APLICACIÓN DE LOS CATALIZADORES EN LA INDUSTRIA ALIMENTARIA

I. Introducción

Los alimentos en su totalidad son perecederos y algunos son estacionales, por lo que el hombre vio en ello la necesidad de conservarlos y/o transformarlos para evitar el hambre, mejorar sus características organolépticas y prolongar el tiempo de vida útil del mismo.

Los alimentos en general son perecederos, lo cual implica que tienden a deteriorarse fácil y rápidamente.

Los alimentos se echan a perder por la acción de bacterias y microorganismos y también por la exposición al oxígeno atmosférico, lo cual da lugar a un proceso de oxidación. Una forma de evitarlo es disminuir la temperatura (frigoríficos y congeladores), pero cada vez más se hace uso de productos químicos denominados inhibidores, que reducen la velocidad de reacción.

Es por ello que existen diversas técnicas que permitan preservar las características de los alimentos por largos períodos, utilizando procedimientos adecuados en la aplicación de sustancias químicas en los alimentos tales como el enfriamiento, congelación, pasteurización, secado, ahumado, conservación por productos químicos y otros de carácter similares que se les puede aplicar estas sustancias para su conservación y al beneficio humano.

II. Objetivos

Conocer las aplicaciones de los diferentes catalizadores en la industria alimentaria,

y los diferentes métodos de conservación en los cuales se emplea.

Reconocer la importancia de los catalizadores en la vida cotidiana ya sea como una función inhibitoria o una impulsora de la reacción.

III. Marco teórico

Existen sustancias cuya presencia es capaz de modificar la velocidad de ciertas reacciones químicas, lo que resulta de suma utilidad si una reacción transcurre más rápida o más lentamente de lo que se necesita. Debido a lo difundido de su empleo, los catalizadores y los conservantes son dos ejemplos sumamente importantes de este tipo de sustancias.

III.1. Catalizadores

Se llaman catalizadores a las sustancias que intervienen en las reacciones químicas acelerándolas o retardándolas y que siguen presentes al finalizar la reacción, es decir, que no se consumen. Los catalizadores tienen diferentes formas de acción, relacionadas con su estado físico y con los reactivos involucrados.

Los catalizadores que se encuentran en el mismo estado de agregación que los reactivos se denominan catalizadores de transporte u homogéneos. Estos actúan interviniendo en la reacción y luego se regeneran cuando esta finaliza.

2.1.1 Las enzimas

Las enzimas son proteínas que catalizan reacciones químicas en los seres vivos. Las enzimas actúan sobre unas moléculas denominadas sustratos, modificándolos hasta que dan lugar a su conversión en productos diferentes, denominándose el proceso "reacción enzimática".Casi todos los procesos celulares precisan la presencia de enzimas para ocurrir en tasas significativas, ya que la temperatura a la que se realizan (unos 37 ºC en el caso del hombre) es baja. Además, las enzimas son muy selectivas con sus sustratos, de forma que cada una de ellas únicamente es válida para un proceso específico.El funcionamiento de las enzimas es similar al del resto de catalizadores, disminuyendo la energía de activación del proceso y aumentando la velocidad de reacción, sin alterar el proceso.

III.2. Conservantes

Son sustancias usadas para preservar los alimentos ante la acción de los microorganismos, con el fin de reducir su velocidad de deterioro o impedirla por un tiempo determinado bajo ciertas condiciones de almacenamiento.

En la industria alimentaria los conservadores se usan principalmente para producir alimentos más seguros para el consumidor, previniendo la acción de agentes biológicos. Los agentes conservadores son sustancias capaces de inhibir, retardar o detener los procesos de fermentación, enmohecimiento, putrefacción y otras alteraciones biológicas de los alimentos y bebidas.

Para retrasar el deterioro de los alimentos debido a la acción de microorganismos, se emplean sustancias antimicrobianas para inhibir, retardar o prevenir el desarrollo y la proliferación de bacterias, levaduras y moho.

Desde el punto de vista de su composición química, se puede clasificar a los conservantes en inorgánicos –nitratos, sulfitos, cloruros–, orgánicos –ácido cítrico, ácido acético, benzoato de sodio– o biológicos –antibióticos–.

Algunos ejemplos de alimentos son:

1. Mayonesa o mostaza: Hidroxibenzoato de etilo2. Mermeladas: Anhidrido sulfuroso3. Embutidos: Nitrito sódico4. Pan envasado: Ácido propiónico 5. Pepinillos en vinagre: Ácido benzoico6. Leche: Ácido sórbico7. Queso: Sorbato de calcio8. Escabeches: Hexametilentetramina9. Yogurt: Sorbato de sodio10. Vino: Dióxido de azufre

III.3. Clasificación la conservación de Alimentos según su presentación

III.3.1. Primera Gama

Alimentos frescos y otros productos conservados mediante métodos tradicionales como la deshidratación, salazón y fermentación. De esta forma, se pueden obtener hortalizas deshidratadas y los populares encurtidos

III.3.2. Segunda Gama

Alimentos que han sido sometidos a un tratamiento térmico para su conservación, normalmente una esterilización, y se han envasado en recipientes adecuados, herméticamente cerrados, ya sean latas o envases de vidrio. Se trata de las llamadas conservas o enlatados. Encontramos las conocidas frutas en almíbar, mermeladas y conservas de pescado.

III.3.3. Tercera Gama

Alimentos conservados por congelación, ultracongelación o IQF.

III.3.4. Cuarta Gama

Los alimentos o productos mínimamente procesados, conocidos como IV Gama son frutas y hortalizas frescas ya preparadas para el consumo, es decir, que llegan al punto de venta ya seleccionadas, lavadas, peladas, cortadas, e higienizadas y son comercializadas bajo cadena.

III.3.5. Quinta gama

Alimentos productos que son elaborados, cocinados y envasados y comúnmente ultra congelados para su distribución. Son los famosos platos preparados que necesitan una simple regeneración del mismo para ser consumido. Son conocidas las pizzas congeladas, lasañas o platos preparados que encontramos en estaciones de servicio que solo necesitan un golpe de microondas para su consumo.

III.3.6. Sexta Gama

Alimentos que son irradiados

III.4. Consecuencias debido a las Reacciones químicas propias del alimento

III.5. Preservación de la calidad de Productos Vegetales

Aquí se aplican tanto conservantes, aditivos, así como diversas tipos de tratamientos: Tratamientos antioxidantes. Tratamientos texturizantes. Tratamientos antimicrobianos

III.5.1. Métodos Químicos

El beneficio de las propiedades conservadoras de algunas sustancias químicas ha originado una infinidad de métodos de conservación.

La operación de conservar los alimentos es un método aplicado desde la prehistoria, aun cuando el hombre desconocía su base científica, conoció los efectos benéficos de utilizar sustancias químicas como la sal y el humo.

III.5.1.1. Funciones de la conservación química

Antipardeamiento: obstaculizar o frenar el desarrollo de reacciones enzimáticas.

Antioxidante: obstaculizar o frenar el desarrollo de reacciones oxidativas.

Antimicrobiana: destruir la población microbiana contaminante, o al menos inhibir su crecimiento.

Sustancias antimicrobianas formadas naturalmente en el interior de un alimento, como en el caso del apio, la almendra y el arándano.

Sustancias antimicrobianas adicionadas intencionalmente al alimento, las cuales constituyen los aditivos que se conocen como conservadores químicos, como el ácido ascórbico, el sorbato de sodio o el ácido benzoico.

Sustancias bactericidas contenidas en algunas especias o elaboradas por algunos microorganismos, que tienen una acción destructiva frente a determinadas especies microbianas formadoras de esporas, e incluso frente algunas bacterias patógenas; por ejemplo, la nisina que es producida por algunas cepas de Lactobacillus lactis.

Sustancias químicas contenidas en las especias o en sus aceites esenciales. Además de contribuir al sabor de los alimentos, algunas de sus estructuras químicas tienen un efecto inhibidor frente a muchos microorganismos. Por su potente actividad destacan las especias: canela, clavo y mostaza, sobre la débil actuación de pimienta y jengibre; a nivel medio se sitúan laurel, cilantro, comino, orégano, romero y tomillo.

III.5.1.2. Clasificación

Adición de Alcohol

Este método de conservación se emplea comúnmente en la conservación de frutas y hortalizas, y en algunos casos, para pescados.Es un método que se utiliza generalmente de forma artesanal.El método más utilizado es la maceración, donde el alcohol penetra en los alimentos reemplazando a los líquidos que contienen, como el agua. Este método se efectúa por un periodo muy variable y en algunos casos se combina el método adicionando azúcar.

El alcohol permite conservar los productos, así como destruir, bacterias y diversos microorganismos.Por otra parte, también se emplean algunos alcoholes como aditivos en la industria alimentaria, como propilenglicol, glicerol, sorbitol y manitol, los cuales también se conocen como polihídricos o polioles, que contienen un alto número de grupos hidroxilo (OH).Uno de sus principales usos es para controlar la velocidad de cristalización de los azúcares utilizados en confitería.

Adición de Sales

Desde el punto de vista de la protección antimicrobiana de los alimentos, los aditivos químicos se definen como: toda sustancia capaz de inhibir, retrasar o “detener tanto el crecimiento de los microorganismos contaminadores de un alimento, como cualquier deterioro del alimento que pueda ser consecuencia de sus actividades metabólicas.

Actualmente en la industria se utilizan ácidos que ayudan a conservar y eliminar los riesgos de descomposición, como el ácido salicílico, bórico, fórmico, y benzoico, sin embargo, algunos de ellos han sido prohibidos debido a que son tóxicos.

Los aditivos químicos intervienen eficazmente sobre los microorganismos debido a que actúan sobre la pared y/o membrana celular, así como en el material genético o en la actividad enzimática del citoplasma celular.

Ácido ascórbico: Se utiliza para la conservación de queso, yogurt de frutas y refrescos.

Derivados del sorbato de sodio, propiedades del potasio o calcio: Se utiliza para conservar pizzas congeladas, harinas y dulces.

Ácido benzoico o benzoato de sodio, potasio o calcio: Se utilizan para conservar frutas secas, hortalizas deshidratadas, jugos, jarabes de frutas, embutidos, productos lácteos, sidra, cerveza y vinos.

Propiedades del nitrato de potasio: Para conservación de tocino, jamón, carnes curadas, cecina y algunos quesos.

Ácido propiónico o propionato de calcio, sodio y potasio: Para conservar pan, harina, dulces y budín de navidad.

IV. FLUJOGRAMA DEL PROCESO

MELÓN ENVASADO EN ATMÓSFERA PROTECTORA

FLUJO DE OPERACIONES PARA OBTENER DURAZNO EN ALMÍBAR CON DIFERENTES TECNOLOGÍAS

FLUJO DE OPERACIONES PARA OBTENER RODAJAS EN PIÑA DE ALMÍBAR

V. CONCLUSION

La aplicación de los catalizadores de tipo inhibitorios suelen ser muy útiles en la industria alimentaria, ya que ayuda a conservar los aspectos fisicoquímicos, sensoriales así como nutricionales que se pierden con las reacciones químicas propias del alimento, así como también se puede prolongar la vida útil, de manera que pueda llegar a las manos del consumidor.

El empleo de muchos de ellos les da un aspecto de calidad al producto, ya que no solo mejoran su presentación sino también que se alegran aditivos que pueden mejorar el sabor y olor; un ejemplo de ello es el tokosh, que pese a su valor nutritivo elevado muchas personas prefieren no consumirla ya que sus características organolépticas no le favorecen; y así entre otras más aplicaciones se pueden encontrar en esta rama tan amplia de la industria alimentaria, ya que sin el uso de estos catalizadores, inhibitorios, aditivos, conservantes, etc., no podría llevarse a cabo mucho de estos procesos o productos.

VI. RECOMENDACIONES

Cabe mencionar que todos los aditivos, se usan en dosis aceptadas, podría decirse que son inofensivos. Sin embargo, existen algunos aditivos que podrían causar daños a la salud en dosis elevadas, así como ser sospechosos de potenciar la acción de algunos carcinógenos.

La aplicación o el uso incorrecto de estas sustancias químicas pueden ocasionar o acelerar el deterioro de los alimentos, dándole aspectos de baja calidad y nutricional al alimento.

Existen aditivos naturales que pueden suplir los aditivos químicos artificiales, pero su empelo requiere un costo más elevado, es por ello que son pocas empresas que aplican en su producción.