temperaturatemperatura
Definición El hombre aprendió a lo largo de los siglos, por vía empírica a explotar las temperaturas extremas para la conservación de sus alimentos. Observó que enfriándolos se retrasaba su alteración; que manteniéndolos en estado congelado se conservaban durante largos períodos de tiempo; que el calentamiento eliminaba los agentes de la alteración de origen microbiano y que, si se evitaba la recontaminación mediante un envasado adecuado, los alimentos térmicamente tratados podían conservarse incluso a la temperatura ambiente.
Del mismo modo, conoció que algunos alimentos, mantenidos a temperatura ambiente, sufren modificaciones de sus propiedades organolépticas, pero siguen siendo aptos para el consumo y se vuelven más estables. Así fue desarrollando una amplia variedad de alimentos fermentados, muchos de ellos originalmente asociados a los alimentos frescos disponibles en la región y a una determinada raza o tradición. La sociedad moderna consume cientos de productos fermentados que siguen siendo esencialmente idénticos a los que se consumían hace varias generaciones pese a que muchos de ellos fueron favorecidos por la aplicación de los avances científicos y técnicos. Las fermentaciones utilizadas generalmente son las lácticas y las alcohólicas, o una combinación de ambas. Si el alimento original contiene un azúcar fermentable y se encuentra poco salado es probable que se produzca una fermentación láctica. Si su sabor es ácido, lo esperable es una fermentación alcohólica. En cualquier caso, para conseguir las características deseadas en el producto fermentado, resulta esencial el control de la temperatura.
Probablemente la temperatura es el más importante de los factores ambientales que afectan a la viabilidad y el desarrollo microbianos. Aunque el crecimiento microbiano es posible entre alrededor de -8 y hasta +90°C, el rango de temperatura que permite el desarrollo de un determinado microorganismo rara vez supera los 35°C.
Cualquier temperatura superior a la máxima de crecimiento de un determinado microorganismo resulta fatal para el mismo, y cuanto más elevada es la temperatura en cuestión tanto más rápida es la pérdida de viabilidad. Sin embargo, la letalidad de cualquier exposición a una determinada temperatura por encima de la máxima de crecimiento depende de la termorresistencia que es una característica fundamental del microorganismo considerado.
Siempre se debe tener en cuenta a la relación temperatura-tiempo. Las temperaturas superiores a las que los microorganismos crecen producen inevitablemente su muerte o les provocan lesiones subletales. Si hay lesiones subletales, las células lesionadas pueden permanecer viables pero son incapaces de multiplicarse hasta que la lesión no se haya subsanado. Las exposiciones drásticas provocan en las poblaciones un progresivo y ordenado descenso de sus tasas de crecimiento debido a la muerte de un número de células tanto más elevado cuanto más prolongado sea el tiempo de exposición. Los factores que afectan a la termorresistencia, además del tipo de microorganismo, son el número de células existente, la fase del crecimiento en que se encuentran, y las condiciones del medio en el que se efectúa el calentamiento de los microorganismos. Las esporas bacterianas son muy resistentes a las temperaturas extremas; Algunas pueden incluso sobrevivir tratamientos de varios minutos a 120°C y horas a 100°C. Las células vegetativas de los gérmenes esporulados, al igual que las levaduras y los hongos, no son más termorresistentes que las bacterias vegetativas. La mayoría mueren tras unos minutos a 70°-80ºC y en los alimentos húmedos ninguno resiste más que una exposición momentánea a 100°C. Cuanto más elevada sea la carga microbiana inicial, tanto más tardará una población en alcanzar un determinado valor. Un buen proceso está diseñado suponiendo una determinada carga microbiana en el producto fresco. El uso de prácticas defectuosas que permitan una excesiva multiplicación microbiana antes de su aplicación puede comprometer seriamente el éxito de un tratamiento térmico.
Los microorganismos sobreviven a temperaturas inferiores a la mínima de crecimiento. Los efectos letales de la refrigeración y la congelación dependen del germen considerado, del microambiente y de las condiciones de tiempo y temperatura de almacenamiento. Algunos microorganismos permanecen viables durante largos periodos de tiempo si se mantienen congelados a temperaturas suficientemente bajas.
Los tratamientos térmicos y la preservación de los alimentos
Se emplea el calor para impedir el crecimiento de los microorganismos aplicando temperaturas adecuadas para su destrucción o manteniéndolos a temperaturas algo por encima de las que permiten el desarrollo microbiano, como sucede cuando se mantiene caliente la comida después de su preparación, en espera de proceder a servirla. También pueden tener efectos antibacterianos los tratamientos térmicos a que se someten los alimentos persiguiendo otros objetivos. El escaldado, utilizado en la conservación de vegetales para inactivar las enzimas, fijar el color, reducir el volumen, etc., destruye la mayor parte de las células vegetativas bacterianas, así como los mohos y las levaduras. En forma similar, algunos sistemas de cocción o precocción, como los que se aplican a los crustáceos para facilitar la eliminación del caparazón, o al atún para su desengrasado antes del enlatado, ejercen efectos letales sobre las bacterias. Como los efectos letales del calor son acumulativos, los tratamientos térmicos suaves, como el escaldado o la precocción, pueden incrementar la eficacia del auténtico tratamiento térmico letal subsiguiente, eliminando algunos gérmenes sensibles al calor y sensibilizando los tipos más termorresistentes.
Cuando se pretende utilizar el calor para la destrucción de los microorganismos presentes en los alimentos, se puede recurrir a diferentes procedimientos. Los tratamientos térmicos comunes son pasteurización o esterilización. Se realiza una breve descripción puesto que el tema se tratará con profundidad en la Unidad Nº 10.
Los tratamientos esterilizantes más drásticos suelen aplicarse a los alimentos poco ácidos (pH > 4,6), envasados en recipientes herméticos (alimentos enlatados, por ejemplo). Las temperaturas de tratamiento oscilan generalmente entre 115 y 150°C.
La esterilidad de los alimentos enlatados de escasa acidez exige que se encuentren libres de patógenos y de microorganismos capaces de multiplicarse en el alimento bajo condiciones de almacenamiento normal, no refrigerado. Es preciso destruir las esporas de Clostridium botulinum que, de lo contrario, germinarían, se multiplicarían y producirían su letal toxina. Los tratamientos aplicados a los alimentos poco ácidos superan con frecuencia a los necesarios para la termodestrucción del Clostridium botulinum, es decir, disminuir doce veces órdenes de magnitud su recuento inicial (12 D). Cuando se espera que sea alto el riesgo de crecimiento de bacterias termófilas, se aplican tratamientos térmicos más drásticos, como ocurre en los alimentos con destino a países de climas tropicales.
La presencia de esporas de Clostridium botulinum en alimentos ácidos (pH < 4,6) carece prácticamente de significado (ya que no ha podido demostrarse el crecimiento de estos microorganismos a pH inferiores a 4,7). Este hecho y la relativamente baja termorresistencia de los principales tipos microbianos implicados en el deterioro de este tipo de alimentos (como, por ejemplo, Bacillus coagulans, B. polymyxa, B. macerans, especies del género Leuconostoc, ciertos lactobacilos, levaduras y mohos) permite utilizar en estos alimentos tratamientos térmicos bastante menos drásticos que en los de escasa acidez.
Este término se usa en un sentido amplio en Tecnología de Alimentos, para designar cualquier tratamiento térmico cuyo objetivo sea la destrucción de la mayor parte de las formas vegetativas de los microorganismos capaces de alterar los alimentos o de interferir con el desarrollo de fermentaciones deseables.
En la pasteurización suelen emplearse temperaturas inferiores a 100°C. La severidad del tratamiento varía considerablemente con la naturaleza del alimento y los propósitos perseguidos. En el caso de algunos alimentos que van a ser consumidos sin tratamiento posterior alguno (leche, huevo liquido), el objetivo primordial es el de eliminar riesgos sanitarios; en otros casos la pretensión principal es la de reducir las tasas de microorganismos responsables de alteración, de manera que el alimento pueda gozar de una vida útil adecuada. Las esporas viables de Clostridium botulinum sobreviven la pasteurización, pero para evitar su desarrollo se puede recurrir a otros factores tales como una baja aw, refrigeración, conservadores, almacenamiento a congelación y acidificación, o a una combinación de varios de ellos.
El enfriamiento y subsiguiente almacenamiento de los alimentos a temperaturas comprendidas en el rango delimitado entre 5°C y el punto de congelación de los alimentos, empleadas para incrementar la vida útil de éstos, ofrece, además, protección contra el desarrollo de los gérmenes patógenos. El enfriamiento rápido y el almacenamiento a temperaturas inferiores a 5°C impide eficazmente el desarrollo de los gérmenes patógenos, excepto el clostridium botulinum tipo E, algunas bacterias saprofitas y diversos hongos (que crecen a temperaturas de hasta -5°C).
Los alimentos capaces de permitir el desarrollo microbiano deben enfriarse rápidamente antes de almacenarlos. Esta recomendación es extremadamente importante, sobre todo para los alimentos sometidos a calentamiento y no consumidos de inmediato. El rango de temperatura comprendido entre 5 y 50°C incluye la temperatura óptima de crecimiento de todas las bacterias patógenas y de la mayoría de las causantes del deterioro de los alimentos, por lo que si no se enfrían rápidamente, los alimentos que se encuentren en este rango podrán lograr rápidamente elevadas tasas microbianas.
Las medidas de control encaminadas a incrementar la eficacia del almacenamiento a refrigeración deben tender a reducir la población microbiana antes del enfriamiento, a asegurar un eficaz proceso de refrigeración, a evitar la subsiguiente contaminación y a impedir las fluctuaciones de la temperatura durante el almacenamiento.
La congelación puede dividirse en tres etapas: el Enfriamiento, desde la temperatura inicial del producto hasta aquella a la que la congelación comienza, el Cambio de estado, durante el cual se libera el color latente del agua y el Enfriamiento posterior, hasta la temperatura de almacenamiento.
Los efectos de la congelación sobre la población microbiana de los alimentos pueden correlacionarse con las tres etapas del proceso. El enfriamiento inicial puede destruir, o producir la lesión del frío, a una determinada proporción de los componentes de la microflora. El descenso de la temperatura reduce la velocidad de crecimiento de los psicrotolerantes todavía capaces de multiplicarse. La transformación del agua en hielo puede lesionar mecánicamente, o destruir, una cierta proporción de microorganismos. El tercer periodo de enfriamiento, hasta la temperatura de almacenamiento, inhibe aún más la multiplicación de los microorganismos que toleran las bajas temperaturas hasta que su crecimiento cesa alrededor de los -8°C.
La eficacia de un proceso de congelación, como sistema de conservación, depende de numerosos factores, entre los que deben incluirse la carga microbiana inicial, las dimensiones del producto a congelar, el material de envasado, la velocidad de congelación, el tiempo y la temperatura de almacenamiento y las condiciones de tiempo y temperatura en las que se desarrolla la descongelación. La congelación debe ser lo suficientemente rápida como para minimizar el desarrollo de las transformaciones microbianas y enzimáticas del producto. Un proceso de congelación que se prolongue durante varios días es muy probable que permita la alteración de origen microbiano. Para impedir las pérdidas de agua y la recontaminación puede recurrirse a un envasado adecuado, que debe retener en cuenta sus efectos sobre la velocidad de congelación. Dada la complejidad del proceso de congelación es esencial operar bajo condiciones apropiadamente diseñadas, controlando los parámetros físicos y los aspectos higiénicos del proceso.
Las respuestas de los microorganismos a la congelación son variables: unos la resisten, pero son susceptibles de sufrir lesiones durante el almacenamiento a congelación o durante la descongelación; otros son sensibles a la congelación, al almacenamiento a congelación y a la descongelación, aunque sólo en determinadas circunstancias y finalmente otros se ven inactivados par la congelación casi en cualquier circunstancia. La mayor parte de las esporas y algunas células vegetativas sobreviven prácticamente inalteradas. Muchos otros microorganismos no esporulados son sensibles a una o más de las etapas implicadas en el uso de las temperaturas subcero para la conservación de los alimentos.
Generalmente son más letales temperaturas de congelación relativamente altas que las más bajas. Son más los microorganismos que mueren o son lesionados en el intervalo de temperatura de -2°C a -10°C que a -15°C; a -30°C los efectos letales son aún mis bajos. Desgraciadamente las temperaturas de congelación altas, que son las que producen los efectos letales más acusados sobre los microorganismos, dañan también más a numerosos alimentos por lo que las posibilidades de su empleo son muy limitadas.
Durante el almacenamiento congelado pueden seguir destruyéndose los microorganismos. Aunque inicialmente la velocidad de destrucción durante el almacenamiento puede ser elevada, generalmente disminuye a lo largo del tiempo y es baja a temperaturas inferiores a -60°C.
La microflora de los alimentos congelados está constituida par los gérmenes más resistentes que componían su carga inicial. Las esporas son muy resistentes a la congelación y es probable que sobrevivan sin cambios significativos en sus recuentos. La congelación tampoco afecta a las toxinas de Clostridium botulinum y Staphylococcus aureus; por ello, es posible contraer una intoxicación alimentaria mediante la ingestión de un alimento congelado que contenga toxina preformada.
Pese a que en los alimentos congelados a temperaturas inferiores a -10°C el crecimiento microbiano no puede tener lugar, las enzimas permanecen activas en ellos, lo cual limita la vida útil de los alimentos congelados.
El desarrollo microbiano tras la descongelación de los alimentos depende de los recuentos y tipos de microorganismos que sobrevivan, así como del alimento de que se trate. La composición de la flora microbiana de un alimento descongelado depende fundamentalmente de la microflora antes de la congelación, viéndose ésta modificada por la acción selectiva del proceso de congelación.
La descongelación no controlada puede resultar en un incremento significativo de las poblaciones bacterianas. Las condiciones durante la descongelación y el tiempo y temperatura de almacenamiento tras la descongelación son de primordial importancia. Las superficies de los grandes bloques descongelados pueden alcanzar la temperatura del medio de descongelación varias horas antes de que esté totalmente descongelado el centro. Si la temperatura de descongelación es suficientemente alta, el crecimiento bacteriano en la superficie será rápido. La congelación puede afectar a la integridad estructural de los alimentos, facilitando el ataque microbiano. La condensación de agua sobre la superficie de los alimentos, durante la descongelación y la consiguiente acumulación de humedad en los productos envasados, pueden proporcionar un ambiente favorable al desarrollo microbiano.
La descongelación de productos voluminosos para su venta al "por menor" requiere un control tan estricto como la congelación inicial. Como el calor se transmite más lentamente a través del producto descongelado, la descongelación puede exigir más tiempo que la congelación. Los productos descongelados se alteran por las mismas vías que sus homólogos no congelados y deben conservarse a refrigeración.
19.may.1999
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Glosario de Carlos von der Becke.