AHORRO ENERGÉTICO Y CONSERVACIÓN MEDIOAMBIENTAL EN EL PROCESADO DE FRUTAS Y ... · 2015-03-12 · AHORRO ENERGÉTICO Y CONSERVACIÓN MEDIOAMBIENTAL EN EL PROCESADO DE FRUTAS Y HORTALIZAS

AHORRO ENERGÉTICO Y CONSERVACIÓN MEDIOAMBIENTAL EN EL PROCESADO DE FRUTAS Y HORTALIZAS IV GAMA

TECNOLOGIA DE LOS ALIMENTOS

Rev. 1 del 30/dic/2011 S Nogales-Delgado, J Delgado-Adámez, AM Fernández-León, MC Fuentes-Pérez, D Bohoyo-Gil.

Elaboración de alimentos

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Publicaciones DYNA SL -- c) Mazarredo nº69 -3º -- 48009-BILBAO (SPAIN) Tel +34 944 237 566 – www.dyna-energia.com - email: [email protected]

AHORRO ENERGÉTICO Y CONSERVACIÓN MEDIOAMBIENTAL

EN EL PROCESADO DE FRUTAS Y HORTALIZAS IV GAMA

Sergio Nogales-Delgado, Jonathan Delgado-Adámez, Ana María Fernández-León, María del Carmen Fuentes-Pérez y Diego Bohoyo-Gil Instituto Tecnológico Agroalimentario (INTAEX). Avda. Adolfo Suárez, s/n – 06071 Badajoz. Tfno: +34 924 012650. [email protected]

Recibido: 27/ago/2013 -- Aceptado: 8/nov/2103 – DOI: http://dx.doi.org/10.6036/ES6951

ENERGY SAVING AND ENVIRONMENT CONSERVATION IN MINIMAL

PROCESSING OF FRUITS AND VEGETABLES

ABSTRACT: Fresh-cut fruits and vegetables are more and more demanded. However, their shelf-life is reduced compared to raw materials. That is the reason why many conservation techniques are used, contributing to the “hurdles technology”. Nevertheless, many of the applied treatments (especially during washing) tend to substitute or reduce chemical compounds during minimal processing. Thus, ultraviolet or ultrasounds have been used in order to keep food quality. The aim of this work was to study energy saving and environmental conservation in a minimal processing line in order to check the effectiveness of some emerging techniques for fresh-cut processing. Namely, ultraviolet and ultrasound were applied on washing step. Finally, so as to check the effectiveness of these treatments, microbiological counts (in water) and colour measurements (on fruit or vegetable surface) were carried out. As conclusion, it is noteworthy that ultraviolet radiation considerably reduced microbiological counts in water, allowing to use it for longer periods. On the other hand, ultrasound kept visual quality of food. Therefore, additive concentration in water could be reduced, due to the fact that a synergic effect was observed when used with ultrasound. Consequently, water saving is achieved because of its increased durability, and environmental impact could be less severe. Key Words: fresh-cut produce, ultrasound, ultraviolet, microbiological quality, visual quality.

RESUMEN: Los productos IV Gama son cada vez más demandados. Sin embargo, comparados con el fruto o vegetal entero de partida, presentan una vida útil muy corta. Es por ello que se emplean innumerables técnicas de conservación que constituyen la conocida “tecnología de barreras”. No obstante, muchos de los tratamientos aplicados (en especial en la fase de lavado) tienen el objetivo de sustituir o disminuir la proporción de compuestos químicos empleados en el procesado mínimo. Así, se han desarrollado técnicas físicas como el empleo de radiación ultravioleta para reducir la carga microbiana y ultrasonidos para mantener la calidad visual del alimento. El objetivo de este trabajo fue estudiar las posibilidades de ahorro energético y de conservación del medio ambiente en una planta piloto de procesado en IV Gama, para así comprobar la eficacia de algunas de las técnicas emergentes en el procesado mínimo. Así, se adaptaron dos equipos a una línea de lavado de IV gama, aplicándose sobre el agua de lavado tanto radiación ultravioleta como ultrasonidos. Finalmente, para comprobar la eficacia de estos tratamientos, se llevaron a cabo análisis microbiológicos y de color sobre el agua de lavado y el producto IV Gama procesado, respectivamente. Como conclusión, cabe destacar que la radiación UV redujo la carga microbiana del agua considerablemente, permitiéndose así un uso de la misma más prolongado. Por otro lado, la aplicación de ultrasonidos mantuvo la calidad visual del alimento, con lo que se dieron efectos sinérgicos al combinarse con los tratamientos de lavado tradicionales. Consecuentemente, se podría reducir la intensidad o concentración de los aditivos añadidos al agua, suponiendo un menor impacto ambiental y un ahorro de agua al aumentar la durabilidad de la misma. Palabras Clave: Productos IV Gama, ultrasonidos, ultravioleta, calidad microbiológica, calidad visual.

mailto:[email protected]

http://dx.doi.org/10.6036/ES6951





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1.- INTRODUCCION Los productos IV Gama son aquellas frutas y hortalizas mínimamente procesadas y listas para el consumo [1]. Debido a

su facilidad de consumo, gozan de gran popularidad por parte del consumidor, lo cual hace que se trate de un producto

con alto valor añadido. Asimismo, no sólo preocupa la calidad y contenido funcional del producto elaborado, sino

también la forma de elaboración y su repercusión medioambiental. Consecuentemente, y de una manera cada vez más

intensa, la sociedad en su conjunto y, particularmente, los organismos públicos están pendientes de diferentes aspectos

relacionados con la producción industrial tales como el ahorro energético e hídrico y la calidad medioambiental de los

residuos generados.

Sin embargo, dentro del procesado mínimo al que se somete el producto IV Gama, se realizan operaciones tales como

pelado, cortado o lavado, los cuales hacen reducir su vida útil considerablemente (de 7 a 10 días, aproximadamente) [2].

Consecuentemente, se hace necesario el empleo de una serie de procedimientos, tecnologías y técnicas de conservación

con el fin de ampliar lo máximo posible la vida útil de los alimentos mínimamente procesados. Así, se siguen estrictas

guías de buenas prácticas, las cuales abarcan desde la recolección en el campo hasta el reparto del producto en el punto

de venta [1], donde la higiene y el mantenimiento de la cadena de frío tienen gran protagonismo. Así, dentro de un

sistema de Análisis de Peligros y Puntos de Control Críticos (APPCC), se recogen los procedimientos operativos

concernientes a la elaboración de productos frescos cortados, con el fin de garantizar la seguridad de los mismos (e

igualmente mantener la calidad). De este modo, se debe tener en consideración un conjunto de buenas prácticas, tales

como buenas prácticas agrícolas y de manufactura, como por ejemplo el seguimiento de prácticas sanitarias y de higiene

básicas por parte de los trabajadores durante la recolección, selección, envasado y transporte, mantenimiento de los

equipos, desinfección del agua de lavado, control de producción, temperatura y trazabilidad del producto, etc. [3].

Por otra parte, la utilización de antioxidantes, recubrimientos comestibles o atmósferas modificadas en el envasado

(ricas en dióxido de carbono y pobres en oxígeno) constituyen otro bloque de procedimientos muy útiles para controlar

la carga microbiana y mantener la calidad global de la fruta o vegetal mínimamente procesado [4][5]. Sin embargo,

tanto por motivos medioambientales como por una mayor concienciación contra la adición de productos químicos que

pueden constituir una amenaza para la salud, se tiende a sustituir los productos químicos utilizados en el procesado de

alimentos (como por ejemplo el hipoclorito de sodio) por otras alternativas. Entre esas alternativas se encuentra la

utilización de compuestos naturales (tales como extractos vegetales) que garanticen una actividad antioxidante y

antimicrobiana similar [6].

Otra alternativa, de gran interés industrial, es la aplicación de determinados tratamientos físicos que no dejen residuos

sobre los alimentos. Normalmente se trata de radiaciones de diferentes frecuencias que se aplican al agua de lavado o

bien directamente sobre el alimento. De esta forma, se logra tratar al alimento de una forma equivalente pero sin añadir

compuestos químicos o reduciendo su cantidad considerablemente, ya que se pueden dar efectos sinérgicos entre los

tratamientos físicos y químicos.

Todas las ventajas comentadas anteriormente repercutirán en un procesado más rentable económicamente (ya que se

disminuye o elimina el coste asociado a productos químicos, obteniéndose además un producto más natural y de mayor

valor) y más sostenible desde el punto de vista medioambiental, ya que el agua empleada estará más libre de

contaminantes. De hecho, desde hace décadas, existe una gran preocupación con respecto a las aguas residuales de todo

tipo de industrias y su tratamiento [7], [8]. Además, el uso de tratamientos físicos en el agua de lavado puede suponer

una reutilización de la misma, con lo que se ejecutarán menos llenados y vaciados de los tanques de agua, la cual

además se requiere refrigerada previamente, por lo que el ahorro hídrico y energético será notable.

Dos ejemplos de técnicas físicas aplicadas sobre el agua de lavado son el empleo de radiación ultravioleta y de

ultrasonidos.

En el primer caso, la aplicación de radiación ultravioleta en agua reducirá considerablemente la carga microbiana, por lo

que se evitarán contaminaciones cruzadas y se conseguirá una mayor calidad microbiológica, lo cual repercutirá en un

ahorro considerable de agua y productos químicos requeridos para mantenerla libre de microorganismos patógenos [9].





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Así, se ha considerado su aplicación, combinada con otras técnicas de conservación, en productos tales como pera

mínimamente procesada [10].

En el caso del uso de ultrasonidos, además de contribuir a un control microbiológico, su aplicación sobre la fruta resulta

en un mayor mantenimiento de la calidad visual de la misma, ya que, al explotar las microburbujas que se forman

durante la aplicación, se generan puntos de elevada presión y temperatura en el interior del alimento que contribuyen a

la inhibición de la encima polifenoloxidasa (PPO), responsable del pardeamiento enzimático, el cual es perjudicial para

la calidad visual de los productos IV Gama [11–13]. Su fácil implementación, además de sus buenos resultados, hacen

esta técnica factible desde el punto de vista industrial, llegándose a aplicar a flujos continuos de agua [14].

El objetivo de este trabajo fue describir de forma técnica el procesado mínimo de frutas y hortalizas, explicando de

forma práctica y conjunta una serie de experiencias llevadas a cabo con diferentes tratamientos físicos en agua

(ultravioleta y ultrasonidos). Además, se pretende hacer una estimación aproximada del ahorro energético e hídrico tras

la aplicación de los tratamientos, atendiendo a criterios de calidad visual y microbiológica en el alimento procesado y

calidad microbiológica del agua de lavado.

2. MATERIAL Y MÉTODOS

2.1.- INSTALACIONES Para las experiencias llevadas a cabo en este estudio, se utilizó una planta piloto que simula el procesado que se lleva a

cabo en una sala blanca habitual. Así, la línea de procesado utilizada en este caso consta de los siguientes equipos:

Interacumulador ZANI para producción y acumulación de agua fría (Figura 1). Capacidad de 1500 L, con

intercambiador extraíble en acero inoxidable AISI 316L, aislado en poliuretano flexible de 50 mm de espesor (PUF50),

con bomba de circulación para uniformar la temperatura del agua a 4 °C. El equipo frigorífico es de una capacidad

estimada de 12000 Frig/h.

Figura 1. Interacumulador de agua fría empleado.

Pelador automático (Pelamatic Orange Peel)

Equipo de lavado (Turatti), con equipo ultravioleta y posibilidad de incorporación de equipo de ultrasonidos (Figura 2).

Capacidad de 900 L, tiempo de permanencia del producto de 90 s y potencia conjunta instalada de 5 kW.





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Figura 2. Equipo de lavado con sistema de radiación UV incorporado (primer plano).

Túnel de secado por aire caliente-frío (Turatti), Figura 3. Cuenta con 16 kW de potencia. Para generar la corriente

caliente, se emplean resistencias y se hace pasar el aire a través de ventiladores. Para enfriar se utiliza aire impulsado

mediante ventiladores a través del evaporador alimentado por agua glicolada desde el equipo interacumulador

comentado anteriormente.

Figura 3. Equipo de secado.

Envasadora en barquetas (Verpackungs-systeme).

Unidad climatizadora del recinto ‘sala blanca’ (Pecomark), a base de tres evaporadores o baterías de expansión directa,

de instalación adosada al techo de la sala, con seis ventiladores cada uno. La potencia frigorífia total estimada es de

13125 Frig/h, con el fin de garantizar una temperatura en la sala blanca de 10 ºC.

2.2.- PROCESADO EN IV GAMA Para el procesado en la sala blanca, se siguieron los siguientes pasos:

Selección del material de partida: Para la experiencia con ultravioleta, se llevó a cabo un procesado mínimo de lechuga

‘Romana’ y de ciruela ‘Sumplum eleven’. En el caso de la aplicación de ultrasonidos, la fruta mínimamente procesada





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fue ciruela ‘Angeleno’ y nectarina ‘Late Fire’. En todos los casos, la relación entre la cantidad de alimento procesado

(en kg) y el volumen de agua utilizado (en L) fue de 1:10.

Ultrasonidos:

Selección y lavado inicial con disolución de hipoclorito sódico 150 mg/L; pelado automático y cortado manual en gajos;

lavado en equipo de lavado (Figura 4) con disolución de ácido ascórbico al 1 % (w/v), aplicando ultrasonidos de una

frecuencia de 35 KHz durante 2 minutos (con un equipo ‘Fisher Bioblock Transsonic TI-H-5); secado mediante aire frío

y caliente; envasado en atmósfera modificada pasiva. Se obtuvieron dos tipos de muestras: T (sin aplicar ultrasonidos) y

T + US (aplicando ultrasonidos). Finalmente, para los diferentes días de almacenamiento, se determinó la calidad visual

de las muestras. Una vez elaboradas las muestras, se conservaron a 4 ºC durante 9 días, llevándose a cabo los análisis a

día 0, 3, 6 y 9 de almacenamiento.

Ultravioleta:

Lechuga mínimamente procesada:

Lavado previo con hipoclorito sódico 150 mg/L; selección y descorazonado de la lechuga; cortado con cortadora

automática Kronen (producto obtenido de 15 mm de grosor); lavado en equipo de lavado (Figura 4), empleando una

disolución de ácido láctico (2.5 g / L), aplicando radiación UV de 30 mW/cm2 (mediante 6 lámparas con un consumo

de 1,5 kW) al agua de lavado; secado en centrifugadora Kronen; envasado en atmósfera modificada pasiva. Se

obtuvieron tres tipos de muestras: control (utilizando agua de red como lavado y sin radiación UV), L (utilizando la

disolución de ácido láctico pero sin emplear UV) y L + UV (utilizando tanto ácido láctico como UV). Por último, se

determinó la calidad microbiológica de las muestras obtenidas, realizándose recuentos de mesófilos, psicrótrofos,

mohos y levaduras tras el procesado mínimo.

Ciruela mínimamente procesada:

Lavado previo con hipoclorito sódico 150 mg/L; selección en función de color y firmeza; troceado manual; limpieza en

equipo de lavado (Figura 4), empleando una disolución de ácido ascórbico (1 %), aplicando radiación UV (30 mW/cm2)

al agua de lavado; secado en centrifugadora Kronen; envasado en atmósfera modificada pasiva. Así, se obtuvieron dos

tipos de muestras: A (lavado con ácido ascórbico) y A + UV (lavado con ácido ascórbico y ultravioleta). Se determinó

la calidad microbiológica del agua de lavado antes y tras el procesado mínimo de la ciruela, recontándose mesófilos,

psicrótrofos y mohos y levaduras.

En todos los casos, el lavado se llevó a cabo empleando el equipo de lavado Turatti, el cual incorpora seis lámparas

ultravioleta, con posibilidad de incorporar en el tanque de recogida de agua un equipo de ultrasonidos (Figuras 2 y 4).

En la Figura 4 se resume el recorrido de las muestras durante el lavado en la sala blanca.





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Figura 4. Esquema propuesto de la etapa de lavado durante el procesado mínimo en sala blanca.

2.3.- DETERMINACIONES LLEVADAS A CABO Para valorar la calidad del producto IV Gama y del agua de lavado, se realizaron una serie de análisis que se detallan a

continuación:

Determinación de color en pulpa de fruta de hueso: Se llevó a cabo mediante el uso de un colorímetro triestímulo

Minolta CR-200, obteniéndose coordenadas del espacio CIELAB (L*, a*, b*) [15][16]. Cada uno de los ejes del espacio

CIELAB está relacionado con alguna característica visual. Así, la luminosidad se asocia a L*, cuyos valores pueden

oscilar de negro (0) a blanco (100); a* indica la posición entre verde (-50) y rojo (50); y, finalmente, b* sitúa un color

entre azul (-50) o amarillo (+50). Para este caso, se seleccionó el parámetro a* para valorar la incidencia de

pardeamiento en la superficie de las muestras, suponiendo su incremento un aumento del pardeamiento enzimático (ya

que la fruta pardeada suele presentar colores rojizos).

Recuentos microbiológicos de mesófilos, psicrótrofos, mohos y levaduras: Para ello, se siguieron las normas ISO

4833 (Julio, 1991)[17] e ISO 7954 (Julio, 1988) [18]. Los resultados fueron expresados en unidades logarítmicas de

unidades formadoras de colonias por gramo de muestra.

Ahorro energético e hídrico: Se llevó a cabo una estimación aproximada, de acuerdo con los resultados obtenidos en

las demás determinaciones, el ahorro energético, de agua y de reactivos que implica el uso de tratamientos físicos en el

lavado durante el procesado mínimo. El ahorro energético es principalmente debido a la menor frecuencia de

enfriamiento que se requiere por parte del interacumulador de frío. El ahorro hídrico es debido tanto a la calidad

microbiológica de la misma como a la limpieza y ausencia de turbidez debida a los reactivos utilizados. Finalmente, el

ahorro en reactivos será consecuencia directa de la capacidad aditiva y sinérgica obtenida en la combinación con los

tratamientos físicos, los cuales permitirán reducir la cantidad de los reactivos sin perder efectividad en el tratamiento.

Análisis estadístico: Se usó el programa SPSS 18.0 para realizar un análisis de varianza de una vía (ANOVA). En caso

de detectarse diferencias estadísticas se aplicó el test de Tukey (p<0.05) de comparación de medias. Los datos se

expresan o representan en promedio o promedio ± desviación estándar. Para las gráficas obtenidas, diferentes letras

indican diferencias significativas entre los diferentes tratamientos y/o días de almacenamiento para la misma variable en

estudio.





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3. RESULTADOS

Ultrasonidos:

La Figura 5 muestra la evolución del parámetro a* en fruta de hueso mínimamente procesada tras la aplicación de

ultrasonidos en el agua de lavado. Dependiendo de la fruta en estudio, se dieron diferentes comportamientos con

respecto al pardeamiento enzimático. Así, para la nectarina en estudio (Figura 5 a), se observa una retención de la

calidad visual hasta el sexto día de almacenamiento, a partir del cual se da un aumento de a*. Sin embargo, la no

utilización de ultrasonidos derivó en un incremento constante desde el comienzo del almacenamiento del valor de a*.

Por el contrario, en el caso de la ciruela mínimamente procesada (Figura 5 b), la aplicación de ultrasonidos no tuvo un

efecto destacado, ya que las curvas de T y T+US fueron similares, sufriendo incrementos de a* durante todo el

almacenamiento. Comparando los dos tipos de fruta, la ciruela presentó un incremento de a* más elevado, partiendo de

-1 y terminando en valores cercanos a 2, mientras que la nectarina presentó valores entre -2 y 0.

Figura 5. Evolución del parámetro de color (a*) para: a) nectarina y b) ciruela, tras la aplicación de los tratamientos

de lavado: T (sin aplicar ultrasonidos) y T + US (aplicando ultrasonidos).

Ultravioleta: La calidad microbiológica de la lechuga mínimamente procesada obtenida se recoge en la Figura 6. Se puede observar,

de forma general, la reducción de los recuentos microbiológicos (tanto de mesófilos, psicrótrofos, mohos y levaduras)

en el tratamiento combinado L + UV. Especialmente en el caso de los psicrótrofos, se observó claramente el efecto

sinérgico de la combinación de ácido láctico y ultravioleta.





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Figura 6. Recuento microbiológico de las muestras tras el lavado de lechuga mínimamente procesada. Las muestras

fueron: Control (utilizando agua de red como lavado y sin radiación UV), L (utilizando la disolución de ácido láctico

pero sin emplear UV) y L + UV (utilizando tanto ácido láctico como UV). Dentro del mismo recuento microbiológico,

diferentes letras para diferentes tratamientos indican diferencias significativas (p<0.05).

La calidad microbiológica del agua de lavado, tras llevar a cabo un procesado mínimo de ciruela, se recoge en la Figura

7. Tal como se puede observar, se dan diferencias significativas en el contenido microbiológico en el agua de lavado,

tanto antes como después del procesado mínimo, entre el tratamiento con ácido ascórbico y el tratamiento combinado

de ácido ascórbico y radiación ultravioleta. Así, la reducción del recuento microbiológico fue considerable al aplicarse

el tratamiento combinado, siendo especialmente destacada para mohos y levaduras. No obstante, tanto usándose ácido

ascórbico como la combinación de ácido ascórbico y ultravioleta, se da un reducido crecimiento microbiano tras el

procesado mínimo.





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Figura 7. Calidad microbiológica del agua antes y tras el procesado mínimo de ciruela con diferentes lavados: A

(lavado con ácido ascórbico) y A + UV (lavado con ácido ascórbico y ultravioleta). Los análisis se realizaron antes y

después del lavado. Dentro del mismo recuento microbiológico, diferentes letras indican diferencias significativas

(p<0.05).

Como consecuencia de los resultados obtenidos, se realizó una estimación de diferentes formas de ahorro que se pueden

obtener gracias a la combinación de técnicas de conservación tradicionales con tratamientos físicos como las

radiaciones que se han analizado en este estudio. Así, considerando que se puede reducir a 2.0 g / l el tratamiento de

ácido láctico y a 0.75 % el lavado con ácido ascórbico, se obtuvieron los siguientes resultados (Tabla 1):

Tratamiento Ahorro energético (Frig) Ahorro de agua (l) Ahorro de reactivos (Kg)

Ultrasonidos -- -- 25

Ultravioleta 8000 1000 7

Total 8000 1000 32

Tabla 1. Estimación de diferentes tipos de ahorro conseguido al emplear tratamientos físicos en el lavado durante el

procesado mínimo (por cada 10000 litros de agua).





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De esta forma, se obtuvo un 10 % de ahorro en agua, con el consecuente ahorro en reactivos. En este caso, tanto la

reducción de los reactivos (25 % de ácido ascórbico y 20 % de ácido láctico) como el ahorro en agua de lavado (en el

caso del ácido láctico) contribuyeron a reducir la adición de productos químicos durante el procesado. Pero no

únicamente se reduce el gasto en reactivos, sino también en la energía necesaria para enfriar el agua (ya que se requiere

menos volumen en el sistema). Así, se estimó el ahorro de 0.8 frigorías por cada litro de agua empleado.

4.- DISCUSIÓN

Ultrasonidos:

Como se observó en la Figura 5, el tratamiento con ultrasonidos fue efectivo dependiendo del tipo de fruta en estudio.

De esta forma, para la ciruela, con un mayor incremento de a*, lo que conlleva un mayor pardeamiento enzimático, la

aplicación de ultrasonidos no resultó suficiente, hecho que se podría explicar debido a que este tipo de fruta presenta un

gran contenido en compuestos fenólicos, los principales sustratos del pardeamiento enzimático. Como consecuencia, se

deberían aplicar tratamientos adicionales o aumentar la intensidad de los ya aplicados.

No obstante, para el caso de la nectarina, (con un potencial de pardeamiento más moderado), se observaron efectos

positivos tras aplicar el tratamiento combinado con ultrasonidos. Los valores de a*, dependiendo del cultivar de

nectarina seleccionado para el procesado en IV Gama, suelen oscilar entre -2 y 2 [19], siendo este último valor un

indicativo de un pardeamiento elevado. En este caso, al aplicar ultrasonidos, la retención del pardeamiento se mantuvo

durante los seis primeros días de almacenamiento, para aumentar posteriormente, no llegando a los valores obtenidos

sin la aplicación de ultrasonidos. Por consiguiente, la menor cantidad de compuestos fenólicos, así como la inhibición

de la enzima polifenoloxidasa al aplicar ultrasonidos, han llevado a una manifestación más lenta y moderada del

pardeamiento enzimático para este caso [11], [13]. De esta forma, y debido al efecto sinérgico del empleo de

ultrasonidos y ácido ascórbico, se podría llevar a cabo una reducción del 25 % en ácido ascórbico durante el procesado.

Ultravioleta:

La Figura 6 recogió los resultados microbiológicos en lechuga mínimamente procesada, donde se puede observar que el

tratamiento combinado fue el más efectivo en la retención de la calidad microbiológica. En concreto, la reducción de

carga microbiana fue especialmente destacada para psicrótrofos, dándose un efecto sinérgico al combinar el tratamiento

de ácido láctico con la radiación ultravioleta. Los resultados obtenidos con las nuevas técnicas ofrecen una efectividad

similar a las técnicas tradicionales. Por ejemplo, los recuentos de mesófilos se reducen de forma general (de 6-9 a 3-6

log UFC/g) tras ser sometidos a un procesado mínimo típico [20].

De este modo, la obtención de un producto de menor carga microbiana es consecuencia directa de la mayor limpieza del

agua de lavado, sobre la cual actúa directamente la radiación ultravioleta. Así, algunos estudios han mostrado la gran

efectividad de esta técnica en la reducción de algunos microorganismos patógenos [21]. Por otra parte, estudios previos

demostraron la gran efectividad del tratamiento UV sobre fresa mínimamente procesada, obteniéndose un rendimiento

similar a la aplicación de ácido láctico (2.5 g/L), proponiéndose una reducción drástica de la adición de este agente en el

agua de lavado [22], [23]. Por lo tanto, se obtuvo un producto IV Gama de mayor seguridad, con la posibilidad de

reutilizar el agua de lavado con mayor frecuencia e incluso reducir la cantidad de agentes antimicrobianos.

Por otra parte, la Figura 7 muestra la calidad microbiológica del agua, que vuelve a confirmar los resultados obtenidos

en la experiencia de la lechuga mínimamente procesada. Así, se llegó a observar una reducción similar (alrededor de 2

log UFC/g) a la mostrada (para coliformes) en otros estudios donde se aplicó radiación UV en diferentes tipos de agua

[24]. En otros estudios se demostró, igualmente, el mantenimiento de la calidad microbiana de los productos tratados

mediante radiación ultravioleta, ya sea de forma directa o indirecta [9].

Ahorro:

A raíz de los resultados anteriores, se estimó la posibilidad de ahorro en diferentes facetas del procesado.





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Por una parte, y debido a la mayor calidad microbiológica del agua gracias a la utilización de radiación UV, se puede

permitir la reutilización de unos 1000 L de agua por cada 10000 L utilizados. Por otra parte, tanto a causa de esa

reducción de carga microbiana como debido al uso de ultrasonidos, que permiten la obtención de un producto de mayor

calidad, se pudo reducir la cantidad de reactivos utilizados para así obtener un elaborado de igual calidad global. Por

último, desde el punto de vista energético, al ahorrarse 1000 L de agua que no participarán en el procesado mínimo, se

dará un considerable ahorro de energía ya que no será necesario enfriar tal volumen.

Además, la combinación de técnicas físicas (como las que son objeto de este estudio) puede dar efectos sinérgicos entre

sí, ya que se conoce la capacidad antimicrobiana de los ultrasonidos a determinadas frecuencias. De hecho, su

aplicación industrial en el procesado de frutas y vegetales es muy frecuente [25][26][12], demostrándose además un

incremento de la vida útil de los alimentos tratados [27].

El hecho de ahorrar tanto en energía como en agua y reactivos químicos deriva inevitablemente en una mayor

contribución a la conservación medioambiental, ya que se reducirán las emisiones de dióxido de carbono (a

consecuencia del menor consumo eléctrico) y se tendrá una mayor disposición de agua, y de mayor calidad (debido al

menor consumo de agua, y a la menor adición de productos químicos en el agua de lavado).

5. CONCLUSIONES

Como principal conclusión, cabría destacar la efectividad de los tratamientos físicos en el procesado mínimo,

asegurando un producto de una gran calidad en facetas tan diferentes como el mantenimiento del aspecto visual o la

carga microbiana. Así, el empleo de ultrasonidos puede resultar un complemento de gran interés para el primer

propósito, mientras que para el segundo la irradiación del agua de lavado con ultravioleta muestra una gran eficacia. En

definitiva, éstas contribuyen al aumento de la vida útil de un producto de gran valor nutricional y comercial.

Asimismo, el uso de tales técnicas, en combinación con las tradicionales (como el empleo de antioxidantes en el agua

de lavado) pueden repercutir en un mayor ahorro energético e hídrico y, consecuentemente, en una mayor conservación

del medio ambiente. De este modo, y utilizando tratamientos físicos, la posibilidad de reutilizar el agua, así como la

reducción de contaminantes químicos en la misma, pueden jugar un papel muy importante en el futuro del procesado

mínimo.

Finalmente, cabe destacar que se requieren estudios adicionales, tales como la combinación de los tratamientos

estudiados, con el fin de observar si se dan efectos aditivos o sinérgicos, lo cual podría repercutir de nuevo en el ahorro

y cuidado del medio ambiente.

AGRADECIMIENTOS

Los autores agradecen al ‘Proyecto RITECA, Red de Investigación Transfronteriza de Extremadura, Centro y Alentejo,

cofinanciado por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER) a través del Programa Operativo de Cooperación

transfronteriza España-Portugal (POCTEP) 2007-2013, 0401_RITECA_II_4_E’ y a la ‘Consejería de Empleo, Empresa

e Innovación del Gobierno de Extremadura’ y al ‘Fondo Social Europeo’. M. C. Fuentes-Pérez agradece la beca

concedida (TE10016). D. Bohoyo-Gil agradece al Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y

Alimentaria (INIA) el contrato de investigación concedido. Finalmente, agradecer a Manuel Alfonso Plaza García su

colaboración y asesoramiento sobre los aspectos técnicos del procesado.





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BIBLIOGRAFÍA [1] AFHORLA. “Guía de buenas prácticas de producción de IV Gama (Versión 2)”. 2010. [2] Artés F, Allende A. “Minimal Fresh Processing of Vegetables, Fruits and Juices” en "Emerging technologies for

food processing". Elsevier Ltd. 2005. Vol. 26 p. 677–716. [3] Asociación Internacional de Productores de Vegetales Frescos Cortados. "Guía de Seguridad Alimentaria para la

Industria de Productos Vegetales Frescos Cortados". 2003. [4] Oms-Oliu G, Rojas-Graü MA, González LA, Varela P, Soliva-Fortuny R, Hernando MIH, Munuera IP, Fiszman S,

Martín-Belloso O. “Recent approaches using chemical treatments to preserve quality of fresh-cut fruit: A review”. Postharvest Biology and Technology. 2010. Vol. 57 p. 139–148.

[5] Rico D, Martín-Diana AB, Barat JM, Barry-Ryan C. “Extending and measuring the quality of fresh-cut fruit and vegetables: a review”. Trends in Food Science & Technology. 2007. Vol. 18 p. 373–386.

[6] Abadias M, Alegre I, Usall J, Torres R, Viñas I. “Evaluation of alternative sanitizers to chlorine disinfection for reducing foodborne pathogens in fresh-cut apple”. Postharvest Biology and Technology. 2011. Vol. 59 p. 289–297.

[7] Dewisme-González E. “Aguas residuales de la industria metalúrgica”. Dyna. 1967. Vol. 42–12 p. 719–726. [8] “Tratamiento de las aguas residuales de la industria de galvanotecnia”. Dyna. 1968. Vol. 43–12 p. 537–546. [9] Gómez PL, Alzamora SM, Castro MA, Salvatori DM. “Effect of ultraviolet-C light dose on quality of cut-apple:

Microorganism, color and compression behavior”. Journal of Food Engineering. 2010. Vol. 98 p. 60–70. [10] Garcia Loredo AB, Guerrero SN, Alzamora SM. “Impact of combined ascorbic acid/CaCl2, hydrogen peroxide and

ultraviolet light treatments on structure, rheological properties and texture of fresh-cut pear (William var.)”. Journal of Food Engineering. 2013. Vol. 114 p. 164–173.

[11] Jang JH, Moon KD. “Inhibition of polyphenol oxidase and peroxidase activities on fresh-cut apple by simultaneous treatment of ultrasound and ascorbic acid”. Food Chemistry. 2011. Vol. 124 p. 444–449.

[12] Piyasena P, Mohareb E, McKellar R. “Inactivation of microbes using ultrasound: a review”. International Journal of Food Microbiology. 2003. Vol. 87 p. 207–216.

[13] Sagong HG, Lee SY, Chang PS, Heu S, Ryu S, Choi YJ, Kang DH. “Combined effect of ultrasound and organic acids to reduce Escherichia coli O157:H7, Salmonella Typhimurium, and Listeria monocytogenes on organic fresh lettuce”. International Journal of Food Microbiology. 2011. Vol. 145 p. 287–292.

[14] Zhou B, Feng H, Pearlstein AJ. “Continuous-flow ultrasonic washing system for fresh produce surface decontamination”. Innovative Food Science & Emerging Technologies. 2012. Vol. 16 p. 427–435.

[15] Voss DH. “Relating colorimeter measurement of plant color to the Royal Horticultural Society color chart.” Hortscience. 1992. Vol. 27 p. 1256–1260.

[16] Hutchings JB. Food Colour and Appearance. Blackie, 1994. [17] ISO 4833. “Microbiologie. Directives générales pour le dénombrement des microorganismes. Méthode par

comptage des colonies obtenues à 30 oC”. 1991. [18] ISO 7954. “Microbiologie. Directives générales pour le dénombrement des levures et moisissures. Technique par

comptage des colonies obtenues à 25 oC”. 1988. [19] Pace B, Cefola M, Renna F, Attolico G. “Relationship between visual appearance and browning as evaluated by

image analysis and chemical traits in fresh-cut nectarines” Postharvest Biology and Technology. 2011. Vol. 61 p. 178–183.

[20] Karagözlü N, Ergönül B, Özcan D. “Determination of antimicrobial effect of mint and basil essential oils on survival of E. coli O157:H7 and S. typhimurium in fresh-cut lettuce and purslane.” Food Control. 2011. Vol. 22 p. 1851–1855.

[21] Birmpa A, Sfika V, Vantarakis A. “Ultraviolet light and Ultrasound as non-thermal treatments for the inactivation of microorganisms in fresh ready-to-eat foods”. International Journal of Food Microbiology. 2013. Vol. 167 p. 96–102.

[22] Nogales-Delgado S, Fernández-León AM, Delgado-Adámez J, Hernández-Méndez T, Bohoyo-Gil D. “Effects of several sanitisers for improving quality attributes of minimally processed Fragaria vesca strawberry”. Czech Journal of Food Sciences. 2013. Vol. 31 p. 49–54.





Pag. 13 / 13


[23] Bohoyo-Gil D, Nogales-Delgado S, Fernández-León AM, Delgado-Adámez J, Hernández-Méndez MT. “Minimally processed strawberry: an acceptable fresh cut product in mediterranean diet”. IX Congreso Internacional sobre Dieta Mediterránea (Barcelona). 2012.

[24] Cantwell RE, Hofmann R. “Inactivation of indigenous coliform bacteria in unfiltered surface water by ultraviolet light”. Water Research. 2008. Vol. 42 p. 2729–2735.

[25] Awad TS, Moharram HA, Shaltout OE, Asker D, Youssef MM. “Applications of ultrasound in analysis, processing and quality control of food: A review”. Food Research International. 2012. Vol. 48 p. 410–427.

[26] Bilek SE, Turantaş F. “Decontamination efficiency of high power ultrasound in the fruit and vegetable industry, a review”. International Journal of Food Microbiology. 2013. Vol. 166 p. 155–162.

[27] Aday MS, Temizkan T, Büyükcan MB, Caner C. “An innovative technique for extending shelf life of strawberry: Ultrasound”. LWT - Food Science and Technology. 2013. Vol. 52 p. 93–101.

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