13} esporas por mililitro. Un
volumen de 1 mililitro de una de las suspensiones calibradas se
añadió individualmente a 10 mililitros de caldo de rojo fenol al
que se añadió 1% de dextrosa y se selló con calor. Esto se repitió
hasta que se hubiese preparado 3 envases de prueba para cada
concentración de esporas/organismo de desafío ( Clostridium
sporogenes, Bacillus subtilis, o Bacillus
stearothermophilus). Todas las bolsas se guardaron sobre hielo
hasta que se evaluaran.
Se preacondicionaron dos bolsas por organismo de
desafío/concentración de esporas a temperaturas hasta 98ºC, luego
se expusieron a 620 Mpa (90 Kpsi) hasta 30 minutos. Se llevaron a
cabo un total de 5 ensayos. Después de su procesamiento, se
colocaron las muestras sobre hielo hasta que se evaluaran para
esporas supervivientes. Las bolsas con B. subtilis se
incubaron en condiciones aerobias a 35ºC durante 7 días. Las
bolsas que contenían C. sporogenes se incubaron en
condiciones anaerobias a 35ºC durante 7 días. Las bolsas con B.
stearothermophilus se incubaron a 55ºC durante 7 días. Se
examinaron todas las bolsas para señales de crecimiento bacteriano
como lo demuestra un color amarillo del caldo (debido a la
producción de ácido).
Los resultados del ejemplo 5 fueron parcialmente
no concluyentes puesto que las bolsas de prueba sirvieron para
aislar las esporas de las temperaturas de exposición deseadas.
Varias bolsas se probaron simultáneamente lo cual hizo que las
bolsas estuvieran en contacto las unas con las otras. Las bolsas
rodeadas por otras bolsas estuvieron aisladas, y por lo tanto no
alcanzaron las temperaturas previas a la presurización. Además,
los pares termoeléctricos estuvieron funcionando mal a lo largo de
la prueba de modo que no se determinaron los perfiles de
temperatura con exactitud.
Se observaron reducciones de esporas de entre 6 -
11 unidades logarítmicas según las condiciones de
procesamiento/tipo de espora que se evaluaron. El mayor nivel de
inactivación se observó mediante el uso de una temperatura de
preacondicionamiento de 98ºC y una exposición de 30 minutos a 620
Mpa (90 Kpsi). Esto produjo reducciones de esporas reales de entre 9
unidades logarítmicas (B. subtilis) y 11 unidades
logarítmicas (B.stearothermophilus).
Como se ilustra por la descripción y los ejemplos
anteriores, la presente invención tiene gran aplicación para la
esterilización de una amplia diversidad de productos alimenticios.
La presente invención proporciona un procedimiento eficaz para
esterilizar alimentos hipoácidos mediante la reducción de los
tiempos de esterilización requeridos para alcanzar la temperatura
máxima. La presente invención permite también evitar la degradación
térmica que se produce en los productos esterilizados
convencionalmente debido a una más breve duración de la exposición
térmica a las gamas de temperaturas elevadas.
Claims (12)
1. Un procedimiento para esterilizar productos
alimenticios hipoácidos que tienen un pH superior o igual a 4,6,
que comprende las etapas de:
(a) calentar el producto alimenticio hipoácido
hasta una temperatura previa a la presurización en el intervalo de
75ºC a 125ºC,
(b) someter el producto alimenticio hipoácido a
una ultra alta presión aumentando de este modo instantáneamente la
temperatura hasta una temperatura con presurización,
(c) liberar la presión, devolviendo por lo tanto
el producto alimenticio hipoácido a la temperatura previa a la
presurización, y
(d) refrigerar el producto alimenticio hipoácido
hasta una temperatura final deseada.
2. El procedimiento según la reivindicación 1, en
el que se alcanza un nivel de letalidad F_{0} específico.
3. El procedimiento según las reivindicaciones 1
ó 2, en el que la ultra alta presión es superior a 689 MPa (100.000
psi).
4. El procedimiento según las reivindicaciones 1
ó 2, en el que la ultra alta presión es superior a 862 MPa (125.000
psi).
5. Un procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que la ultra alta presión se
aplica hidrostáticamente.
6. Un procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes en el que la temperatura previa a la
presurización se encuentra en el intervalo de 90ºC a 100ºC.
7. Un procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes en el que se alcanza la esterilidad
comercial.
8. Un procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes en el que se alcanza una reducción de
esporas superior a 9 unidades logarítmicas.
9. Un procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes en el que se alcanza una reducción de
esporas superior a 10 unidades logarítmicas.
10. Un procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes en el que se alcanza una inactivación
de esporas bacterianas del 99%.
11. Un producto alimenticio hipoácido que se
puede obtener por el procedimiento de cualquiera de las
reivindicaciones precedentes.
12. Un producto alimenticio según la
reivindicación 11 en el que el producto alimenticio es
comercialmente estéril de modo que todas las esporas capaces de
crecer en las condiciones de almacenamiento diseñadas estén
inactivadas.
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