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Alta presión de homogeneización: avances en la tecnología Tomás López
ULTRA ALTA PRESIÓN DE HOMOGENEIZACIÓN: AVANCES EN LA APLICACIÓN DE LA TECNOLOGÍA
Tomás López Pedemonte
Laboratorio Tecnológico del Uruguay
07-10-2013
Alta presión de homogeneización: avances en la tecnología Tomás López
PLAN DE LA PRESENTACIÓN
• INTRODUCCIÓN
• ESTABILIDAD E INOCUIDAD DE JUGOS Y BEBIDAS VEGETALES
• PROCESAMIENTO DE LECHE
• SISTEMAS DE ENTREGA DE COMPUESTOS BIOACTIVOS
Alta presión de homogeneización: avances en la tecnología Tomás López
PLAN DE LA PRESENTACIÓN
• INTRODUCCIÓN
• ESTABILIDAD E INOCUIDAD DE JUGOS Y BEBIDAS VEGETALES
• PROCESAMIENTO DE LECHE
• SISTEMAS DE ENTREGA DE COMPUESTOS BIOACTIVOS
Alta presión de homogeneización: avances en la tecnología Tomás López
INTRODUCCIÓN
ULTRA ALTA PRESIÓN DE HOMOGENEIZACIÓN - UHPH
• Se trata de un proceso dinámico donde basándonos en la homogeneizacióntradicional se aplican presiones superiores, de entre 150 y 400 MPa (1500 -4000 bar).
• Es un proceso continuo aplicado a productos fluídos
• Al aplicar UHPH se involucran fenómenos físicos, combinación de presión, temperatura y fuerzas mecánicas.
• Actualmente utilizado en la industria farmacéutica
• En fase de desarrollo para la industria alimentaria (leche, cremas, bebidasvegetales, jugos de frutas, salsas, etc.).
Alta presión de homogeneización: avances en la tecnología Tomás López
INTRODUCCIÓN
EQUIPAMIENTO UHPH
Alta presión de homogeneización: avances en la tecnología Tomás López
INTRODUCCIÓN
EQUIPAMIENTO UHPH
Alta presión de homogeneización: avances en la tecnología Tomás López
INTRODUCCIÓN
EQUIPAMIENTO UHPH
Alta presión de homogeneización: avances en la tecnología Tomás López
0
20
40
60
80
100
0 100 200 300 400Pressure (MPa)
Tem
pera
ture
(°C
)
T2
T1
T1 medida antes de la válvula HP se incrementa en……… 2.4°C / 100 MPa debido a la compresión posterior
T2 medida después de la válvula HP se incrementa en ……….. 15-16°C / 100 MPadebido a la acción del rozamiento y transformación en calor
Incremento total de temperatura= 18°C /100 MPa
76°C
Mantenimiento a T2<< 1 s (~250 ms)
Leche cruda enteraTin = 24°C
INTRODUCCIÓN
Alta presión de homogeneización: avances en la tecnología Tomás López
PRINCIPALES USOSEFECTOS DE LA UHPH EN ALIMENTOS COLOIDALES
•Reducción del tamaño de partículas
•Modificación de estructuras coloidales
Aumento de la estabilidad fisicoquímica
•Reducción de la carga de microorganismos
•Reducción de actividad enzimática
Conservación de alimentos
INTRODUCCIÓN
Briñez, W., Montealegre, P-, Hernández M., López T., Guamis B. and Roig A. 2007.
Alta presión de homogeneización: avances en la tecnología Tomás López
PLAN DE LA PRESENTACIÓN
• INTRODUCCIÓN
• ESTABILIDAD E INOCUIDAD DE JUGOS Y BEBIDAS VEGETALES
• PROCESAMIENTO DE LECHE
• SISTEMAS DE ENTREGA DE COMPUESTOS BIOACTIVOS
Alta presión de homogeneización: avances en la tecnología Tomás López
ESTABILIDAD E INOCUIDAD DE JUGOS Y BEBIDAS VEGETALES
APLICACIÓN DE UHPH A JUGO DE MANZANAS
Alta presión de homogeneización: avances en la tecnología Tomás López
ESTABILIDAD E INOCUIDAD DE JUGOS Y BEBIDAS VEGETALES
Suárez-Jacobo A.; Saldo J.; Rüfer E.; Guamis B.; Roig-Sagués A. and Gervilla R.
•NO SE DETECTARON COLONIAS DE L. MONOCYTOGENES NI DE SALMONELLA SPP
•Lysinibacillus sphaericus (99% 16S rRNAsimilarity)
•Paenibacillus mendelii/Paenibacillus spp. (95% similarity)
•Bacillus spp./Paenibacillus spp.(99% similarity) were identified
Alta presión de homogeneización: avances en la tecnología Tomás López
ESTABILIDAD E INOCUIDAD DE JUGOS Y BEBIDAS VEGETALES
•NO SE DETECTÓ ACTIVIDAD DE POLIFENOLOXIDASA NI DE PECTINMETILESTERASALUEGO DEL PROCESAMIENTO POR UHPH NI DURANTE EL ALMACENAMIENTO.
Suárez-Jacobo A.; Saldo J.; Rüfer E.; Guamis B.; Roig-Sagués A. and Gervilla R.
Alta presión de homogeneización: avances en la tecnología Tomás López
ESTABILIDAD E INOCUIDAD DE JUGOS Y BEBIDAS VEGETALES
Suárez-Jacobo A.; Saldo J.; Rüfer E.; Guamis B.; Roig-Sagués A. and Gervilla R.
Alta presión de homogeneización: avances en la tecnología Tomás López
ESTABILIDAD E INOCUIDAD DE JUGOS Y BEBIDAS VEGETALES
Suárez-Jacobo A.; Saldo J.; Rüfer E.; Guamis B.; Roig-Sagués A. and Gervilla R.
Alta presión de homogeneización: avances en la tecnología Tomás López
ESTABILIDAD E INOCUIDAD DE JUGOS Y BEBIDAS VEGETALES
Suárez-Jacobo A.; Saldo J.; Rüfer E.; Guamis B.; Roig-Sagués A. and Gervilla R.
• DESHIDRATACIÓN DE AZÚCARES• REACCIÓN DE MAILLARD• CARAMELIZACIÓN• DEGRADACIÓN DE ÁCIDO ASCÓRBICO
Alta presión de homogeneización: avances en la tecnología Tomás López
ESTABILIDAD E INOCUIDAD DE JUGOS Y BEBIDAS VEGETALES
Suárez-Jacobo A.; Saldo J.; Rüfer E.; Guamis B.; Roig-Sagués A. and Gervilla R.
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ESTABILIDAD E INOCUIDAD DE JUGOS Y BEBIDAS VEGETALES
Suárez-Jacobo A.; Saldo J.; Rüfer E.; Guamis B.; Roig-Sagués A. and Gervilla R.
ACTIVIDAD ANTIMUTAGÉNICA
Alta presión de homogeneización: avances en la tecnología Tomás López
ESTABILIDAD E INOCUIDAD DE JUGOS Y BEBIDAS VEGETALES
APLICACIÓN DE UHPH A BEBIDAS VEGETALES
• Alternativa válida a la leche bovina
• Dentro de los beneficios nutricionales encontramos:
• composición de la fracción lipídica
• alto contenido de antioxidantes.
• Son habitualmente procesadas mediante tratamientos térmicos, especialmente UHT
• Principales problemas: sedimentación de partículas sólidas y cremadode glóbulos de grasa
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ESTABILIDAD E INOCUIDAD DE JUGOS Y BEBIDAS VEGETALES
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ESTABILIDAD E INOCUIDAD DE JUGOS Y BEBIDAS VEGETALES
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ESTABILIDAD E INOCUIDAD DE JUGOS Y BEBIDAS VEGETALES
TEST DE ESTERILIDAD: Incubación a 30ºC por 20 días en botellas estériles
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ESTABILIDAD E INOCUIDAD DE JUGOS Y BEBIDAS VEGETALES
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ESTABILIDAD E INOCUIDAD DE JUGOS Y BEBIDAS VEGETALES
FORMACIÓN DE SEDIMENTO (TURBISCAN)
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ESTABILIDAD E INOCUIDAD DE JUGOS Y BEBIDAS VEGETALES
Alta presión de homogeneización: avances en la tecnología Tomás López
ESTABILIDAD E INOCUIDAD DE JUGOS Y BEBIDAS VEGETALES
Application No./patent Nº. 10380094.2 (UE, MX, US, ASIA): Guamis B., Trujillo, A., Ferragut V., Quevedo J.M., López T., Buffa M.
Alta presión de homogeneización: avances en la tecnología Tomás López
PLAN DE LA PRESENTACIÓN
• INTRODUCCIÓN
• ESTABILIDAD E INOCUIDAD DE JUGOS Y BEBIDAS VEGETALES
• PROCESAMIENTO DE LECHE
• SISTEMAS DE ENTREGA DE COMPUESTOS BIOACTIVOS
Alta presión de homogeneización: avances en la tecnología Tomás López
PROCESAMIENTO DE LECHE
• EFECTOS SOBRE EL GLÓBULO GRASO Y LAS PROTEÍNAS
• EFECTOS SOBRE LAS PROPIEDADES DE COAGULACIÓN DE LA LECHE
• ELABORACIÓN DE QUESO CON LECHE PROCESADA POR UHPH
• LÁCTEOS FUNCIONALES: LECHE FLUÍDA ENTERA REDUCIDA EN COLESTEROL
Alta presión de homogeneización: avances en la tecnología Tomás López
PROCESAMIENTO DE LECHE
A. Zamora, V. Ferragut, P. D. Jaramillo, B. Guamis, and A. J. Trujillo. 2007.
EFECTOS SOBRE EL GLÓBULO GRASO Y LAS PROTEÍNAS
Alta presión de homogeneización: avances en la tecnología Tomás López
PROCESAMIENTO DE LECHE
A. Zamora, V. Ferragut, P. D. Jaramillo, B. Guamis, and A. J. Trujillo. 2007.
REDUCCIÓN EN EL PERFIL DE TAMAÑO DE PARTÍCULAS:
Alta presión de homogeneización: avances en la tecnología Tomás López
PROCESAMIENTO DE LECHE
MICROSCOPÍA CONFOCAL: Cambios en las estructuras de proteinas y grasas
A. Zamora, V. Ferragut, P. D. Jaramillo, B. Guamis, and A. J. Trujillo. 2007.
PROTEINASGRASA
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PROCESAMIENTO DE LECHE
UNA vs DOS ETAPAS• Coalescencia
DOS ETAPAS a 300 MPa• Agregación
MICROSCOPÍA CONFOCAL:
A. Zamora, V. Ferragut, P. D. Jaramillo, B. Guamis, and A. J. Trujillo. 2007.
PROTEINASGRASA
Alta presión de homogeneización: avances en la tecnología Tomás López
PROCESAMIENTO DE LECHE
EFECTOS SOBRE LAS PROPIEDADES DE COAGULACIÓN DE LA LECHE•Presiones mayores a 200 MPa potencian coagulación•El uso de la segunda etapa genera geles más débiles
A. Zamora, V. Ferragut, P. D. Jaramillo, B. Guamis, and A. J. Trujillo. 2007.
Alta presión de homogeneización: avances en la tecnología Tomás López
PROCESAMIENTO DE LECHE
A. Zamora, V. Ferragut, P. D. Jaramillo, B. Guamis, and A. J. Trujillo. 2007.
Se observó además:
•Incrementos en la humedad de los coágulos y en rendimiento
•Disminuición en el contenidoproteico y mineral del suero
Alta presión de homogeneización: avances en la tecnología Tomás López
PROCESAMIENTO DE LECHE
A. Zamora, V. Ferragut, P. D. Jaramillo, B. Guamis, and A. J. Trujillo. 2007.
Se observó además:
•Incrementos en la humedad de los coágulos y en rendimiento
•Disminuición en el contenidoproteico y mineral del suero
Alta presión de homogeneización: avances en la tecnología Tomás López
PROCESAMIENTO DE LECHE
Zamora, A.J. Trujillo, E. Armaforte, D.S. Waldron, A.L. Kelly. 2012.
Alta presión de homogeneización: avances en la tecnología Tomás López
PROCESAMIENTO DE LECHE
Zamora, A.J. Trujillo, E. Armaforte, D.S. Waldron, A.L. Kelly. 2012.
CONTENIDO EN PROTEÍNAS DE LOS SOBRENADANTES
Alta presión de homogeneización: avances en la tecnología Tomás López
PROCESAMIENTO DE LECHE
Zamora, A.J. Trujillo, E. Armaforte, D.S. Waldron, A.L. Kelly. 2012.
En relación al efecto de la UHPH en las interacciones entre proteínas de la leche se observa:
• Aumenta el contenido de proteína libre generando mayor retención de agua
• Aumentan las caseínas unidas por calcio: transferencia de Calcio iónicodesde el suero a la fase coloidal
• Se interfiere en enlaces de hidrógeno entre proteínas del suero y caseínas
• Se intensifican las interacciones hidrofóbicas entre proteínas del suero y caseínas
Alta presión de homogeneización: avances en la tecnología Tomás López
PROCESAMIENTO DE LECHE
Zamora, A.J. Trujillo, E. Armaforte, D.S. Waldron, A.L. Kelly. 2012.
LAS INTERACCIONES ENTRE PROTEÍNAS DEPENDEN DEL CONTENIDO DE GRASA
Alta presión de homogeneización: avances en la tecnología Tomás López
PROCESAMIENTO DE LECHE
Zamora, A.J. Ferragut, V., Quevedo J.M., Guamis B. and Trujillo A. 2012.
Alta presión de homogeneización: avances en la tecnología Tomás López
PROCESAMIENTO DE LECHE
Zamora, A.J. Ferragut, V., Quevedo J.M., Guamis B. and Trujillo A. 2012.
Alta presión de homogeneización: avances en la tecnología Tomás López
PROCESAMIENTO DE LECHE
Zamora, A.J. Ferragut, V., Quevedo J.M., Guamis B. and Trujillo A. 2012.
ELABORACIÓN DE QUESO CON LECHE PROCESADA POR UHPH
Alta presión de homogeneización: avances en la tecnología Tomás López
PROCESAMIENTO DE LECHE
Zamora, A.J. Ferragut, V., Quevedo J.M., Guamis B. and Trujillo A. 2012.
• No se observan patógenos• No se observan lactobacilos• Bajos recuentos de coliformes• Bajos recuentos de hongos y
levaduras• Menores velocidades de
crecimiento de mesófilosaerófilos totales y de sicrótrofos
• Mayor velocidad de crecimeinto de lactococos al inicio del período.
ELABORACIÓN DE QUESO CON LECHE PROCESADA POR UHPH
Alta presión de homogeneización: avances en la tecnología Tomás López
PLAN DE LA PRESENTACIÓN
• INTRODUCCIÓN
• ESTABILIDAD E INOCUIDAD DE JUGOS Y BEBIDAS VEGETALES
• PROCESAMIENTO DE LECHE
• SISTEMAS DE ENTREGA DE COMPUESTOS BIOACTIVOS
Alta presión de homogeneización: avances en la tecnología Tomás López
MICELAS vs EMULSIONES O/W SUBMICRÓNICAS
Compuesto bioactivo: Acetato de Retinol
Micelas: Preparadas a partir de resuspensión de acetato de retinol y Polisorbato-80 en DMDM; 440 µmol/mL.
Emulsiones submicrónicas: Preparadas a partir de una dispersión acuosa de aislado de proteínas de suero (4.3%) y aceite de maní (30%; Ø 0.32) procesadas por UHPH (Tin 24ºC; 200 MPa).
Benzaria A.; Chevalier D.; Picart L.; Hue P.; López T. and Dumay E. 2013.
SISTEMAS DE ENTREGA DE COMPUESTOS BIOACTIVOS
Alta presión de homogeneización: avances en la tecnología Tomás López
SISTEMAS DE ENTREGA DE COMPUESTOS BIOACTIVOS
MICELAS vs EMULSIONES O/W SUBMICRÓNICAS
Benzaria A.; Chevalier D.; Picart L.; Hue P.; López T. and Dumay E. 2013.
MICELAS PRE-EMULSIÓN EMULSIÓN UHPH
Cortés M., Chevalier D. and Dumay E. 2009.
Alta presión de homogeneización: avances en la tecnología Tomás López
Benzaria A.; Chevalier D.; Picart L.; Hue P.; López T. and Dumay E. 2013.
SISTEMAS DE ENTREGA DE COMPUESTOS BIOACTIVOS
Alta presión de homogeneización: avances en la tecnología Tomás López
Benzaria A.; Chevalier D.; Picart L.; Hue P.; López T. and Dumay E. 2013.
SISTEMAS DE ENTREGA DE COMPUESTOS BIOACTIVOS
Alta presión de homogeneización: avances en la tecnología Tomás López
Benzaria A.; Chevalier D.; Picart L.; Hue P.; López T. and Dumay E. 2013.
SISTEMAS DE ENTREGA DE COMPUESTOS BIOACTIVOS
Alta presión de homogeneización: avances en la tecnología Tomás López
Benzaria A.; Chevalier D.; Picart L.; Hue P.; López T. and Dumay E. 2013.
SISTEMAS DE ENTREGA DE COMPUESTOS BIOACTIVOS
Alta presión de homogeneización: avances en la tecnología Tomás López
Benzaria A.; Chevalier D.; Picart L.; Hue P.; López T. and Dumay E. 2013.
SISTEMAS DE ENTREGA DE COMPUESTOS BIOACTIVOS
Alta presión de homogeneización: avances en la tecnología Tomás López
Benzaria A.; Chevalier D.; Picart L.; Hue P.; López T. and Dumay E. 2013.
SISTEMAS DE ENTREGA DE COMPUESTOS BIOACTIVOS
Alta presión de homogeneización: avances en la tecnología Tomás López
Benzaria A.; Chevalier D.; Picart L.; Hue P.; López T. and Dumay E. 2013.
SISTEMAS DE ENTREGA DE COMPUESTOS BIOACTIVOS
NÚCLEOS CITOESQUELETO B-lg DENTRO DE CÉLULAS
Alta presión de homogeneización: avances en la tecnología Tomás López
Benzaria A.; Chevalier D.; Picart L.; Hue P.; López T. and Dumay E. 2013.
SISTEMAS DE ENTREGA DE COMPUESTOS BIOACTIVOS
NÚCLEOS CITOESQUELETO B-lg DENTRO DE CÉLULAS
Alta presión de homogeneización: avances en la tecnología Tomás López
Benzaria A.; Chevalier D.; Picart L.; Hue P.; López T. and Dumay E. 2013.
SISTEMAS DE ENTREGA DE COMPUESTOS BIOACTIVOS
Alta presión de homogeneización: avances en la tecnología Tomás López
AGRADECIMIENTOS
• BUENAVENTURA GUAMIS•ELIANE DUMAY•ANTONIO TRUJILLO•ANNA ZAMORA•ARTUR X. ROIG•MARIANELA CORTÉS•DANIELA ESCOBAR•SANTIAGO JORCÍN•ALEJANDRA MEDRANO•PATRICIA LEMA
UHPH
Alta presión de homogeneización: avances en la tecnología Tomás López
[email protected] www.latu.org.uy
Montevideo -URUGUAY
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Laboratorio Tecnológico del Uruguay