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Título

Impacto del tratamiento por pulsos eléctricos de alta intensidad y altas presiones hidrostáticas sobre la calidad y seguridad microbiológica de un alimento mezcla de zumo de naranja y leche

AutorSampedro Parra, Fernando
DirectorRodrigo Enguídanos, Miguel; Rodrigo Aliaga, María Dolores; Martínez López, Antonio
Palabras claveZumo de naranja
Leche
Conservación de alimentos
Altas presiones hidrostáticas
Pulsos eléctricos
Tratamiento térmico
HHP
PEF
Lactobacillus plantarum
Salmonella typhimurium
Pectin metil esterasa
Inactivación
Fecha de publicaciónfeb-2008
Resumen[Español]: La creciente demanda de alimentos con características lo más parecidas al producto fresco, está impulsando el desarrollo de nuevas tecnologías "no térmicas" de conservación. Dentro de las más prometedoras se encuentran el tratamiento por Pulsos Eléctricos de Alta Intensidad (PEF) y la tecnología de Altas Presiones Hidrostáticas (HHP). Estas tecnologías permiten conservar, en mayor medida que los tratamientos térmicos, la calidad (sabor, aroma, color y vitaminas) de determinados alimentos frescos e inactivar microorganismos y enzimas, incrementando su vida útil en refrigeración y facilitando su comercialización. El objetivo general de la presente tesis doctoral ha sido estudiar la posibilidad de procesar por PEF y HHP solos o combinados con calor de una nueva bebida mezcla de zumo de naranja y leche incluyendo aspectos microbiológicos y de calidad. El plan de trabajo comenzó con la elaboración y caracterización físico-química y sensorial del nuevo producto eligiendo la formulación adecuada para desarrollar los estudios cinéticos y de vida útil. Los parámetros de calidad más importantes en los zumos de fruta son la actividad enzimática y el contenido en aroma (concentración de compuestos volátiles). En el caso del zumo de naranja la pectin metil esterasa (PME) es una de las enzimas de mayor importancia. Se evaluó el efecto del tratamiento por PEF, HHP y calor en la inactivación de PME. Todas las tecnologías estudiadas lograron un nivel de inactivación enzimática del 90%. Se observó la aparición de dos fracciones con diferente resistencia al tratamiento, por ello, el modelo bifásico fue el que mejor describió las curvas de inactivación de PME mediante tratamiento combinado de HHP y calor en el producto. Posteriormente se estudió la variación en el contenido en aroma (concentración de compuestos volátiles) tras el tratamiento de HHP, PEF y calor en el producto siendo la tecnología por PEF la que mejor preservó el aroma original del producto fresco. Una vez establecidos los estudios relacionados con aspectos de calidad en el producto se realizaron los estudios microbiológicos. Se estudió la influencia de las variables del proceso por PEF en la inactivación de un microorganismo alterador (Lactobacillus plantarum) en el producto. La intensidad de campo eléctrica, tiempo de tratamiento y temperatura fueron las variables que más influyeron produciendo un aumento de la inactivación con el menor gasto energético. Más tarde, se estudiaron las cinéticas de inactivación de L. plantarum mediante la combinación de la tecnología de PEF y calor. A su vez, se eligió el modelo matemático de Weibull como el que mejor describía las curvas de supervivencia del microorganismo tras el tratamiento por PEF siendo el parámetro tcw un índice de resistencia del microorganismo al tratamiento. Entre los microorganismos patógenos, Salmonella typhimurium se ha demostrado que puede ser un problema de seguridad alimentaria en alimentos ácidos como el zumo de naranja por lo que se decidió estudiar sus cinéticas de inactivación por PEF en función de las características del alimento (pH y concentración de estabilizante). Una disminución del pH favoreció la inactivación mientras que el porcentaje de pectina no tuvo un efecto significativo. Finalmente se realizó un estudio de vida útil del producto en refrigeración tras el tratamiento de PEF y calor demostrando la viabilidad de la tecnología de PEF para obtener alimentos con similar vida útil pero con mejor calidad final.
[English]: The growing demand of food with characteristics near to the fresh product is enhancing the development of nonthermal preservation technologies. Among them Hydrostatic Hydrostatic Pressure (HHP) and the Pulsed Electric Field (PEF) processing are the most promising. These technologies allow the preservation of the overall food quality (flavor, aroma, color and vitamins) in a greater extent than thermal technology. The microbial and enzyme inactivation degree obtained through these technologies allow extending the shelf-life of the product at refrigeration conditions facilitating its commercialization. The general objective of this doctoral thesis has been to study the possibility of applying a PEF and HHP processing alone or combined with thermal treatment in a new beverage based on the mixture of orange juice and milk including microbiological and quality aspects. The work plan began with the preparation and physicochemical and sensorial characterization of the new product, choosing the adequate formulation for developing the kinetic and shelf-life studies. The main quality parameters in an orange juice based product are the enzyme activity and the aroma content (volatile compounds concentration). In orange juice, pectin methyl esterase (PME) is one of the most relevant enzymes. A study of the influence of PEF, HHP and thermal processing on PME inactivation was developed. The different technologies could inactivate 90% of PME. The appearance of two fractions with different resistance to the treatment was observed and a biphasic model was used to describe PME inactivation curves by a combined HHP and thermal treatment in the product. The study of the effect of the different processing technologies on aroma content (volatile compounds concentration) was also performed. The results revealed PEF technology as the best technology to preserve the fresh product original aroma. Once quality parameters studies were established, the microbiological aspects related to the product were also studied. The influence of PEF processing variables on the inactivation of a spoilage microorganism (Lactobacillus plantarum) was carried out in the new product. Electric field, treatment time and temperature were the most influential variables, producing higher inactivation with lesser energy consumption. A kinetic study of PEF inactivation of L. plantarum was also done. Weibull model was chosen as the one which best described microorganism survival curves after PEF treatment and the tcw parameter could be considered as an index of the microorganism treatment resistance. Within pathogen microorganisms, it has been demonstrated that Salmonella typhimurium could originate a food safety problem in acid foods such as orange juice. In order to study the microorganism behavior against PEF treatment a kinetic study was done based on the food characteristics such as pH and stabilizer concentration (pectin). It was found that any pH diminishing favored inactivation while the pectin concentration did not have a significant effect. Finally a shelf-life study after PEF and thermal treatment was carried out in the beverage stored at refrigeration temperature. The study showed the PEF technology viability to obtain food with similar thermal treatment shelf-life but better final quality product.
Descripción263 páginas. Tesis doctoral. Universidad Politécnica de Valencia, Instituto de Agroquímica y Tecnología de alimentos (IATA-CSIC). Fecha de defensa: 14 de Febrero de 2008.
URIhttp://hdl.handle.net/10261/23813
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