DETERMINACIÓN DEL TIEMPO DE LETALIDAD TERMICA F0 EN CONSERVAS DE ARVEJA ANDINA Y SUREÑA (Pisum sativum)/DETERMINATION OF THERMAL DEATH TIME F0 FROM CANNED ANDINA AND SUREÑA PEA (Pisum sativum)

Headnote

RESUMEN

Antecedentes: Cada vez que se renueva o se saca conservas nuevas al mercado hay que estimar el valor F0 requerido para alcanzar la destrucción térmica de microorganismos patógenos de tal forma que se evite reducir los cambios en el color, textura, aroma, calidad nutricional entre otros. Objetivos: Determinar el tiempo de letalidad térmica F0 en conservas de arveja andina y sureña en base a curvas de penetración de calor. Métodos: La arveja fue escalda por inmersión en agua. Los granos de arveja fueron empacados hasta poco más de la mitad del envase de vidrio. Fue usado como líquido de cobertura agua, sal y azúcar a 90 °C dejando un espacio de cabeza de 2 cm. Se determinó los puntos fríos de la autoclave y del envase para ubicar las termocuplas. Los envases se sometieron a esterilización en la autoclave. Con ayuda de termocuplas tipo K, un lector de temperatura portátil y un cronometro se tomó los datos tiempo-temperatura para elaborar las curvas de penetración de calor. La estimación del tiempo de letalidad F0 se hizo por el método gráfico mejorado. Una vez determinado el tiempo F0 fue sometido a prueba mediante recuento microbiológico y medida del color. Resultados: Los F0 que garantizan la esterilidad comercial fueron de 7,251±0,304 y 8,850±0,078 min para arveja andina y sureña respectivamente. El recuento de esporas Clostridium sulfito reductor realizado en unidades formadoras de colonia en ambas variedades fue ??10. La medición de color indico sobreprocesamiento en comparación con datos de literatura. Conclusiones: Se estimó los F0 que garantizan la esterilidad comercial en ambas conservas de arveja, sin embargo, las condiciones de la autoclave usada ocasiono sobreprocesamiento, debido a que no permite alcanzar de forma rápida la temperatura de esterilización en el punto frio del envase y de igual forma no permite el rápido enfriamiento del producto.

Palabras clave: Arveja, conserva, color

ABSTRACT

Background: Every time there is renewed or a new canned food is taked to the market it has to estimate the value F0 required to achieve thermal destruction of pathogenic microorganisms so as to avoid reducing the changes in color, texture, aroma, nutritional quality among others. Objectives: To determine the thermal death time F0 from andina y sureña peas canned based on heat penetration curves. Methods: The pea was blanching by immersion in water. Pea beans were packed up little more than half of the glass container. It was used as liquid medium water, salt and sugar to 90 °C leaving a headspace of 2 cm. The Cold spots of the autoclave and the jar was determined to place thermocouples. The containers were subjected to autoclaving. Using type K thermocouples, temperature reader portable and a timer, it took data time-temperature to develop curves of heat penetration. The time of lethality F0 was estimated by the improved graphical method. Once given time F0 was tested by microbiological count and color measurement. Results: The F0 that ensure commercial sterility were 0.304 ± 7.251 and 8.850 ± 0.078 min for andina and sureña peas respectively. The count of spore reducer Clostridium sulfite was made in colony forming units in both varieties was ??10. The color measurement indicated over processing compared with literature data. Conclusions: The F0 that ensure commercial sterility in both canned peas was estimated, however, the autoclave conditions used cause over processing because it does not allow to quickly reach the sterilizing temperature in the coldest point of the container and Similarly not allow rapid cooling of the product.

Keywords: Pea, canned, color

INTRODUCCIÓN

Cada vez que se desea sacar un nuevo producto en conserva al mercado es necesario precisar las condiciones del proceso en procura de garantizar el aseguramiento de la calidad y seguridad del alimento, así como para optimizar el proceso térmico (1,2), debido a que la esterilización aplicada durante la elaboración de conservas ocasiona la destrucción entre un tercio hasta la mitad de ciertas vitaminas y minerales, sin embargo, una vez en su envase, las pérdidas adicionales de estas vitaminas no son significativas (3-5). También, hay que decir que los alimentos en conserva proporcionan muchos de los mismos nutrientes y minerales que los alimentos frescos, debido a que estos alimentos se procesan inmediatamente después de la cosecha minimizando el tiempo de pérdidas iniciales de nutrientes, cosa que no sucede durante el tiempo de exhibición de un alimento en fresco, durante el cual se pierden nutrientes (5).

Las semillas leguminosas son las que generalmente se someten a métodos de conservación como la congelación o la esterilización ya que la preferencia es consumirlas después de su transformación tecnológica o culinaria (3). Además como se ha visto en la literatura la arveja procesada correcta e inmediatamente después de la cosecha puede ser tan nutritiva como la que se consume en fresco después de pasar exhibida en mercados (6-8). Por otra parte, los alimentos en conserva no son perecederos, razón por la cual no se pierde dinero como puede suceder con los productos frescos (3).

Durante el procesamiento de alimentos de baja acidez (pH ?? 4,7) hay que tomar en cuenta el control de la contaminación por esporas Clostridium botulinum, de ahí, que para determinar las condiciones que permiten obtener un alimento comercialmente estéril se use a este microorganismo como el principal indicador de un proceso eficaz (9). Los alimentos en el rango de baja acidez requieren de un proceso mínimo de 3 min a 250 °F (121,1 ° C), esto se conoce como valor F0, que es el tiempo de letalidad térmica o tiempo de duración (en minutos) requerido para conseguir una reducción en el número de microorganismos generalmente a una temperatura de 121,1 °C o 250 °F (9,10). El cálculo de F0 se efectúa de acuerdo con la teoría de la transferencia de calor (distribución de la función tiempo-temperatura dentro de la masa del alimento) y de la base del comportamiento cinético (destrucción térmica) de esporas de Clostridium botulinum (1). La combinación de los dos conjuntos de datos permite el diseño de un proceso térmico adecuado. Además, el concepto F0 es útil para comparar los procesos térmicos con diferentes perfiles de tiempo-temperatura y para la especificación de las condiciones de procesamiento térmico recomendado para garantizar que un producto sea comercialmente estéril (1,3). Por lo anteriormente mencionado el objetivo de este trabajo fue determinar el tiempo de letalidad térmica F0 en conservas de arveja andina y sureña en base a curvas de penetración de calor.

MATERIALES Y MÉTODOS

Obtención de las muestras

Las arvejas variedad andina y sureña fueron recolectadas en la granja del Centro Internacional de Producción Limpia LOPE, Sena Regional Nariño (2650 msnm, 13 °C) y procesadas de inmediato en el Laboratorio de Investigación en Conservación y Calidad de Alimentos, Universidad de Nariño, Torobajo, Pasto (N) (2527 msnm, 14 °C).

Preparación y registro de las curvas de penetración de calor

Los granos de arveja fueron escaldados en agua e inmediatamente se depositaron en envases de vidrio hasta poco más de la mitad (en base a pruebas preliminares). Se adicionó una solución acuosa caliente (90°C) de NaCl (2%) y sacarosa (1.5%) dejando un espacio de cabeza de 2 cm (3). Los envases se taparon y esterilizaron en una autoclave a escala piloto. Se utilizó termocuplas tipo K ubicadas en el punto frío del envase y en el punto frio de la autoclave. Se usó un lector de temperatura portátil (TECPEL DTM-305) y un cronometro para registrar los datos tiempo-temperatura (2). Se realizaron 4 repeticiones (curvas de penetración de calor) para cada variedad. Los F0 hallados para arveja andina y sureña se evaluaron mediante prueba microbiológica (11) y de color (6).

Análisis de datos

El cálculo del F0 para cada proceso de esterilización se hizo por el método grafico mejorado y su coeficiente de variación se hizo con el software estadístico Minitab® 17.1.0 (12).

RESULTADOS

Los resultados obtenidos en arveja andina y sureña se muestran en la tabla 1, 2 y 3. Las curvas de penetración de calor se muestran en las figuras 1 y 2.

DISCUSION

Los tiempos de letalidad estimados para arveja andina y sureña fueron de 7,251 ± 0,304 y 8,850 ± 0,078 min respectivamente, estos resultados fueron mayores a los encontrados por (7) donde el tiempo promedio de letalidad fue de 4,97 ± 0,12 min para arveja enlatada utilizando una autoclave rotatorio, este tipo de retorta otorga mayores ventajas en la transferencia de calor hacia el producto en comparación con la autoclave usada en esta investigación ya que la autoclave rotatorio permitió alcanzar la temperatura de proceso en el punto frío de la lata de arveja en un rango de 9,5 - 12 min (7), mientras que como se puede ver en las figuras 1 y 2 el punto frío de la conserva de arveja alcanzó la temperatura de proceso en un rango de 30 - 40 min provocando un sobreproceso de la conserva elaborada, lo que implica además la pérdida de componentes nutricionales como las vitaminas sensibles al calor.(5). Con respecto a lo reportado por (6) el tiempo de letalidad requerido para arveja enlatada usando solución de NaCl estuvo alrededor de los 10 min, este tiempo es mayor al encontrado en esta investigación, no obstante, las propiedades fisicoquímicas de esta arveja se conservaron mejor debido nuevamente al tiempo en el que la lata alcanzo la temperatura de proceso en su punto frío y que estuvo alrededor de los 5 min.

Los tiempos de letalidad encontrados son similares a los reportados en literatura (6,7), no obstante, durante las 3 etapas de esterilización la autoclave utilizada no trabajo muy bien en las etapas de calentamiento y enfriamiento (figuras 1 y 2) evitando que en el punto frio de los envases se alcanzara la temperatura de esterilización de forma rápida, por otra parte, una vez terminada la fase de sostenimiento el equipo no permitió enfriar los envases rápidamente ocasionando sobreprocesamiento, y con ello la pérdida de nutrientes, degradación del color, textura, etc. (1-3,6).

Con respecto al color, las coordenadas a* mostradas en la tabla 2 fueron de 3,78 ± 0,28 y 4,07 ± 0,43 para arveja andina y sureña respectivamente, estos valores fueron mayores al valor reportado por (6) donde la coordenada a* fue de -9,5 ± 0,3 para arveja en conserva, si tomamos como referencia que esta coordenada muestra el grado de verdor en vegetales y que además está estrechamente relacionada con la concentración de clorofila, la variación de color desde el verde natural mostrado en muestras de arveja sin escaldar y escaldadas a un color marrón oliva mostrado por las muestras esterilizadas se explica por la conversión de la clorofila a feofitina (6,13). Esto permite inferir que en las muestras de arveja en conserva la mayoría de clorofila se transformó a feofitina.

Finalmente, aunque teóricamente los valores encontrados F0 de 7,251 y 8,850 min para arveja andina y sureña respectivamente permiten obtener una esterilidad comercial, el recuento microbiológico mostrado en la Tabla 3 revela que las conservas de arveja andina y sureña no son estériles comercialmente ya que a nivel industrial se requiere que haya ausencia de microorganismos esporulados (4, 6) y como se puede ver en la tabla 3 los valores de recuento de esporas clostridium sulfito reductor son ??10 y además hay presencia de microorganismos mesofilos, no obstante, esto se puede deber a que durante la elaboración de las conservas se tuvo que controlar factores críticos como el cierre de los envases, el uso de envases adecuados, y principalmente se tuvo que verificar y controlar la calidad microbiológica del agua de enfriamiento para evitar que se presente contaminación posterior al tratamiento térmico (1, 4, 6).

CONCLUSIONES

Las condiciones de la autoclave usada ocasiono sobreprocesamiento de las arvejas en conserva, debido a que no permitió alcanzar de forma rápida la temperatura de esterilización en el punto frio del envase y de igual forma no permitió el rápido enfriamiento del producto. Se estimó los F0 que garantizan la esterilidad comercial en ambas conservas de arveja, sin embargo, durante el proceso de elaboración de conservas es de vital importancia el análisis del Come Up Time o tiempo en que la autoclave alcanza la temperatura de proceso, debido a que entre más corto sea este tiempo se evitara en mayor medida el sobreprocesamiento del producto elaborado.

References

REFERENCIAS

1. Featherstone S. Heat penetration determinations and thermal process calculations. In: A Complete Course in Canning and Related Processes. Elsevier Ltd; 2015; 43-58 p.

2. Garrote RL, Silva ER, Roa RD, Bertone R a. Heat transfer coefficients to canned green peas during end-over-end sterilisation. Int J Food Sci Technol. 2006; 41(9):1016-22.

3. Wolosiak R, Druzynska B, Piecyk M, Worobiej E, Majewska E, Lewicki PP. Influence of industrial sterilisation, freezing and steam cooking on antioxidant properties of green peas and string beans. Int J Food Sci Technol. 2011; 46(1): 93-100.

4. Brennand C. Complete Guide to Home Canning. National Intitute of Food and Agriculture. Utah State University Extension; 1995. 1-40 p.

5. Rickman JC, Barrett DM, Bruhn CM. Nutritional comparison of fresh, frozen and canned fruits and vegetables. Part 1. Vitamins C and B and phenolic compounds. J Sci Food Agric. 2007; 87: 930-44.

6. Liato V, Labrie S, Benali M, Aïder M. Study of the impact of a new hurdle technology composed of electro-activated solution and low heat treatment on the canned pea and corn quality and microbial safety. Int J Food Sci Technol. 2016; 51(1): 180-93.

7. Garrote RL, Silva ER, Roa RD, Bertone R a. Heat transfer coefficients to canned green peas during end-over-end sterilisation. Int J Food Sci Technol. 2006; 41(9): 1016-22.

8. Garrote RL, Silva ER, Roa RD. Diffusion and thermal degradation of ascorbic acid during canned fresh green peas sterilisation. Int J Food Sci Technol. 2009; 44(10): 1990-6.

9. Berk Z. Thermal processing. Food Process Eng Technol. 2009; 46(6): 573.

10. Berk Z. Thermal Processes, Methods and Equipment. Food Process Eng Technol. 2013; 421-38.

11. NTC 4834. Microbiología de alimentos y alimentos para animales. Método horizontal para el recuento de Clostridium sulfito reductores e identificación de Clostridium perfringens - técnicas de recuento de colonias.

12. Miller JN, Miller JM. Estadística y quimiometría para química analítica. Editorial Prentice Hall. 2002. 296 p.

13. Canjura FL, Watkins RH, Schwartz SJ. Color Improvement and Metallo-chlorophyll Complexes in Continuous Flow Aseptically Processed Peas. Food Chem Toxicol. 1999; 64(6): 987-90.