Seminario Frutas y Hortalizas

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    21-Jun-2015

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INDICE

2Pg.

I. II.

Introduccin .................................................................................................

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Antecedentes generales vida til............................................................................ 2 2.1. Definicin............................................................................................. ..... 2 2.2. Clasificacin de los alimentos segn su estabilidad.............................. 2 2.3. Estimacin de la vida til de los alimentos ........................................... 3 2.4. Cinticas de deterioro ........................................................................... 5 2.5. Efecto de la Temperatura....................................................................... 7 2.6. Indicadores tiempo-temperatura (T.T.I.)................................................. 8 2.6.1.Clasificacin de los indicadores tiempo-temperatura ................... 8 2.6.2.Correlacin de los T.T.I. con la vida til...............................................9

III. Frutas y Hortalizas de la Cuarta Gama......................................................... 10 3.1. Definicin................................................................................................ 10 3.2. Proceso de elaboracin......................................................................... 10 3.2.1. Diagrama de flujo de elaboracin de frutas y hortalizas de la cuarta gama........................................................................ 11 3.2.2. Descripcin general de las operaciones bsicas...................... 12 3.3. Alteracin de Frutas y Hortalizas de la Cuarta Gama.......................... 16 3.3.1. Desrdenes fisiolgicos.................................................................... 6 1 3.3.2. Reacciones bioqumicas................................................................... 7 1 3.3.3. Deshidratacin................................................................................... 20 3.3.4. Alteracin microbiana........................................................................ 21 3.4. Inocuidad de Frutas y Hortalizas de la Cuarta Gama............................ 22 3.5. Mtodos de Preservacin...................................................................... 28 3.5.1. Mtodos Tradicionales........................................................................ 28 3.5.2. Mtodos de conservacin no convencionales..................................... 34 3.5.3. Tecnologa de los obstculos............................................................. 36 3.6. Envasado Frutas y Hortalizas de la Cuarta Gama......................................... 37 3.6.1. Envasado por tecnologas emergentes............................................. 9 3 3.7. Factores que afectan la vida til de 40 a Frutas y Hortalizas de la 4 Gama........................................................ 3.7.1. Materia Prima............................................................................. 40 3.7.2. Procesamiento........................................................................... 42 3.7.3. Envasado................................................................................... 46 3.7.4. Condiciones de almacenamiento............................................... 47 3.8. Vida til de algunas Frutas y Hortalizas de la Cuarta Gama bajo diferentes condiciones de procesamiento, envasado y temperatura.......... 51 IV. Conclusiones y recomendaciones............................................................... V. Bibliografa................................................................................................... ANEXOS 54 55

3 I. INTRODUCCIN Las frutas y hortalizas de la cuarta gama, surgen a raz de los cambios en los estilos de vida de la poblacin, que dispone de menos tiempo para la preparacin de comidas, y al aumento en la alimentacin institucional en casinos, cadenas de comida rpida, restaurante, etc. Estos alimentos son una lnea de frutas y hortalizas frescas que se caracterizan por su conveniencia (respecto de los productos enteros tienen la ventaja comparativa de estar listas para ser consumidas, sin ningn tipo de preparacin adicional) y por su calidad similar al producto fresco. La desventaja de estos productos radica en su corta vida til, la cual oscila entre 4-8 das, menor que la de los mismos productos enteros, requiriendo almacenamiento refrigerado para garantizar una vida til razonable. De esta manera el procesamiento mnimo que reciben estos productos, contrasta con el propsito primario del procesamiento de alimentos que es extender la vida til del producto. Esto se debe a que las operaciones de pelado y corte a que son sometidas las frutas y hortalizas de la cuarta gama, inducen altas tasas de respiracin y transpiracin comparadas al tejido intacto, debido al dao en los tejidos, lo que conduce a un rpido deterioro del producto. A esto se suman los hechos siguientes: la eliminacin de la primera barrera de proteccin de frutas y hortalizas con la operacin de pelado, permite el fcil ingreso de microorganismos; el aumento en el rea disponible con la operacin de corte para la degradacin microbiana, alteraciones bioqumicas y deshidratacin; la deslocalizacin de las enzimas y los sustratos con las operaciones de pelado y corte, lo que da origen a diferentes alteraciones sensoriales; y por ltimo, la manipulacin incrementada de estos productos provee mayores oportunidades para el ingreso de diferentes microorganismos alterantes y patgenos. La vida til de estos productos est limitada generalmente por la alteracin microbiolgica, deshidratacin, decoloracin, pardeamiento enzimtico, cambios de textura y desarrollo de olores o sabores extraos. Para extender la vida til de estos productos se han utilizado desde mtodos tradicionales como el tratamiento trmico y el uso de conservantes qumicos, hasta mtodos menos convencionales como la irradiacin y la biopreservacin, junto con el envasado en atmsferas modificadas y temperaturas de refrigeracin. Los objetivos de este seminario son: Entregar antecedentes generales con respecto a la vida til de los alimentos. Recopilar informacin bibliogrfica con respecto a las frutas y hortalizas de la cuarta gama, y tpicos relacionados con la vida til de estos productos.

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II. ANTECEDENTES GENERALES DE VIDA UTIL 2.1. Definicin de vida til Se define la vida til de un alimento como el perodo durante el cual el alimento se conserva apto para el consumo desde el punto de vista sanitario y mantiene caractersticas sensoriales y funcionales por encima de un grado lmite de calidad, previamente establecido como aceptado (Cantillo J., 1994). La vida til se determina mediante el estudio del deterioro a travs del tiempo de uno o ms parmetros de calidad de relevancia para el producto considerado (Jimenez G., 1995). 2.2. Clasificacin de los alimentos de acuerdo con su estabilidad La durabilidad de los alimentos vara, y se determina para cada producto en dependencia de su estabilidad. Se acostumbra a clasificar a los alimentos en perecibles, semiperecibles, no perecibles (Bustos R., 1989; Cantillo J., 1994). a) Alimentos Perecibles Son aquellos que deben ser mantenidos bajo refrigeracin o congelacin si van a ser almacenados por un cierto perodo de tiempo. Estos alimentos tienen una vida til de hasta siete das bajo condiciones especficas de envasado y almacenamiento. En este grupo encontramos: leche fresca y productos lcteos, carnes, frutas y vegetales frescos, y productos de panadera y repostera. b) Alimentos No Perecibles Son aquellos cuya vida til comprende perodos desde varios meses hasta aos. Estos alimentos son estables a temperatura ambiente. Muchos productos no procesados no procesados caen en esta categora, y no son afectados por microorganismos debido a su bajo contenido de agua, se incluyen productos como los granos, los cereales o las nueces. Alimentos procesados pueden considerarse no perecibles si han sido sometidos a tratamientos como: esterilizacin, deshidratacin o concentracin. c) Alimentos Semiperecibles Son aquellos que generalmente han sufrido algn proceso de preservacin, son ms estables que los perecibles, con una vida til de 30 a 90 das. A este grupo de alimentos pertenecen los que contienen inhibidores naturales (como es el caso de algunos quesos), o que reciben tratamientos de sem. -preservacin (pasteurizacin, la salazn, el ahumado y el encurtido), los cuales otorgan una gran tolerancia a las condiciones ambientales, y a un mal manejo durante la distribucin.

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2.3. Estimacin de la vida til de los alimentos Para la estimacin de la vida til de los alimentos se requieren pruebas de laboratorio fsico-qumicas, microbiolgicas y sensoriales. Las interrogantes que deben contestarse durante estas evaluaciones, incluyen los parmetros de calidad dominantes, sus mtodos de determinacin y valores crticos (mximo valor de deterioro aceptable). El valor crtico puede determinarse relacionando pruebas objetivas con evaluaciones sensoriales. La magnitud de cambio de ste parmetro debe evaluarse en funcin de las condiciones ambientales a las que se ve sometido el alimento despus de su elaboracin (transporte, distribucin, y almacenamiento) tales como temperatura, humedad relativa, presin de oxgeno y otros. Tambin deben definirse las propiedades de los materiales de envase, incluyendo la permeabilidad del envase a varios gases tales como oxgeno, dixido de carbono, vapor de agua, etc., capacidad de transmisin de la luz, resistencia a la corrosin y resistencia mecnica (Bustos R., 1989; Cantillo J., 1994). La evaluacin de la vida til de los alimentos no puede efectuarse, en general sobre la base un criterio nico. La diversidad de las vas de deterioro exige disponer de diferentes parmetros para evaluar la calidad y el estado de conservacin . En general, se acepta que el alimento adems de cumplir con los criterios microbiolgicos, debe mantener un mnimo de las caractersticas que definen tanto la calidad sensorial como la nutritiva. De acuerdo con esto, pueden utilizarse alguno de los criterios siguientes: Modificaciones de las caracterstica sensoriales: olor sabor, color, textura Modificacin de la concentracin: pH, acidez, vitaminas, trazas de metales y componentes nutritivos especficos.

Deben tomarse en cuenta, en cada caso, los criterios ms representativos de la calidad del producto en cuestin (Cantillo J., 1994). A continuacin se exponen brevemente las tcnicas y modelos ms utilizados para la determinacin de la vida til de los alimentos. a) Pruebas de Laboratorio Una de las tcnicas ms utilizadas para determinar la vida til son las pruebas de laboratorio. Estas consisten en monitorear el producto peridicamente hasta el trmino de su vida til . Estas pruebas son esenciales para determinar las vas de deterioro del alimento y el parmetro de calidad limitante. La principal desventaja de esta tcnica es el prolongado tiempo utilizado para observar el fenmeno, y la

6 aplicacin de numerosas experiencias y anlisis para poder evaluar los parmetros cinticos del deterioro con el consiguiente costo (sitio web 1). b) Test Acelerados Se basan en el rpido deterioro que afecta el producto cuando se encuentra sometido a condiciones elevadas de temperatura y humedad. Estos test consisten en almacenar el producto bajo condiciones de abuso y examinar ste peridicamente hasta el trmino de su vida til, y luego usar esos resultados para proyectar la vida til del producto en las reales condiciones de almacenamiento durante su distribucin. El conocimiento de los modelos cinticos, es esencial para poder extrapolar los datos obtenidos a las condiciones normales de almacenamiento. Para estimar la vida til de un producto utilizando estos test, se debe tener cuidado en la interpretacin de los resultados y su extrapolacin a otras condiciones. Por ejemplo cuando el sistema producto/envase es testeado, el envase tambin controla la vida til del producto, por lo tanto la verdadera vida til de la matriz alimenticia es desconocida; de este modo si se utiliza un envase diferente en las pruebas, con diferentes permeabilidades al oxgeno, agua, dixido de carbono, los resultados obtenidos pueden no ser aplicables si durante la distribucin se utiliza otro envase. Sin embargo, si las condiciones del test acelerado son seleccionadas adecuadamente, y se utilizan los algoritmos apropiados para la extrapolacin, la vida til del producto bajo condiciones conocidas de distribucin debiera ser predecible (sitio web 1). c) Modelos Matemticos de Prediccin Este mtodo utiliza modelos matemticos determinsticos y empricos cuyos parmetros se relacionan explcitamente con los factores que inciden sobre el deterioro. La aplicacin de estos modelos requiere tener conocimiento con respecto a la cintica de las reacciones de deterioro en cuanto a prdida de calidad y de valor nutricional como funciones de la actividad de agua, temperatura, nivel de O 2 y otros factores ambientales (Cantillo J., 1994). Tambin es posible estimar la vida til de un alimento utilizando parmetros microbiolgicos, haciendo uso de la microbiologa predictiva, que se basa en modelos matemticos para predecir la velocidad de crecimiento o de muerte de los microorganismos bajo diferentes condiciones ambientales. Esta opcin permite entregar predicciones microbiolgicas rpidas y de bajo costo (Valencia T., 1996). El xito de los modelos matemticos radica en la identificacin correcta de las reacciones de deterioro fundamentales y la seleccin acertada de las caractersticas relacionadas, as como la utilizacin de tcnicas analticas de precisin aceptables (Cantillo J., 1994). .

7 En muchos casos es factible, con la aplicacin de estos mtodos, la simulacin del proceso de deterioro con diferentes propsitos, utilizando computadoras, lo que disminuye la labor experimental, con un sustancial ahorro de recursos. Sin embargo, en la simulacin siempre se necesitan valores de referencia (Bustos R., 1989). d) Mtodos Probabilsticos Los mtodos probabilsticos se basan en suponer que los tiempos de vida de las unidades que conforman la poblacin a la cual se le quiere determinar la vida til responden a una ley de distribucin determinada, por lo que resulta imprescindible conocer el tiempo de vida de las unidades que conforman la poblacin o mejor an de la muestra seleccionada de dicha poblacin. En general el margen de aplicacin de este mtodo es ms amplio que el de los modelos cinticos, ya que stos requieren de una definicin fsico-qumica exacta de las reacciones de deterioro o cinticas de crecimiento de microorganismos (Cantillo J., 1994). 2.4. Cinticas de deterioro La cintica de deterioro es el estudio de la velocidad de cambio de las reacciones qumicas bajo diferentes condiciones. Dado que las reacciones qumicas en los alimentos pueden ser muy complejas, es usual describirlas desde un enfoque puramente matemtico o semi-emprico, basado en las leyes qumicas. La prdida de calidad para la mayora de los alimentos puede ser representada mediante la siguiente relacin matemtica:

+ dA = k*An dTdonde: A= concentracin o factor de calidad medido t= tiempo k= constante que depende de la temperatura y la actividad de agua n= orden de la reaccin

Para cambios de calidad en sistemas biolgicos tales como alimentos o medicamentos, el orden de la reaccin (n) es 0 o 1 dependiendo de la reaccin involucrada (Bustos R., 1989). a) Cintica de orden cero

8 Cuando n=0, se habla de reaccin de orden cero con respecto a A. Esto implica que la velocidad de deterioro a temperatura y actividad de agua constantes a travs del tiempo, es independiente de la concentracin de A:

- dA = k*An dT

Luego: As = Ao k*tsdonde: Ao= valor inicial del factor de calidad As= valor al final de la vida til ts= vida til en da, meses, aos, etc.

Para una reaccin de orden cero al graficar la cantidad de A versus el tiempo, da como resultado una lnea recta, cuya pendiente corresponde a la constante de la reaccin (k). Existen varios tipos de deterioro que se ajustan a cinticas de orden cero. Aplicndose en los siguientes casos: Degradacin Enzimtica Pardeamiento no Enzimtico Oxidacin de Lpidos

b) Cinticas de primer orden La vida til en muchos casos no presenta una velocidad constante de deterioro. De hecho el valor n puede ir desde valores fraccionarios a valores superiores a 2 . Muchos alimentos que no se deterioran a travs de una cintica de orden cero, lo hacen a travs de una reaccin de primer orden, lo cual se manifiesta en una disminucin exponencial de la velocidad de prdida de calidad. Esto no significa que la vida til de alimentos bajo este orden de reaccin sea mayor que en el caso de orden cero, dado que el valor de la constante k es diferente. Matemticamente, se tiene: - dA = k*A dT

9 Por lo tanto la velocidad de prdida de calidad es directamente dependiente de la concentracin de A. Integrando se tiene:A S ts

dA/A =k*tAo to

luego: As = Ao*e(-k*t)donde: As= cantidad de A al final de la vida til Ao= cantidad inicial de A ts= vida til

La reaccin de primer orden es aplicable en los siguientes tipos de deterioro: Rancidez Crecimiento y muerte microbiana Productos de microorganismos Prdidas de vitaminas Prdidas de calidad proteica

c) Cinticas de otro orden Existen muy pocos datos acerca de degradacin de alimentos a travs de otros ordenes de reaccin. Se ha reportado la degradacin de la vitamina C en alimentos lquidos (jugo de tomate) como una reaccin de segundo orden. En este caso la reaccin es dependiente del cido ascrbico y del oxgeno. 2.5.- Efecto de la Temperatura Se asume comnmente, y se ha comprobado que las cinticas de deterioro dependen de la temperatura a travs de la relacin de Arrhenius: k = ko*exp(-Ea/R*T)donde: K= constante de velocidad Ko= constante ( independiente de la temperatura) Ea= energa de activacin R= constante universal de los gases (ca/mol*K) T= temperatura absoluta (K)

10 Cuando las dems variables se mantienen constantes, la ecuacin es usualmente aplicable, y su empleo constituye una muy buena aproximacin para el modelamiento de la dependencia de la temperatura (Bustos R., 1989). La energa de activacin, vara con la concentracin y otros factores ambientales. Adems, cuando el mecanismo de la reaccin cambia con la temperatura, la energa de activacin puede ser variable . Debe entenderse por lo tanto, que la ecuacin de Arrhenius no es aplicable cuando al variar la temperatura se origina ms de un mecanismo de deterioro, o cuando la reaccin de deterioro predominante, se ve afectada por reacciones secundarias a diferentes temperaturas (sitio web 1). 2.6. Indicadores Tiempo-Temperatura (T.T.I.) Los indicadores tiempo - temperatura son una parte del desarrollo en envases activos que ofrecen al consumidor la informacin que ste requiere, como la estimacin de la calidad, integridad y autenticidad del producto. Un indicador TTI, puede ser definido como un aparato simple que va adherido al producto. Este indicador experimentar cambios de color o de forma, fciles de medir, que son dependientes de la historia trmica a la que ha sido expuesto el alimento. (Jimenez G., 1995). 2.6.1. Clasificacin de los indicadores Tiempo- temperatura Los indicadores pueden clasificarse de acuerdo al tipo de informacin transmitida, funcionamiento y principios de operacin. Generalmente se han usado tres categoras para la clasificacin de los indicadores Tiempo- temperatura (Jimenez G., 1995): A) Indicadores de temperatura Crtica (C.T.I) Estos indicadores muestran por medio de un cambio de calor, que la temperatura de referencia a la cual fue programado, es sobrepasada en algn punto de la cadena de distribucin. El C.T.I. no indica la historia trmica a la cual ha estado expuesto el producto, slo monitorea que el producto ha sobrepasado una temperatura predeterminada por un tiempo suficiente como para producir un cambio crtico en la calidad del alimento. B) Integrador Tiempo Temperatura sobre temperatura crtica ( C.T.T.I.) Este indicador entrega una respuesta por ejemplo cambio de color que refleja el efecto Tiempo Temperatura acumulado por sobre la temperatura crtica. Son muy tiles para reacciones de deterioro que ocurren a velocidades apreciables solamente por sobre una temperatura crtica (por ejemplo crecimiento de C.

11 botulinum). La combinacin de varios C.T.T.I. podra entregar una aproximacin de la historia trmica real. C) Indicadores / Integradores Tiempo temperatura (T.T.I.I.) Los T.T.I.I. dan una respuesta continua a los cambios de temperatura. Estos integran (en una sola medida) la historia trmica real desde el momento de la activacin. Tambin pueden ser usados para indicar la temperatura efectiva (temperatura media) durante la distribucin, la que tericamente puede ser usada para inferir instantneamente sobre la calidad del alimento (Labuza T., et al., 1991). 2.6.2. Correlacin de los T.T.I con la vida til Tericamente se ha demostrado que los TTI sern un buen predictor de los cambios ocurridos en el alimento en la medida que ambas energas de activacin (alimento e indicador) coincidan, incluso para historiales trmicos transientes (Fu et al., 1991). Malcata (1990) ; cit. por Jimenez G. (1995), estudi el efecto de gradientes internos de temperatura en el alimento. En todos los casos bajo estudio la respuesta del TTI fue ms rpida que la prdida de calidad del alimento, evitando as riesgos al consumidor. Sin embargo esta situacin puede tener un impacto negativo en los caso en que el alimento experimente importantes gradientes de temperatura y/o tenga altos valores de Energa de activacin (Malcata 1990 ; cit. por Jimenez G., 1995). En la medida que las reacciones de deterioro ocurran en la superficie (p.e. oxidacin superficial de lpidos, pardeamiento no enzimtico, crecimiento de mohos) el indicador ser un mtodo confiable para estimar el deterioro del alimento. De acuerdo con Taokis y Labuza (1989); cit. por Jimenez G. (1995), cuando la energa de activacin del alimento y del indicador difieren en menos de 10 Kcal/mol, entonces las temperaturas efectivas (temperatura constante que provoca los mismos cambios que han ocurrido en el indicador o alimento a temperatura variable) difieren aproximadamente en 1C. Esta diferencia causa errores en la prediccin de la vida til del alimento del orden del 15% que en muchas situaciones es un error aceptable. Estos resultados imponen una limitacin adicional en la aplicabilidad de los indicadores y hacen necesario un estudio caso a caso para una exitosa implementacin prctica (Labuza, 1994; cit. por Jimenez G. 1995).

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III. ANTECEDENTES FRUTAS Y HORTALIZAS DE LA CUARTA GAMA 3.1. Definicin de Frutas y Hortalizas de la Cuarta Gama Segn Lopez y Moreno, 1994; cit. por Escalona V. 1997, las frutas y hortalizas de 4a Gama son aquellas frutas y vegetales crudos, listos para ser consumidos, sin sus partes no comestibles, perfectamente lavados, pelados y en ciertos casos trozados, rebanados o rallados, posteriormente envasados en plsticos y conservados a temperaturas de refrigeracin, garantizando una duracin mnima de siete das para su consumo inmediato. Segn Schlimme (1995) puede considerar el uso de preservantes. En los pases de habla inglesa, estos vegetales son conocidos como productos mnimamente procesados (minimally processed products o lightly processed products)(Pantojas M., 1998). 3.2. Proceso de elaboracin de Frutas y Hortalizas de la Cuarta Gama. Prcticamente todas las frutas y vegetales podran ser mnimamente procesadas. Sin embargo, algunas son mucho ms apropiadas para soportar el mnimo proceso. Las frutas y vegetales que presentan una adecuada firmeza, se consumen en cantidades considerables, y requieren un cierto grado de preparacin, son generalmente elegidos para el mnimo proceso. Por el contrario frutas con un gran contenido de jugo (ej. naranjas, melones) no se usan para mnimo proceso (Escalona V., 1997). En la figura 1, se representa en forma esquemtica una lnea de proceso para Frutas y Hortalizas de la cuarta gama, y a continuacin se presenta el diagrama de proceso de elaboracin. Posteriormente se describen en forma general las operaciones bsicas .

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Figura 1: Representacin Esquemtica de una Lnea de Proceso de Frutas y Hortalizas de la Cuarta Gama.

3.2.1.Diagrama de Flujo de Elaboracin de Frutas y Hortalizas de la Cuarta Gama. MATERIA PRIMA (Generalmente Lavada)

Recepcin MP Control de Calidad Almacenamiento HORTALIZAS DE HOJA

RAICES Y TUBERCULOS

Lavado

Recorte manual Inspeccin

Pelado Corte Inspeccin

Desinfeccin Lavado

Corte o Rallado

Desinfeccin Lavado

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Corte o Rallado

Desinfeccin Lavado

Enjuague

Escurrido Centrifugado

Enjuague

Centrifugado

Pesado Envasado 3.2.2. Descripcin general de las operaciones bsicas a) Recoleccin, Inspeccin y Transporte

Almacenamient o

El proceso orientado a la obtencin del producto semi-preparado comienza en el campo con una recoleccin cuidadosa del material vegetal en ptimas condiciones higinicas, con el color y textura adecuados, y con el grado justo de madurez. Las frutas y hortalizas destinadas a la transformacin se recolectan antes de su mxima madurez, ya que en este estado, su textura es ms firme y minimizan los daos durante la manipulacin y procesado. La recoleccin puede realizarse en forma manual o mecnica. En el caso de frutas y hortalizas delicadas que requieren una manipulacin cuidadosa se prefiere una recoleccin manual. Sin embargo, la recoleccin mecnica puede mejorar la calidad respecto de la recoleccin manual debido a su rapidez y a la reduccin del tiempo de permanencia en los campos. El procesado en el lugar de produccin incluye la inspeccin del tamao, observacin de defectos, estado de madurez y preenfriado (Wiley R, 1997). Se realiza una primera inspeccin en el lugar de produccin , donde se observan los defectos, el grado de madurez, etc. (sitio web N7). Durante el transporte las frutas y verduras deben manipularse los ms rpidamente posibles y de forma cuidadosa. La eleccin en forma envasada o a granel depende del producto y de los requerimientos econmicos y comerciales. El transporte rpido y seguro por aire, mar, carretera y ferrocarril es un elemento importante en la distribucin de mnimamente procesados. El transporte puede realizarse en contenedores polivalentes para productos a vaco/aire/AM/AC refrigerados mecnicamente. Independiente del procedimiento de transpone, hay

15 que asegurarse que la atmsfera modificada, controlada o refrigerada circule uniformemente a travs de toda la carga (Wiley R, 1997). b) Preenfriamiento El preenfriamiento de frutas y hortalizas consiste en la extraccin de calor que contienen tan rpidamente como sea posible despus de la recoleccin, y reducir su temperatura a niveles adecuados. Esta etapa se debe realizar en un tiempo inferior a 24 horas. Esta tcnica constituye el primer factor aplicable para ralentizar los procesos biolgicos y permite reducir el progreso de la senescencia y desarrollo de daos y alteraciones (sitio web N7). El preenfriado pude realizarse en el campo o almacn sobre el producto a granel, en cajas paletizadas o en contenedores de transporte. Este preenfriado se realiza mediante 1) aire forzado, 2) con agua, 3) con aire y agua (enfriamiento por pulverizacin de una fina niebla combinado con aire forzado) y 4) a vaco. c) Recepcin y Control de Calidad Desde el punto de vista industrial el proceso comienza con la recepcin de frutas y hortalizas (sitio web N7). En esta etapa debe tenerse el mximo cuidado para que no se pierda la calidad que se ha mantenido durante las operaciones de recoleccin y transporte, debido a que se interrumpe la cadena de fro. Durante la recepcin los productos deben separarse convenientemente para conseguir una correcta clasificacin. Durante esta etapa es deseable que la evaluacin de la calidad de los productos frescos se realice rpidamente y por procedimientos no destructivos (Dull,1986, cit. por Wiley R.,1997). En esa evaluacin se incluyen aspectos sobre la seguridad de los productos tales como residuos de plaguicida, elevada cargas microbianas, metales txicos, compuestos indeseables naturalmente presentes y reguladores del crecimiento de plantas. Una vez que los productos han sido recibidos deben transferirse inmediatamente a las reas de almacenamiento adecuadas (-1C a 6C, 6C a 13C, o 13C a 18C) dependiendo de las caractersticas de enfriamiento de cada producto. d) Acondicionamiento El acondicionamiento es una fase de preparacin de la materia prima que consiste en la separacin de las partes no comestibles. Puede suponer una prdida del 2070% del producto, por tanto es una fase determinante en el costo y calidad del producto final (sitio web N7). e) Limpieza En algunos productos vegetales se deben eliminar en seco los materiales extraos adheridos al mismo mediante operaciones de separacin slido-slido ( tamices

16 vibratorios, separadores magnticos, etc). En otros casos, como los championes, es el nico proceso de saneamiento que sufre el producto puesto que no es recomendable la adicin de humedad. Hay que tener en cuenta que las hortalizas ms habituales para IV gama estn en contacto con el suelo durante su cultivo. Es prctica comn en la industria realizar varios lavados para eliminar restos de tierra y otros materiales extraos as como disminuir la carga microbiana (sitio web N7). f) Pelado y Corte El pelado y corte del producto hortcola supone la eliminacin de la capa ms externa y la obtencin de la morfologa final del producto de IV gama. El pelado puede hacerse 1) manual, 2) con vapor o agua caliente 3) con lcalis (NaOH, KOH), 4) mediante pelado custico seco con calentamiento por infrarrojos 5) con llama, 6) por medios mecnicos, 7) con vapor a presin elevada, 8) por congelacin y 9) con cidos (Lpez, 1987, cit. por Wiley R.,1997). Sin embargo, dadas las caractersticas de naturalidad y frescura requeridas para los alimentos mnimamente procesados, solo un reducido nmero de ellas puede ser utilizado en la obtencin de productos de IV gama. Quedan excluidos, por tanto, mtodos en los que se emplean cidos, lcalis sales, alta temperatura o congelacin, presin, que influyen negativamente en el sabor, apariencia y textura del producto. El corte es una operacin muy delicada ya que supone la diseminacin del contenido celular y el consiguiente peligro de contaminacin y prdida de cualidades que ello supone. De ah que los productos troceados deban enfriarse a 4C inmediatamente despus del cortado. Las cortadoras generalmente operan con cuatro tipos de fuerzas: 1) compresin, 2) impacto, 3) rozamiento y 4) corte. El producto es transportado mediante cintas transportadoras o mediante fuerzas centrfugas a cuchillos corte horizontales o verticales (Willey R., 1997; sitio web N7). g) Lavado y Desinfeccin Se realiza un lavado con mayor profundidad para lixiviar los fluidos celulares responsables de alteraciones ( pardeamientos ) del tejido. Para ello pueden ser lavados inmersos en baos en el que se establece un burbujeo con inyeccin de aire, con spray de agua, tambores rotatorios, lavadores vibratorios, dependiendo del producto (sitio web N7). El agua constituye un elemento esencial en la calidad de las frutas y hortalizas mnimamente procesadas. La procedencia y calidad del agua debe ser tenida en cuenta. En el lavado de frutas y hortalizas mnimamente procesadas se controlan tres parmetros: 1) cantidad de agua utilizada (5-10 L/Kg), 2) Temperatura del agua (4C para enfriar el producto) y 3) Concentracin del cloro activo (100 mg/l).

17 Puesto que el cloro es dbilmente soluble en agua, para la cloracin de las aguas de lavado de frutas y hortalizas mnimamente procesadas se utilizan fundamentalmente los hipocloritos de calcio y sodio. La actividad germicida es directamente proporcional a la concentracin de HOCL no ionizado de la solucin, de ah que sea necesario regular el nivel de pH del agua (Jay, 1992, cit. por Wiley R., 1997). Antes del centrifugado se pueden usar antioxidantes como el cido ascrbico, el cido ctrico y sus sales respectivas a las concentraciones permitidas por la reglamentacin sanitaria. Cuando se aaden productos qumicos, estos no deben afectar al aroma y sabor del producto o menoscabar la seguridad de ste, as como tampoco deben constituir el mtodo principal de conservacin sino una ayuda al mismo (Wiley R., 1997). h) Secado La humedad residual y el exudado celular en la superficie de las hortalizas tienden a estimular el crecimiento de levaduras, mohos y bacterias. De ah que despus del lavado se utilicen muchos tipos de secadoras (escurridoras, centrifugas, tamizadores, deshumificadores) para eliminar los restos de agua en los productos tratados. El secado centrfugo del producto depende de la velocidad y tiempo de rotacin de la centrfuga, siendo suficiente para la mayora de los productos, con unos pocos minutos de centrifugacin (Wiley R., 1997). i) Mezclado Los alimentos combinados tales como ensaladas requieren un mezclado y preparacin antes del envasado. El objetivo del mezclado en el procesado de frutas y hortalizas es asegurar que la mezcla homognea se forma y mantiene con un bajo gasto energtico (Wiley R., 1997). j) Pesado y Envasado El pesado y envasado de los productos troceados es la fase final del proceso. El material llega hasta la pesadora que normalmente se encuentra ntimamente ligada a la envasadora. Los tipos de envases plsticos ms utilizados para los productos de la IV Gama son las bolsas, aunque el empleo de barquetas impermeables (selladas con films de alta permeabilidad o introducidas en bolsas ) son tambin muy empleadas por su mayor resistencia mecnica. El posterior sellado correcto de las bolsas y/o barquetas es esencial para la obtencin de la atmsfera modificada del envase (Wiley R., 1997). k) Almacenamiento

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El almacenamiento del producto una vez envasado, se realiza en condiciones de refrigeracin hasta su consumo. Tericamente, la temperatura debe situarse ligeramente por encima del punto de congelacin (1.1 C), aunque comercialmente se trabaja en un rango de 4-8 C (Wiley R., 1997).

3.3. Alteracin de Frutas y Hortalizas de la Cuarta Gama La fisiologa de frutas y hortalizas mnimamente procesadas es esencialmente la fisiologa de tejidos heridos ( Brecht, 1995 cit. por A. Rocha, 2003). Los cambios fisiolgicos y bioqumicos de tales productos ocurren a una tasa mayor que en productos intactos. Al igual que las frutas y hortaliza intactas, las mnimamente procesadas se deterioran despus de la recoleccin debido a la maduracin fisiolgica y a la alteracin microbiana. Las lesiones causadas durante el propio procesado estimulan la tasa de respiracin, inducen la sntesis de etileno, la oxidacin de fenoles, la actividad enzimtica y desarrollo microbiano, lo que conduce a una prdida de calidad acelerada (R, Willey, 1997; A. Rocha, 2003).Adems el mnimamente procesamiento puede incrementar el deterioro microbiano de estos productos a travs de la transferencia de microflora de la piel a la fruta fresca, donde los microorganismos pueden crecer rpidamente gracias la disponibilidad de nutrientes (A. Rocha, 2003). Las vas de alteracin de frutas y hortalizas de la cuarta gama, varan segn el tipo de fruta y hortaliza, variedad, procesamiento, envasado y condiciones de almacenamiento (OConnor-Shaw R.E. et.al., 1994,). A continuacin de exponen los principales mecanismos de alteracin de frutas y hortalizas de la cuarta gama. 3.3.1. Desrdenes fisiolgicos Las situaciones que producen rotura de los tejidos se traducen en una activacin metablica, producindose como principales manifestaciones fisiolgicas de este fenmeno un incremento de la velocidad de respiracin, y en algunos casos, produccin de etileno. La respuesta de los tejidos depende de la magnitud del estrs a que ha estado sometido. A mayor alteracin de los tejidos la velocidad de respiracin media se incrementa entre tres y siete veces respecto del tejido intacto; as por ejemplo para las zanahorias ralladas es de cuatro a siete veces

19 mayor. Este incremento en el metabolismo de las frutas y hortalizas mnimamente procesadas se traduce en el rpido consumo de oxgeno del envase. Rosen y Kader (1989) cit. por Wiley R. (1997), observaron que la tasa de respiracin, se duplic en el kiwi con una madurez de consumo, cuando este fue sometido a pelado y cortado en comparacin a una fruta intacta. Adems reportaron que las fresas (Fragaria xananassa Duch) y peras (Pyrus communis L.) cortadas, presentaron tasas de respiracin ms altas que las frutas enteras durante los siete das de almacenamiento a 2,5 C y posteriormente a 20C por un da. Gunez G. y Chang y Lee, 1997 observaron que la tasa de respiracin de papas intactas era de 1.22 ml CO2/k*h a 2C, mientras que el de papas peladas y en tajadas era de 2.55 y 6.1 ml CO2/k*h respectivamente . El efecto del rebanado sobre la calidad sensorial, difiere entre los frutos climatricos y no climatricos, y con el ndice de madurez del fruto climatrico (Watada et al, 1990; cit. por OConnor-Shaw, E. et.al., 1994). El proceso de respiracin toma lugar en la mitocondrias y el oxgeno alcanza la mitocondria atravesando la piel, espacios intercelulares y membranas. El pelado y cortado incrementa la tasa de respiracin debido a la remocin de la piel, reduccin en la trayectoria de difusin del gas hacia los tejidos e incremento en la permeabilidad de las membranas (Rolle y Chism, 1987; cit. por Gunez G. y Chang y Lee, 1997). La degradacin enzimtica de los lpidos de la membrana conduce a la produccin de cidos grasos libres y a la oxidacin de stos resultando en la liberacin de CO2 despus del cortado (Brecht, 1995; cit. por Gunez G. y Chang y Lee, 1997) Debido a que la produccin de etileno contribuye a la neosntesis de enzimas implicadas en la maduracin de la fruta, este hecho puede contribuir en parte a los desrdenes fisiolgicos de las frutas cortadas en rodajas (Wiley R, 1997). Al daar tejidos se induce velocidades elevadas de produccin de etileno por lo general luego de 1 hora, con mximos entre 6 a 12 h. despus del procesamiento (5). La velocidad de produccin de etileno se ha visto que es proporcional al rea superficial daada y por supuesto a la intensidad de estrs. Las tensiones que producen daos tisulares tambin favorecen la susceptibilidad de los tejidos vegetales al etileno (Wiley R, 1997). Segn los resultados de Watada, Abe y Yamauchi (1990) citado por Wiley R., (1994) la velocidad de produccin de etileno en kiwis cortados es 16 veces ms alta que en kiwis intactos, en tomates cortados en rodajas la produccin de etileno se incrementa hasta unas 20 veces ms que en el tomate entero. Rosen y Kader (1989) encontraron un incremento en la produccin de etileno en fresas en rodajas pero no en peras cortada en rodajas. Abe y Watada (1991) encontraron que el etileno producido por la accin fsica del proceso mnimo, fue suficiente para que se acelerara el ablandamiento en el caso de bananas y del kiwi.

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Entre los efectos que causan la produccin de etileno estn: incremento de la respiracin, prdida de color verde y amarillez en repollo, ablandamiento de frutos, desarrollo de malos sabores en zanahorias (Sarkar y Phan, 1979), russet spotting (manchas) en lechugas (Klaustermeyer et al, 1974), etc. El incremento en la produccin de etileno, depende del tipo de verdura, madurez, mtodos de procesamiento y condiciones de almacenaje (Reid, 1992,Price y Floros, 1993). 3.3.2. Reacciones Bioqumicas Normalmente las enzimas y los sustratos estn localizados en compartimentos celulares diferentes y sus transferencias estn activamente controladas. Las lesiones causadas durante el propio procesado producen descompartimentacin celular o deslocalizacin de las enzimas y los sustratos, lo que da origen a diferentes alteraciones sensoriales tales como mal olor, decoloracin y prdida de firmeza. Mal olor En hortalizas mnimamente procesadas se ha observado el desarrollo de olores desagradables producto de la accin de lipooxidasas sobre cidos grasos insaturados lo que da origen a la formacin de numerosos aldehdos y cetonas. Los hidroperxidos resultantes de la oxidacin de cidos grasos son compuestos que pueden ser citotxicos y afectar particularmente a las protenas y a las membranas celulares. La alteracin de las membranas puede originar roturas de las barreras de difusin y de esta forma generarse desrdenes fisiolgicos (Watada, Abe y Yamauchi, 1990). Decoloracin La principal decoloracin que ocurre en los tejidos vegetales magullados es el pardeamiento enzimtico (Mayer, 1987, cit. por Wiley R., 1997) . El rpido oscurecimiento de varias frutas tales como manzanas, pltanos y paltas, es un serio problema durante las operaciones de mnimo proceso. El pardeamiento daa la apariencia, propiedades organolpticas, calidad nutricional y ocasionalmente, la seguridad de los productos (Molnar-Perl y Friedman, 1990; cit. por A. Rocha, 2003). El pelado y cortado son etapas claves en la preparacin de frutas y hortalizas mnimamente procesadas. Durante esas operaciones las membranas celulares son cortadas, y los sustratos apropiados entran en contacto con enzimas oxidantes. En la presencia de oxgeno, el pardeamiento ocurre debido a la oxidacin enzimtica de fenoles a ortoquinonas con una rpida polimerizacin a pigmentos caf o negros, tales como melaninas.

21 Los factores ms importantes que determinan la velocidad de pardeamiento de frutas y hortalizas son tanto la concentracin de polifenoloxidasas activas como de componentes fenlicos presentes, el pH, la temperatura y el oxgeno disponible de los tejidos. El pH ptimo para la actividad de la PPO vara con la fuente y con el sustrato sobre un rango relativamente amplio. En la mayora de los casos, el rango de pH ptimo est entre pH 4 y 7. La estabilidad de la PPO vara con la especie y cultivar. La enzima es relativamente sensible al calor y es completamente inactivada a 80 C. La inactivacin trmica de PPO es factible, pero la aplicacin de temperaturas sobre 50 C, pueden producir colores y/o sabores indeseables como tambin cambios indeseables en la textura. La velocidad de pardeamiento depende tambin de la variedad, ya que diferentes variedades tienen diferentes concentracin y/o actividad de PPO o concentracin de componentes fenlicos (Gunes G. y Lee Chang, 1997; Garcia E. y Barrett D.M., 2002). Los resultados de un estudio Finlands con varias variedades de 8 hortalizas mostraron que no todas las variedades de una hortaliza especfica eran apropiadas para el procesamiento mnimo. Idealmente, se deberan escoger variedades de frutas y hortalizas no susceptibles al pardeamiento con bajos niveles de PPO y/o contenido de sustratos si van a ser mnimamente procesadas. La eleccin correcta de la variedad es particularmente importante para zanahorias, papas y cebollas (Gunes G. y Lee Chang, 1997). El pardeamiento enzimtico se puede controlar tanto por mtodos fsicos como qumicos, en la mayora de los casos ambos son empleados. Los mtodos fsicos pueden incluir, reduccin de la temperatura y/o oxgeno, uso de envasados en atmsferas modificadas o coberturas comestibles, o tratamientos con irradiacin gamma o altas presiones. Los mtodos qumicos utilizan componentes los cuales actan para inhibir la actividad enzimtica, remover sustratos (oxgeno y componentes fenlicos o actuar como sustratos principales (Garcia E. y Barrett. D.M. 2002). Estos mtodos se vern en detalle en la seccin 3.2.1.. Otras reacciones pueden tambin alterar el color natural de las frutas y hortalizas frescas. La conversin de clorofilas a feofitinas, por ejemplo, puede originarse por acidificacin del citoplasma celular. Esta reaccin es responsable de la degradacin en el color del brcoli (Ballantyne et al. , 1988; cit. por Wiley R., 1997). Se cree que la degradacin de la clorofila constituye un buen indicador de la condicin fisiolgica de los tejidos verdes (Yamauchi y Watada, 1991, cit.por R.Wiley). La oxidacin conjunta de los carotenoides con las hidroperoxidasas catalizadas por las lipooxidasas puede originar la decoloracin de las zanahorias ralladas (Wiley R., 1997). Otros cambios de color se han observado en zanahorias, que consiste en la aparicin de un compuesto blanco sobre la superficie, el cual es producto la activacin del metabolismo fenlico y la produccin mediada por enzimas de lignina, provocando un cambio de color irreversible. La decoloracin blanca

22 tambin puede deberse a la deshidratacin el cual es reversible (Escalona V., 1997) . Prdida de Firmeza La prdida de firmeza se debe a la accin de enzimas liberadas durante la operacin de pelado y corte, y a la disminucin del turgor debido a la prdida de agua (Garca E. y D.M. Barrett., 2002). Dentro de las enzimas que participan estn las lipasas que actan sobre la membrana plasmtica causando la prdida de la permeabilidad selectiva y presin hidroesttica, Theologis y Laties, 1976 determinaron que en papas, poco tiempo despus del corte, del total de la membrana plasmtica el 35% de los fosfolpidos y el 50% de los galactolpidos se hidrolizaron rpidamente. Adems de la accin de lipasas a la prdida de turgencia debe sumarse el efecto que tienen las enzimas celulasas, pectinmetilesterasas, poligalacturonasas y B- galactocidasa que actan sobre la estructura de la pared celular afectando la firmeza y rigidez de tejido vegetal (Pantojas M., 1998). Poting, Jackson y Watters (1972) observaron en rodajas de manzanas que la operacin de cortado produce prdida de firmeza en los tejidos. Las rodajas de kiwi pierden el 50% de su firmeza inicial en menos de 2 das a 2C (Wiley R., 1997). 3.3.3. Deshidratacin Los tejidos de plantas estn en equilibrio con una atmsfera a la misma temperatura y una humedad relativa de 99% a 99.5%. Cualquier reduccin de la presin parcial de vapor de agua bajo esos niveles en los tejidos implica prdida de agua, lo cual produce un deterioro de la apariencia (Bolin H., et al., 1997). Prdidas de agua de 3 a 5% en espinaca y manzana respectivamente, rinden un producto no comerciable. La turgencia de los productos frescos est relacionada a la presin de turgor, cualquier prdida de sta puede tambin contribuir al ablandamiento. Las hortalizas de hoja son particularmente susceptibles a la deshidratacin debido a su gran relacin superficie / volumen; adems las hojas de hortalizas sueltas, son ms propensas a la deshidratacin que el producto compacto. Como consecuencia de la prdida de agua, pueden ocurrir cambios en la apariencia tales como marchitamiento y prdida de turgencia (Garca E. y Barrett D., 2002). El dao mecnico efectuado por el cortado y los mtodos usados, exponen directamente el tejido interno a la atmsfera, promoviendo la desecacin. Las operaciones de picado y rebanado aumentan la relacin superficie / volumen incrementando la desecacin (Garca E. y Barrett D., 2002). La diferencia de prdida de agua entre tejidos enteros y tejidos daados es de 5 a 10 veces (Burton cit. por Brecht, 1995. Adems si los tiempos y/o velocidad de centrifugacin se exceden a los necesarios puede incrementar la desecacin, como se report para lechuga cortada (Bolin y Huxsoll, 1989). El parmetro

23 primario que afecta la calidad del apio cortado es la prdida de humedad, pequeas reducciones del orden de 2.5-5% pueden conducir al marchitamiento del producto (Barth M., et al., 2001). La reduccin en la prdida de agua de los productos puede ser obtenida disminuyendo la capacidad del aire circundante de retener agua, ya sea, bajando la temperatura, restringiendo el movimiento del aire alrededor de los productos y/o incrementando la humedad relativa. Adicionalmente, el envasado apropiado es de enorme importancia para retardar la deshidratacin (Garca E. y Barrett D., 2002). La prdida de humedad puede ser reducida en un 75% en apio cortado, con la aplicacin de coberturas comestibles (Barth M., et al., 2001)

3.3.4. Alteracin Microbiana El procesamiento mnimo de frutas y hortalizas puede incrementar el deterioro microbiolgico debido a la eliminacin de la piel y cscara que constituyen el primer mecanismo de defensa contra la podredumbre: cualquier abertura de estas barreras permite el acceso de los grmenes al interior de los tejidos que normalmente seran inaccesibles. Los microorganismos son transferidos desde la cscara a la fruta pelada, donde estos pueden crecer rpidamente debido a la liberacin de jugos cargado en nutrientes (Austin J., 1998). La microflora de frutas y hortalizas procesadas depende del pH. Las hortalizas frescas sin procesar tienen como caracterstica una elevada cantidad de agua y de nutrientes y un pH neutro. Estas caractersticas hacen que en ellas pueda crecer casi cualquier tipo de microorganismos. En general, las hortalizas se encuentran contaminadas aproximadamente de igual forma con bacterias que con hongos (Brackett, 1987). Usualmente son las bacterias Gram- negativas las que con ms frecuencia se aslan de las hortalizas frescas (Wiley R., 1997). La poblacin microbiana de las hortalizas frescas puede llegar a ser tan baja como 10 2 CFU/g y tan alta como 109 . (Lund 1992; Nguyenthe y Carlin, 1994). La poblacin colonizante de hortalizas frescas cortadas consiste de Pseudomonas spp, Xanthomonas spp, Enterobacter spp, Janthinobacterium spp, levaduras, bacterias cido lcticas, menos frecuentemente Aeromonas hydrophila y ocasionalmente Listeria monocytogenes (M.Sinigaglia et.al 1999). Gneros muy diferentes de bacterias pueden alterar las hortalizas frescas y las mnimamente procesadas. La mayora de las bacterias responsables de la alteracin de las hortalizas son Gram (-). De estas las Erwinia se encuentra entre las ms agresivas, existiendo unas cinco especies o subespecies de Erwinia que son las ms representativas de la degradacin de productos vegetales. Sin embargo la E. carotovora es la especie que con ms frecuencia se relaciona con la podredumbre. Esta bacteria origina las podredumbres blandas de la mayora de las hortalizas sobretodo en papas. Las especies de P.fluorescent como por ejemplo la P.marginalis, son otro grupo comn e importante de la alteracin de

24 hortalizas refrigeradas. Estas bacterias son responsables de la podredumbre blanda de muchos tipos de hortalizas incluyendo apio, papas, chicoria, lechuga, acelga y col. Las caractersticas de la alteracin P. marginalis es similar a la producida por la E. carotovora. Sin embargo el crecimiento ms rpido de las pseudomonas a las temperaturas de refrigeracin hace que sean estas las que ms probablemente alteren los productos refrigerados. Distintas bacterias Gram (+), sobre todo los clostridios y bacilos, pueden tambin ser origen de la alteracin de las hortalizas en circunstancias apropiadas. Sin embargo estas bacterias slo crecen lentamente si se mantienen en todo momento las temperaturas de refrigeracin. En cuanto a los hongos solamente unos pocos causan la mayor parte de los problemas. Las frutas difieren principalmente de las hortalizas en que normalmente contienen mayores cantidades de azcar y un pH ms cido (4,6 o inferior) (Wiley R., 1997). Este bajo pH junto con la naturaleza de los cidos orgnicos que contienen hace que normalmente se inhiba el crecimiento de las bacterias que no sean las cido lcticas. Por consiguiente los hongos son los microorganismos predominantes de las frutas (Goepfert, 1980). Los mohos predominantes en las frutas incluyen tanto inocuos como alterantes. Los gneros comunes incluyen miembros de Aspergillus, Penicillium, Mucor, Alternaria, Cladosporium y Botrytis (Wiley R, 1997). La mayora de las frutas son suficientemente cidas como para limitar la alteracin a mohos. Ms de 20 gneros de mohos, incluyendo Alternaria, Botrytis, Penicillium y Phytophtora, se conocen que producen la alteracin de frutas. El tipo especfico de hongo depende del tipo de fruta. En general las frutas se hacen ms susceptibles a la infeccin por hongos a medida que se deshidratan o se vuelven sobremaduras. En meln en cubos preparado usando buenas prcticas de manufactura (BMP) y almacenado en AC (0-27% CO2 y 3-16 O2) a 5C, el deterioro microbiano fue el factor limitante de la vida til, observndose colonias visibles sobre la fruta despus de 17 das de almacenamiento, a pesar del bajo recuento total de microorganismos y levaduras inicial, 1.2x103 y 1.3x102 CFU/g respectivamente (OConnor-Shaw, R.E. et al., 1996) . 3.4. Inocuidad de Frutas y Hortalizas de la Cuarta Gama Existen diversas razones del por qu las frutas y hortalizas mnimamente procesadas refrigeradas son seguras cuando se comparan con otros alimentos. En primer lugar, las caractersticas de los productos frescos hacen que sean normalmente desfavorables para el crecimiento de la mayora los patgenos. Solamente unos pocos de los muchos patgenos son capaces de crecer a las temperaturas de refrigeracin utilizadas para el almacenamiento de estos productos. Algunos alimentos como las frutas, son suficientemente acdicos para evitar el crecimiento de patgenos. En segundo lugar, los organismos alterantes normales de productos refrigerados son normalmente psicrtrofos y por ello

25 compiten de forma ventajosa con la mayora de los patgenos. En ocasiones esta competencia puede realmente evitar el crecimiento de patgenos. En otros casos el alimento se altera antes de ser consumido (Wiley R, 1997). Sin embargo, en los productos mnimamente procesados el incremento en las superficies cortadas y la disponibilidad de nutrientes celulares provee condiciones que incrementan el nmero y tipo de microorganismos que se pueden desarrollar. Adicionalmente la manipulacin incrementada de los productos provee mayores oportunidades para la contaminacin con microorganismos patgenos (sitio web N6). Hay varias etapas en la cadena de produccin donde puede ocurrir una contaminacin potencial con patgenos. La contaminacin pre-cosecha de los productos frescos puede ocurrir a travs del uso de estircol no pasteurizado para la fertilizacin contaminacin fecal por animales salvajes o domsticos como tambin por trabajadores agrcolas, contaminacin del agua de irrigacin, y manipulacin humana en general. Durante la cosecha y post-cosecha, puntos crticos de contaminacin incluyen agua de lavado contaminada, manipulacin humana, animales, contaminacin de los equipos y vehculos de transporte, contaminacin cruzada, y procesamiento ineficiente del producto que fracasa en remover niveles substanciales de bacterias. Los productos envasados en atmsferas modificadas (MAP) son vulnerables desde un punto de vista de la seguridad, debido a que la atmsfera modificada puede inhibir los microorganismos que usualmente causan deterioro y alentar el crecimiento de patgenos. Adems, adicionalmente puede incrementar el nmero de patgenos debido a la extensin de la vida til (sitio web N5). A continuacin se dan a conocer los patgenos de inters en frutas y hortalizas mnimamente procesadas. A) Clostridium botulinum Las esporas de C.botulinum comnmente se encuentran en el suelo agrcola y sobre la superficie de frutas y hortalizas. Dada las caractersticas de crecimiento de este microorganismo existe preocupacin acerca de la seguridad de las frutas y hortalizas envasadas en atmsferas modificadas. Dependiendo del producto envasado AM, el nivel de 02 puede disminuir rpidamente si se produce un abuso en la temperatura y la respiracin del producto incrementa, dejando condiciones altamente anaerbicas ideal para el crecimiento y produccin de la toxina (Francis et.al 1999). El peligro es que la toxina botulnica sea formada previo al deterioro del producto, y esto ha sido reportado en repollo picado envasado en atmsfera modificada a temperatura ambiente. En un estudio llevado a cabo por Larson y otros (1997) sobre lechuga, repollo, brcoli, zanahoria y porotos verde envasados al vaco o en aire, encontraron que la mayora de los productos sufran un deterioro visible antes que la produccin de

26 toxina era detectable. Ellos determinaron que la probabilidad de que la toxina botulnica sea producida antes del deterioro visible era de menos de 1 en 105 en los alimentos examinados, utilizando ensayos estndar con ratones para la deteccin de la toxina botulnica. En un estudio llevado a cabo por Austin J. et al. (1998) con diferentes hortalizas inoculadas con cepas proteolticas y no proteolticas de Clostridium botulinum envasadas en atmsferas modificadas, se observ la germinacin, crecimiento y produccin de la toxina botulnica. Esta fue producida por cepas proteolticas tipo A y B en cebollas, pur de calabaza, ensalada y hortalizas surtidas. Clostridium botulinum no proteoltico fue capaz de producir neurotoxinas a temperaturas tan bajas como 5C, mientras que cepas proteolticas produjeron toxina a temperaturas de 15C y ms altas. La mayora de las muestras mostraron un deterioro visible antes de la deteccin de la toxina botulnica, sin embargo en muestras de pur de calabaza y cebolla permanecieron aceptables despus de la deteccin de la toxina. La conclusin de este estudio para disminuir el riesgo de botulismo es almacenar las hortalizas a temperaturas inferiores a 5C, adems se concluy que un hurdle adicional es la reduccin en el pH de las hortalizas resultante del metabolismo de las bacterias propias de las hortalizas. Otro estudio revel que 12 de 88 repollos obtenidos de supermercados contenan esporas de C.botulinum, y que la toxina botulnica puede ser formada en repollo picado cuando ste es envasado en atmsfera conteniendo niveles reducidos de O 2 y almacenados a 22-25C por 4-6 das. La apariencia y el color del repollo almacenado eran aceptables cuando la toxina estaba presente. Muchos cientficos de los alimentos no se dan cuenta de que los alimentos acdicos pueden constituir un riesgo de botulismo. Esta posibilidad es particularmente preocupante en alimentos medianamente acdicos como los tomates. Mundt y Norman (1982) sealaron una situacin en la cual los mohos contaminantes de tomates frescos fueron capaces de incrementar el pH del producto hasta un valor tan alto como 8.1. Draughon, Chen y Mund (1988) demostraron ms tarde el crecimiento de C.botulinum en tomates frescos. De este modo, la seguridad no debera siempre asumirse slo porque una fruta u hortaliza se consideren alimentos acdicos (sitio web N2). B) Listeria monocytogenes Aunque la listeriosis se asocia raramente a los productos frescos, existen cubicaciones que informan de brotes de intoxicaciones y de productos contaminados. La primera referencia a un brote importante de listeriosis, que implic a 41 casos, se encontr en ensalada de col preparada a partir de repollo (Schlech et al., 1983). Estos investigadores eventualmente encontraron que las coles se fertilizaron con estircol de ovejas procedente de un rebao con problemas de listeriosis. La Listeria monocytgenes posee caractersticas que no slo le permite contaminar los alimentos, sino tambin desarrollarse bien. Estas bacterias se

27 encuentran difundida en el medio ambiente, incluyendo el hbitat de la agricultura (Brackett,1988). Su principal hbitat es el suelo y sobre los tejidos vegetales en putrefaccin. Adems tanto el hombre como los animales domsticos se comportan como portadores del microorganismo (Lovett,1989). De esta forma existe bastante probabilidad de que los productos frescos se contaminen con Listeria monocytgenes. La L. monocytogenes puede crecer sobre productos frescos almacenados a temperaturas de refrigeracin. Se han reportado crecimiento de L.monocytgenes sobre fruta fresca cortada como tambin en esprragos, brcoli, ensalada de col y coliflor (sitio web N4). Berrang, Brackett y Beuchat (1989) encontraron que la L.monocytgenes creci hasta alcanzar recuentos sobre 10 6 en esprragos, brcolis y coliflores almacenadas a temperatura abusiva de 15C. De entre ellos, los esprragos fue la nica hortaliza que creci de forma apreciable a 5C. Similares observaciones se han sealado en ensaladas de hortalizas. La L. monocytogenes puede crecer en lechugas picadas y envasadas (Steinbruegge, Maxey y Liewen, 1988) o en lechugas troceadas y envasadas (Brackett y Beuchat, 1990). Sin embargo las generalizaciones sobre el crecimiento de L. monocytogenes no pueden hacerse para todas las ensaladas de hortalizas. Por ejemplo en zanahorias frescas picadas no slo no creci la bacteria sino que actu como verdadero bactericida para L.monocytgenes (Wiley R, 1997). Las propiedades antimicrobianas son atribuidas a las fitoalexinas presentes naturalmente en zanahorias. La adicin de jugo de zanahoria como un antimicrobiano natural en otros productos alimenticios ha tenido un xito relativo. Aunque la L. monocytogenes es capaz de crecer en temperaturas de refrigeracin, la vida til corta de estos productos normalmente garantiza que la extensin del crecimiento sea limitada. Sobre varias hortalizas , el incremento en el nmero de L.monocytgenes es menor a 10 veces despus de 6-7 das de almacenamiento a temperaturas de almacenamiento entre 5-7C y sobre algunos productos (zanahoria rallada y brotes de Bruselas recortadas) el nmero de clulas inoculadas de L. monocytogenes viables disminuy. Numerosos investigadores han reportado que el envasado en atmsfera modificada (MAP) no parece afectar el crecimiento de L.monocytgenes, mientras la microflora normal es inhibida. Por lo tanto, aunque las frutas y hortalizas MAP pueden permanecer organolpticamente aceptables, L.monocytgenes, puede alcanzar niveles potencialmente peligrosos debido a la inhibicin de la flora competitiva y sobre todo de bacterias lcticas y a la larga vida til de estos productos que permite que este microorganismo disponga de tiempo extra para el crecimiento (sitio web N5). Estudios de reto microbiano sobre ensaladas y hortalizas envasadas, como tambin sobre hortalizas procesadas imitando las condiciones existentes en los autoservicios, demostraron claramente la importancia de la refrigeracin en el crecimiento de L. monocytogenes. La poblacin de este microorganismo permaneci constante sobre todas las muestras almacenadas a 4C, con

28 excepcin de la zanahoria en la cual los niveles disminuyeron. A temperatura de almacenamiento de 10C, la L. monocytogenes creci en todos los productos con la excepcin de zanahoria cortada donde la poblacin disminuy en 2 log. en 9 das (sitio web N5). Jacksen et al. (1999), tambin han reportado la inhibicin de L. monocytogenes en zanahorias y adems en brotes de Bruselas envasados en MAP (2-3% de O2,2-3% CO2, 94-96% de N2) y almacenados a 7C. En condiciones de abuso de temperatura (25C por 1-2 das) seguido por almacenamiento a 4C o 10C, ensalada Csar y mix de ensalada de col soport el crecimiento de L. monocytogenes inoculada, aunque el incremento fue mayor en la ensalada de col. Jacksen y otros (1999), investigaron el comportamiento de L.monocytogenes y Aeromonas spp. sobre hortalizas mnimamente procesadas envasadas en MAP (2-3% de O2, 2-3% CO2, 94-96% de N2) y en aire, y encontraron que la calidad organolptica de los productos disminua notoriamente antes que los niveles de los patgenos alcanzaran niveles significativos, y que el crecimiento de los patgenos fue ms influenciado por el tipo de producto que por la atmsfera de envasado. Esto puede deberse a la sensibilidad de los diferentes productos a las condiciones del MAP , las cuales pueden acelerar la senescencia y muerte de los tejidos, surtiendo de nutrientes a los patgenos. Castillejo y otros (2000) estudiaron el crecimiento de L.monocytogenes en esprragos frescos acondicionados almacenados bajo condiciones aerbicas. La poblacin disminuy a 2C y 4C, sin embargo, a 8C incrementaron. El desarrollo de una atmsfera modificada con un incremento en los niveles de CO2 (1.63 a15.63% a 8C,528 h) y una disminucin en los niveles de 02 (18.13-10.35% a 8C, 528 h) no afectara el crecimiento de L.monocytgenes, y los autores concluyeron que esas condiciones permitiran el crecimiento de L.monocytogenes a niveles peligrosos durante la vida til del producto. Varios reportes han concluido que slo la temperatura tiene una influencia significativa sobre el crecimiento de L.monocytgenes, y temperaturas de almacenamiento bajo 4C son requeridas para mantener la seguridad de los productos (sitio web N5). C) Shigella El gnero Shigella es de los patgenos entricos ms comunes que se encuentran en frutas y hortalizas (Wiley R.,1997). El gnero Shigella est compuesto de 4 especies, Shigella dysenteriae, Shigella boydii, Shigella sonnei y Shigella flexneri: Todas las especies son patgenas para humano en bajas dosis infectivas. La shigellosis, es usualmente transmitida de persona a persona pero tambin puede ocurrir por consumo de agua y alimentos, incluyendo alimentos tales como frutas y hortalizas que han recibido un tratamiento trmico muy suave o no lo han recibido. Grandes brotes de Shigellosis han sido atribuidos al consumo de hortalizas contaminadas. Por ejemplo un brote importante de gastroenteritis por Shigella sonnei fue atribuido al consumo de lechugas picadas . Todos los restaurantes implicados recibieron el producto desde

29 la misma industria . Una in investigacin sugiri que un manipulador de la planta era la fuente de contaminacin y que el mtodo de procesamiento permita la contaminacin de la lechuga. Shigella sonnei puede sobrevivir sobre lechuga a 5C por 3 das sin disminuir en nmero, e incrementa en ms de 1000 veces su nmero a 22C. Shigella puede crecer en repollo y perejil picado almacenado a 24C. Poblaciones de S.sonnei, S.flexneri y S.dysenteriae inoculadas en la superficie de papayas y sanda en cubos, incrementaron sustancialmente su nmero en 4-6 h a 22-27C . D) Aeromonas hydrophila Aeromonas spp. pueden ser encontradas sobre una amplia variedad de alimentos, como tambin en la mayora de los ambientes acuticos Similar a L.monocytgenes, A.hydrophila puede crecer a temperaturas de refrigeracin, y varios estudios han mostrado que su crecimiento no se ve afectado por bajos niveles de O2 (1.5%) y altos niveles de CO2 hasta 50% (sitio web N5). Callister y Agger (1987) revisaron los productos almacenados en verdulera y encontraron que A.hydrophila estaba virtualmente presente en cada tipo de hortaliza analizada. Los recuentos de bacterias en el momento de la compra oscilaron hasta valores tan altos como 104 clulas/g. Berrang y colaboradores (1989) determinaron que aunque la vida til de esprrago, brcoli y coliflor se prolong a 4C en MAP (11-18% O2, 3-10%CO2, 97% N2), estas condiciones no afectaban negativamente el crecimiento de A.hydrophila residente e inoculado. En un estudio de Bennik y colaboradores (1995), determinaron que A.hydrophila increment en nmero desde 104 a 108 o 109 UFC/g dependiendo del periodo de almacenamiento (8-21 das) del producto, y que ste pareca apropiado para su consumo pese a la elevada carga del patgeno. Estos mismos investigadores determinaron que a niveles de CO2 inhibitorios para A.hydrophila (>50%) se produca dao del producto. En un estudio de Reto Microbiano llevado a cabo por Jacxsen et al. (1999), demostraron que A.hydrophila creca ms rpido que L.monocytgenes sobre hortalizas mnimamente procesadas en aire y MAP, y que la poblacin de ambos microorganismos declinaba en brotes de bruselas (sitio web N5). E) Otros patgenos de inters Otros microorganismos tales como Salmonella, E.coli, virus y parsitos entricos han sido implicado en brotes (sitio web N5). La Salmonella es otro patgeno entrico que puede contaminar las frutas y hortalizas. Las salmonellas al igual que las shigellas pueden sobrevivir pero normalmente no crecen a temperaturas de refrigeracin. Las fuentes usuales de contaminacin de las frutas y hortalizas son las aguas de riego o agua de lavado,

30 contaminacin cruzada a partir de otros alimentos (especialmente carnes, pollo y productos de pesca) o manipuladores infectados. La E.coli aunque siempre ha sido relacionada slo con productos animales, es concebible que pudiera contaminar las frutas y hortalizas va las heces y el agua. En consecuencia los industriales de frutas y hortalizas deberan tambin tomar conciencia de su existencia y caractersticas. La contaminacin de frutas y hortalizas con parsitos y virus puede tomar lugar a travs de manipuladores infectados o portadores asintomticos, agua de riego o lavado contaminada con fecas o por insectos (Wiley R, 1997). 3.5. Mtodos de Preservacin La conservacin de frutas y hortalizas de la cuarta gama es un proceso especialmente complejo en el que participan las clulas vegetales daadas o marchitas y tambin las clulas intactas y no daadas ni lesionadas. En otras palabras, algunas clulas se encuentran respirando a velocidades normales, mientras las clulas daadas pueden hacerlo a velocidades muy elevadas y otras clulas se encuentran virtualmente muertas o inactivas (Rolle y Chism, 1987; cit. por Wiley R, 1997). Los microorganismos tanto patgenos como alterantes, as como los sistemas enzimticos endgenos encontrados en las frutas y hortalizas debieran ser sensibles al concepto de obstculos o barreras (Wiley R, 1997). Cmo mtodos de conservacin para prolongar la vida til de las frutas y hortalizas se pueden utilizar varios de los clsicos procedimientos de conservacin de alimentos en general. As se pueden utilizar en alimentos mnimamente procesados mtodos usuales tales como: conservacin por fro; conservacin por calor; conservacin qumica, que incluye acidificantes, antioxidantes, agentes de firmeza, cloracin, sustancias antimicrobianas, y otros productos similares. La conservacin de frutas y hortalizas de la cuarta gama tambin puede realizarse utilizando tecnologas emergentes tales como irradiacin, altas presiones y biopreservacin, A continuacin se exponen los mtodos de conservacin ms utilizados, y los mtodos emergentes ms promisorios. 3.5.1. Mtodos Tradicionales A) Conservacin por refrigeracin Para extender la vida til de frutas y hortalizas de la cuarta gama es fundamental mantener temperaturas de refrigeracin a lo largo de toda la cadena de produccin hasta el consumo. Esto se basa en la idea de que las temperaturas de refrigeracin lentifican el crecimiento de la mayora de los microorganismos, son eficaces para reducir la actividad enzimtica y tienen un enorme impacto sobre la tasa de respiracin (Wiley R., 1997).

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Para asegurar la calidad de los productos, es recomendable que las frutas y hortalizas de la cuarta gama sean mantenidas a temperaturas apenas encima de la congelacin, seleccionando la temperatura adecuada para el producto especfico, evitando el dao por fro en aquellos productos sensibles. Un nmero significativo de frutas frescas cortadas no son sensibles al dao por fro como la correspondiente fruta intacta antes del procesamiento, como por ejemplo: pia, meln, meln blanco, sanda, durazno, nectarn y mango (Beaulieu J. y Gorny J. 2001). Las frutas de la cuarta gama deberan ser almacenadas a temperaturas de refrigeracin entre 0-5C y no a las temperaturas recomendadas para la fruta entera, cuando sta es sustancialmente mayor a 4C, ya que a esas temperaturas se observa un acelerado deterioro (OConnor-Shaw R.E. et al., 1994). B) Conservacin por el Calor La conservacin por calor, tiene gran valor como obstculo o barrera para reducir los microorganismos e inactivar la actividad enzimtica. El principal problema en frutas y hortalizas de la cuarta gama es que el calor origina destruccin del sabor, textura, color y calidad nutritiva de los productos tratados. Existen numerosos estudios que relacionan el tratamiento trmico con la conservacin de frutas y hortalizas. El calor puede reducir los microorganismos que competirn con los patgenos existentes. Lo que significa que los tratamientos trmicos si se usan deben controlarse cuidadosamente y utilizarse escasamente, o no del todo, para mantener la calidad de los productos semejantes a los frescos. Las enzimas pueden inactivarse a temperaturas altas excepto las muy termoestables como son las peroxidasas. Como se sabe la actividad enzimtica se duplica cada 10 C de incremento de temperatura. La mayora de las enzimas de inters en frutas y hortalizas de la cuarta gama exhiben una temperatura ptima de actuacin en el rango de 30-50C. Esto significa que tratamientos trmicos cortos en los mrgenes inferiores para reducir los microorganismos pueden posiblemente, incrementar la actividad de ciertas enzimas indeseables. La informacin de la figura 2 ilustra los problemas para el control de las enzimas alterantes de los tejidos de frutas y hortalizas de la cuarta gama utilizando solamente calor. Los valores D (en segundos) son muy elevados a temperaturas bajas, haciendo difcil inactivar enzimas y retener la calidad del producto como si fuera fresco. La peroxidas, que afecta el sabor y color de muchas frutas y hortalizas, es la que mejor refleja este punto (Wiley R, 1997). Se han reportado beneficios de algunos tratamientos trmicos sobre el control del pardeamiento. Tratamiento trmico (45C/105) de manzanas enteras usadas para preparar manzanas en rodajas, result en un producto con menor pardeamiento y

32 ms firme despus de 8 das de almacenamiento a 2C, que el producto que no recibi tratamiento trmico (Garca E. y Barrett D., 2002, wf). La PPO no es una enzima muy estable al calor; la inactivacin trmica ocurre a temperaturas superiores a 40C. La estabilidad a la temperatura de la PPO depende de la fuente. Ms an, la termoestabilidad es tambin influenciada por la variedad, lugar de crecimiento y pH. Bajas temperaturas de blanqueado pueden ser efectivas en prevenir o controlar la actividad enzimtica en productos frescos cortados. El blanqueado de peras (95C/3) de peras cortadas en cubos bajo condiciones aspticas result en una completa inhibicin del pardeamiento enzimtico, con una reduccin aceptable en la textura (Pittia et al., 1999). Un shock trmico por 90 a 45 C sobre lechuga cortada iceberg , previene el incremento en la actividad de la enzima liasa fenilalanina amonia (PAL), responsable de la acumulacin de sustratos fenlicos, inhibiendo por lo tanto el pardeamiento en lechugas cortadas (Salveit, 2000; cit. por Garca E. y Barrett D., 2002). La retencin de la firmeza y la inhibicin del pardeamiento son medida comunes para determinar la eficacia de los tratamientos trmicos.

Figura 2: Inactivacin trmica de la fraccin termoestable de la hidrolasa acil-lipoltica, lipooxigenasa, polifenoloxidasa y peroxidasa de la papa en funcin de la temperatura (Svensson, 19777; cit. por Wiley, R., 1997).

33 C) Conservacin qumica / conservadores Cloro El cloro es ampliamente usado para sanitizar frutas y hortalizas de la cuarta gama. Sin embargo, su efectividad es limitada con algunos productos, por ejemplo en lechuga picada en la inhibicin de L.monocytogenes (Beuchat y Brackett, 1990; cit. por Sapers G. y Simmons G., 1998) o en tomates inoculados con Salmonella montevideo en su eliminacin completa (Zhuang et al., 1995; Wei et al., 1995). Adems algunos constituyentes del alimento pueden reaccionar con el cloro para formar productos potencialmente txicos, adems la seguridad del uso de cloro en alimentos o aguas de tratamiento han sido cuestionadas (Sapers G. y Simmons G., 1998). Los recuentos totales son reducidos marcadamente con concentraciones de cloro libre en el agua de lavado de hasta 50 ppm, sin embargo concentraciones ms elevadas (de hasta 200 ppm) no tienen un mayor efecto sobre la contaminacin. La reduccin en el recuento es por lo general de 1 a 2 ciclos logartmjcos (NguyenThe y Carlin, 1994; cit. por Bunger A. y Moyano P., 1998). Se ha reportado que la poblacin total sobre ensaladas de hojas verde, se redujo sustancialmente cuando la concentracin de cloro libre en el agua de lavado fue de 50 ppm. Sin embargo, Garg et al, 1990; cit. por Gunez G. et al. 1997, reportaron que el lavado o inmersin del producto en agua con cloro, eliminaba parcialmente los microorganismos. Torriani y Massa; cit. por Gunez G. et al. 1997, reportaron que el cloro no eliminaba los microorganismos aerbicos, despus del lavado del producto con agua con cloro conteniendo 20 mg./l de cloro libre. En un estudio llevado a cabo por Sinigaglia, M. et al. (1999), se demostr la efectividad del cloro hacia Pseudomonadaceae y Enterobacteriaceae en zanahorias en tiras y lechuga cortada, aumentado su frecuencia con la disminucin del cloro libre (Sinigaglia, M., et al., 1999). La clorinacin comnmente usada para sanitizacin de frutas y hortalizas de la cuarta gama (no excediendo las 200 ppm de cloro total), puede no ser deseable para todas las frutas de la cuarta gama. El lavado y/o inmersin despus del cortado puede tener consecuencias negativas con respecto al incremento en la actividad de agua y a la aparicin de sabores indeseables. Los procesadores pueden o no lavar despus del cortado aquellos productos que sean poco susceptibles o no lo sean al pardeamiento (Ej. Meln y meln blanco), debido a que rara vez se aplican tratamientos qumicos y debido a que la remocin del agua desde la fruta cortada puede resultar daina. Por otro lado, la inmersin en hipoclorito (pH 6,50 L/ L) de piezas de meln blanco y meln, previo al envasado en AM (95%N2/5%O2 a 2,2C) no tena efecto deletereo y los recuentos microbianos fueron ms bajo a lo largo de todo el almacenamiento (Ayhan, 1998; cit. por Beaulieu J. y Gorny J. 2001).

34 El cloro en los baos de desinfeccin reduce los recuentos de bacterias aerbicas mesfilas de acuerdo a una aparente reaccin de primer orden (Fig. 3).

Figura 3: Efecto de la concentracin de cloro sobre el recuento de bacterias aerbicas mesfilas en hojas de lechuga lavada. El pH increment desde un 7.3 en agua sin clorar hasta un 9,4 en agua con 300 mg/l de cloro libre.

Perxido de hidrgeno El perxido de hidrgeno es reconocido generalmente como seguro (GRAS) para uso en productos alimenticios como agente de blanqueamiento, agente oxidante y reductor, y agente antimicrobiano. Varias aplicaciones experimentales antimicrobianas han sido descritas: lavado de championes (McConne, 1991; Sapers et al., 1995), preservacin de ensaladas, hortalizas, berries y meln frescocortado (S.apers et al., 1995). El tratamiento de alimentos con H 2O2 puede ser con vapor o en solucin. El tratamiento de superficies de frutas y hortalizas con vapores de H2O2 previo a la operacin del pelado para reducir la carga microbiana es una alternativa al lavado convencional con una solucin hipoclorito. El tratamiento de superficies de meln con vapor de H 2O2 a una concentracin de 3 mg/l de aire por 60 minutos fue efectivo en reducir el recuento microbiano y prevenir el deterioro durante 4 semanas a 2C sin daos en los melones,

35 resultando ms efectivo que el lavado con una solucin de 225 ppm de cloro (Sapers G. y Simmons G., 1998). El uso de perxido de hidrgeno como una alternativa al cloro para desinfectar frutas y hortalizas cortada parece ser prometedora. Los tratamientos parecen reducir la poblacin microbiana sobre productos frescos-cortados y extender la vida til sin dejar residuos significantes o causar prdida de calidad. Sin embargo, se requieren mas datos acerca de la factibilidad tcnica y econmica del tratamiento (Tabla 1).

Tabla 1 : Extensin de la vida til de productos frescos-cortados por perxido de hidrgeno.N de das a 4C Tratamiento Principio del deterioroc 7 Zucchini corte cruzadoa Ninguno 200 ppm Cl2/2 7 5% H2O2/2 8 b Ninguno 7 Meln en cubos 50 ppm Cl2/2 9 5% H2O2/2 14 a Tratamiento previo al rebanado b Meln entero sanitizado con 200 ppm de Cl2 antes del cortado; tratamiento en cubos, luego enjuagado con agua. c pequeas colonias como manchas hmedas d Colonia, mohoso, olores extraos, licuacin Producto Deterioro Avanzadod 8 8 11 11 11 >15 despus del cortado

Agentes de Firmeza La aplicacin de soluciones acuosas de calcio (generalmente inmersin en 1% CaCl2) ayuda a mantener la firmeza de manzana, pera, kiwi y fresa mnimamente procesada. El ablandamiento es el principal factor en la prdida de calidad de kiwi en rodajas. Sin embargo esas rodajas tenan una vida til de 9 a 12 das si se trataban con 1% CaCl2 o 2% de lactacto de Ca (Agar et al., 1999; Massantini y Kader, 1995). Meln en cilindros tratados con 1, 2.5 y 5% de CaCl 2 por 1 a 5 minutos y almacenados 10 das a 5C generalmente incrementaban en firmeza (Luna-Guzmn et al., 1999; cit. por Beaulieu J. y Gorny J. 2001). El lactato de Ca ha mostrado ser tan efectivo como el cloruro de Ca sin impartir sabores amargos en concentraciones altas (Luna-Guzmn y Barrett, 2000; cit. por Beaulieu J. y Gorny J. 2001). La inmersin en 1% de lactato de Ca fue una alternativa efectiva al ascorbato en pera Barlett mnimamente procesada almacenada por 1 a 2 das a 20C, y 1% de lactato de Ca con 2% de ascorbato fue ms efectivo (Gorny et al, 1998; cit. por Beaulieu J. y Gorny J. 2001 ). Agentes antipardeamiento

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El defecto de calidad ms importante en algunas frutas frescas cortadas y hortalizas es el pardeamiento enzimtico (Beaulieu J. y Gorny J. 2001). Varios tipos de componentes qumicos son usados en el control del pardeamiento, algunos acta directamente como inhibidores de PPO, otros entregando condiciones inadecuadas para el desarrollo del pardeamiento, mientras que otros reaccionan con los productos de la reaccin de la PPO antes que ellos puedan conducir a la formacin de pigmentos oscuros (Garca E. y Barrett D., 2002). Los compuestos ms importantes utilizados para la estabilizacin de frutas y hortalizas de la cuarta gama, son los agentes reductores y ciertos agentes quelantes GRAS que son capaces de prevenir las reacciones oxidativas en frutas y hortalizas de la cuarta gama (Wiley R, 1997). En el Anexo 2 se muestra una lista de los agentes antipardeamiento ms usados en frutas y hortalizas de la cuarta gama y sus caractersticas respectivas. Con las recientes restricciones al uso de sulfitos en frutas y hortalizas, se estn investigando sustitutos adecuados a los sulfitos (Wiley R, 1997), el cido ascrbico, cido ctrico y algunos aminocidos conteniendo sulfuro han sido usados como alternativas al sulfito para prevenir PE, aunque stos no son tan efectivos como los sulfitos (Gunes, G. et al., 1997). Los tratamientos combinados con agentes antipardeamiento en general son ms eficaces. Un tratamiento comn combina cido ascrbico (AA) y cloruro de calcio, tal como se presenta en la tabla 2 con dos variedades de manzanas, donde se muestra que el tratamiento ms efectivo fue 1% de cido ascrbico combinado con 0.1% CaCl2. Tabla 2: Efecto del tratamiento con cido ascrbico (AA) y cloruro de CaCl 2 en la prevencin de la decoloracin en tajadas de manzanas.Tratamiento Control-inmersin en agua 0.05% CaCl2 0.1% CaCl2 0.5% AA 0.5% AA + 0.05% CaCl2 0.5% AA + 0.1% CaCl2 1% AA 1% AA + 0.05% CaCl2 1% AA + 0.1% CaCl2 Perdida de Reflectancia comparado a las tajadas de manzana fresca Var. Newton Pippin Var. Golden Delicious 62.5 60.5 24.8 58.9 23.3 51.2 57.9 59.2 26.9 48.0 24.2 25.6 25.5 45.6 20.5 39.2 4.2 17.0

Fuente: Garca E. y Barrett D., 2002 3.5.2. Mtodos de conservacin no convencionales A) Irradiacin

37 La irradiacin ha sido demostrada como muy efectiva en numerosos estudios, en que se observa que dosis menores de 2kGy son generalmente ms efectivas que la desinfeccin qumica, reduciendo la carga bacteriana en 3 a 4 ciclos logartmicos (Nguyen-The y Carlin, 1994; cit. por Bunger A. y Moyano P., 1998). A las dosis de irradiacin comercial se pueden observar prdidas aunque poco importantes de niacina, tiamina, riboflavina y B- caroteno. Por otra parte, el cido ascrbico pasa a dehidroascrbico, que tambin tiene efecto de vitamina. Los azcares irradiados en presencia de O2 pueden dar lugar a azcares con dos grupos carbonilo. Por ello, Thayer (1990) recomienda una dosis de 0-1 kGy para descontaminacin de fruta fresca. La pasteurizacin por irradiacin reduce significativamente el nmero de patgenos tales como E.coli, B.cereus, L.monocytogenes, Salmonella, y Staphylococcus aureus (sitio web N8). Para destruir por irradiacin los principales microorganismos de deterioro en frutas son levaduras y mohos que pueden existir como esporas, se necesitan dosis de 1.5-20 kGy, las cuales son dainas para los tejidos. La irradiacin redujo la produccin de etileno de todas las tajadas de manzana pre-versus postclimatrico y dosis de irradiacin de hasta 2.4 kGy tuvieron el mnimo efecto sobre la tasa de respiracin de los tejidos. Sin embargo, el ablandamiento de los tejidos ocurri en dosis sobre 0.4 kGy (Gunes, et al., 2000; cit. por Beaulieu, J y Gorny, J., 2001 ). Por lo tanto el uso de irradiacin para extender la vida til de fruta fresca cortada tiene slo beneficios limitados (Beaulieu, J y Gorny, J., 2001). Hagenmaier R. Y Baker R. (1998), estudiaron la efectividad de la irradiacin sobre la poblacin microbiana en zanahoria picada. Los resultados obtenidos utilizando niveles de 0.5 kGy dieron recuentos de 1300 UFC/g despus de 9 das de la irradiacin, significativamente ms bajos que muestras control (sin irradiacin) que dieron recuentos de 13.000 UFC/g. Adems la irradiacin no provoc cambios notables en la acidez, contenido de etanol o textura de zanahorias picadas. Bajas dosis de irradiacin (1.0 kGy) retrasaron el deterioro microbiano en apio cortado en cubos almacenado a 4C por 3 semanas, sin afectar los atributos sensoriales (Barth, M.M., et al., 2001). Fan Xueton et al, 2002 estudi la influencia de la irradiacin en combinacin con inmersin en agua caliente (47C) por 2 minutos sobre la calidad de lechuga Iceberg fresca cortada. Los resultados obtenidos indicaron que el tratamiento con agua caliente antes de la irradiacin a 0.5 y 1.0 kGy tenan menor pardeamiento y mejor apariencia, sin una consistente prdida en la firmeza, vitamina C, o antioxidante en comparacin a las muestras sin previo tratamiento trmico(w. Fan, Segn Thayer la pasteurizacin de alimentos por irradiacin significa reducir el numero de microorganismos patgenos tales como: E. coli, B.cereus, L. monocytgenes, Salmonella y S. aureus (Beaulieu, J y Gorny, J., 2001).

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B) Bioconservacin La bioconservacin utilizando bacterias cido lcticas (BAL) puede mejorar la seguridad de frutas y hortalizas mnimamente procesadas por inhibicin del crecimiento de patgenos. Estudios con hojas de endibia y hortalizas para ensaladas han mostrado que BAL. pueden prevenir el crecimiento de patgenos tales como L.monocytogenes, S. typhimurium, S.aureus. Adems en el evento de abusos de temperatura o almacenamiento prolongado, las BAL creceran y prevendran el crecimiento de patgenos por inhibicin competitiva (Breidt F. y Fleming H., 1997). El metil jasmonato es un componente voltil presente naturalmente en varias plantas, que tiene actividad como hormona a bajas concentraciones. La aplicacin exgena de metil jasmonato es efectiva en reducir el crecimiento de mohos en apio y pimentn mnimamente procesados y puede tener aplicaciones como un fungicida derivado naturalmente (Buta y Moline, 1998; cit. por Beaulieu, J y Gorny, J., 2001).

3.5.3. Tecnologa de los obstculos La tecnologa de los obstculos en la conservacin de frutas y hortalizas de la cuarta gama se presenta en forma esquemtica en la figura 4. En la figura 4 A, la acidez natural o aadida de un producto frutcola hasta un valor pH de 4,6 o inferior reducir la actividad microbiana e incrementar la eficacia del antioxidante aadido. Cuando se aade un antioxidante como el cido ascrbico (AA) para inhibir la PPO, puede no tener mucho efecto sobre la poblacin microbiana presente; sin embargo, mientras mayor sea el tiempo que el AA se encuentre en el medio cido menos pardeamiento se producir. Finalmente un tratamiento trmico suave se da para reducir las enzimas remanentes y disminuir el nmero de mohos, levaduras y bacterias presentes. El producto finalmente es envasado y almacenado a temperaturas de refrigeracin para inhibir el crecimiento de microorganismos, reacciones qumicas o enzimticas y reducir la tasa de respiracin de frutas y hortalizas de la cuarta gama. En el ejemplo de la figura 4 B, se muestra cmo un producto hortcola puede recibir un tratamiento trmico ligero, acidificacin para bajar el pH, tratamiento con un conservador para la reducir actividad microbiana, seguido por el tratamiento con antioxidante para reducir el pardeamiento enzimtico y finalmente el almacenamiento refrigerado que actuara como obstculo final de conservacin. Si un producto envasado se somete a una atmsfera modificada, se podra completar la secuencia con la secuencia de obstculos. Finalmente en la figura 4C, el producto se somete a irradiacin al nivel prescrito, seguido por la adicin de un conservador para reducir la actividad microbiana y un tratamiento final para reducir el pardeamiento durante el almacenamiento a temperatura de refrigeracin.

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Figura 4: Aplicacin del concepto de obstculos al control de microorganismos y enzimas en frutas y hortalizas de la cuarta gama.

3.6. Envasado Frutas y Hortalizas de la Cuarta Gama El envasado correcto debe proteger al producto fresco del dao fsico y de la abrasin de la superficie motivada por la manipulacin. Tambin debe prevenirse la contaminacin cruzada durante la distribucin. Entre otras posibles funciones del envasado se encuentran que las bolsas o pelculas de envoltura deben crear un atmsfera modificada ptima para mantener el producto bajo condiciones fisiolgicas ptimas.

40 El desarrollo de AM al interior del envase se debe al proceso de respiracin de frutas y hortalizas de la cuarta gama y al crecimiento microbiano. Existen dos modalidades de envasado en AM pasivo y activo (Zagory y Kader, 1988). El envasado en AM pasivo implica colocacin de los productos en un envase permeable a los gases, cerrado del envase y a continuacin permitir que la propia respiracin de los productos origine una reduccin de la concentracin de O2 y un aumento del CO2 dentro del envase hasta que se alcance un adecuado estado de equilibrio. El envasado en AM activo implica colocacin de los productos en un envase permeable a los gases, evacuacin del aire del envase y su sustitucin mediante una corriente preseleccionada de los gases O2, CO2 y N2, seguido por un cierre rpido del envase. La composicin de gases que se utiliza se selecciona para lograr unos niveles ptimos de O2 y CO2 (con un balance de N2) al objeto que disminuya rpidamente la velocidad de la respiracin aerbica de producto (Smith, Ramaswamamy y Simpson, 1990). Las atmsferas modificadas que mejor mantienen la calidad y vida til de los productos mnimamente procesados tienen un rango de 02 de 2-8 % y concentraciones de CO2 de 5-15% (sitio web N5). Al sobrepasar los lmites tolerados por cada producto (generalmente < 1%) se genera respiracin anaerbica, bajo la cual la va glicoltica reemplaza al ciclo de Krebs como mayor fuente de energa requerida por la planta. El cido pirvico no es oxidado sino descarboxilado, formando acetaldehido y etanol, lo que causa sabores extraos y alteracin de los tejidos, adems aumenta el riesgo de crecimiento de patgenos anaerbicos y/o anaerobios facultativos tales como C. botulinum. La mnima concentracin de O2 tolerada flucta generalmente entre 13% y la mxima de CO2 entre 10-20% (Wiley R., 1997; sitio web N5). La seleccin y el diseo del envase para el envasado en AM tienen gran inters ya que se trata de conseguir un equilibrio entre la velocidad de respiracin del producto envasado y la permeabilidad de la pelcula. Con ello se pretende obtener y mantener una atmsfera en aceptable equilibrio dentro del envase para que el envasado en AM retarde la maduracin / senescencia de los productos y as se incremente su vida til. El uso de film de polmeros con baja permeabilidad, permite desarrollar un producto estabilizado en una atmsfera modificada, a travs de la respiracin y disminuir la deshidratacin que provoca marchites y prdida de turgor, junto con fragilidad (Mc Donald y Risse,1990; Schilimme, 1995). La mantencin al interior del envase de una alta HR, mantiene la turgencia de los tejidos de frutas y hortalizas de la cuarta gama si bien puede originar procesos de condensacin en la presentacin del producto, creando condiciones favorables para el crecimiento de la flora epiftica y fitopatognica . La excesivas HR tambin puede provocar la exudacin de la savia celular que ocasiona la proliferacin de los saprfitos. La alteracin de la atmsfera interna en un envase plstico est controlada por muchos factores tanto dependientes del producto como de las caractersticas de la

41 pelcula de envasado, tales como: velocidad de respiracin del producto, cantidad (masa) de producto, naturaleza y espesor del polmero, adems de la temperatura de envasado y almacenamiento (Wiley R, 1997; Cameron et al., 1995; Schlimme, 1995; cit. por Antoja S.,1998). La atmsfera creada al interior del envase es clave en la vida til de zanahorias frescas ralladas. La exudacin de potasio (indicador de los cambios de permeabilidad en la membrana celular con la senescencia) es ms baja en atmsferas controladas (AC) conteniendo un 10% CO2 y un 10% de O2 que en atmsfera de aire. En el mismo sentido, el catabolismo de la sacarosa , cuya concentracin es el principal factor en la calidad del sabor de la zanahoria, es ms bajo en atmsferas con el 10, 25 y 40%CO 2 y 2% O2, y con el 25%CO2 y 10%O2 que en aire o en ACs con otras composiciones. De esta forma, las AMs conteniendo el 15-20% de CO2 y 5% O2 retardaran la senescencia y la alteracin microbiana de las zanahorias ralladas al reducir su actividad fisiolgica (Carlin, F. et.al., 1990). Los filmes plsticos se usan ampliamente en el envasado de frutas y hortalizas de la cuarta gama y se eligen en funcin en funcin de la permeabilidad del film y la respiracin de los productos frescos cortados. Con la combinacin de ambos factores se logra producir una atmsfera interna estable, dentro del empaque. Los films ms usados en el envasado de frutas y hortalizas mnimamente procesadas son el polietileno (PE), usado en todas formas para envases de consumo y el cloruro de polivinilo (PVC), el cual es usado como cobertura en la industria del preempacado y para productos que se expanden con film adheridos. Films de multicapa, a menudo con etil vinil acetato (EVA), pueden ser manufacturados con diferentes tasas de transmisin de gas (Escalona V., 1997). En el anexo 3 se muestran las caractersticas de las pelculas de envasado que se pueden utilizar en frutas y hortalizas de la cuarta gama. 3.6.1. Envasado por tecnologas emergentes Dentro de las tecnologas emergentes para envasado se incluye el empleo de envases activos, el cual se puede definir como el sistema alimento-envase-entorno que acta de forma coordinada para mejorar la salubridad y la calidad del alimento envasado y aumentar su vida til (Catal y Gavara, 2001). La novedad que conlleva esta nueva tcnica resulta de que su finalidad no va a consistir en disminuir el grado de deterioro dentro del envase, sino a convertir en positivos los cambios que acontezcan durante la vida de "producto envasado". Pasamos de una meta en la inercia total, a la bsqueda de interacciones que nos sean convenientes. Esto significa que el producto mejora mientras est almacenado en su envase. Ello incluye tanto aspectos de calidad como de seguridad alimentaria (Hotchkiss, 2000). Los envases activos se pueden clasificar en envases exclusivamente activos (active or interactive packaging) y envases inteligentes (clever, smart or intelligent packaging). Estas dos categoras aclaran la doble vertiente de los objetivos de

42 este tipo de envasado. Por un lado, como "envases activos" se incluiran los sistemas destinados a controlar los factores responsables de alteracin; por ejemplo todos aquellos que implican a agentes antimicrobianos, absorbentes de humedad, de oxgeno o de dixido de carbono, emisores de etanol, captadores de etileno, etc.. Por otra parte, como "envases inteligentes" se clasificaran aquellos que utilizan bien propiedades bien componentes del alimento o de algn material del envase como indicadores del historial y calidad del producto; se trata fundamentalmente de indicadores de tiempo-temperatura, indicadores de calidad microbiolgica, indicadores de oxgeno o dixido de carbono, etc.(sitio web N3). En el sistema de envase activo, el componente activo se puede incorporar en el interior del envase o incluirse en el material de envase. En el primero, el uso de pequeas bolsas o sobres que contienen el principio activo (sustancias que actan absorbiendo oxgeno, CO2, humedad, etc.) constituyen el sistema ms desarrollado y utilizado hasta la actualidad gracias a la utilizacin de sobres, bolsitas o etiquetas que contiene el producto activo (Fernndez, 2000). En segundo sistema, se estn desarrollando materiales para envasado, pelculas sintticas y comestibles, que contienen el principio activo en su estructura (aditivos, agentes antimicrobianos, enzimas, etc.). Resulta de gran inters para el caso de frutas y hortalizas frescas el uso de pelculas o recubrimientos comestibles ya que stas mejoran la apariencia del producto y su conservacin, lo protegen frente a la accin microbiana, frente al oxgeno o humedad del medio que lo rodea, limitan la prdida de nutrientes, aromas, humedad, as como manteniendo la integridad estructural del alimento durante su comercializacin (sitio web N3). La aplicacin de una cobertura de caseinato-monoglicerido acetilado en palitos de apio produjo un incremento significativo en la retencin de la humedad, factor crtico en la calidad del apio (Garca E. y Barrett D., 2002). En el anexo 4 se muestran ejemplos de sistemas de envasado activo aplicable a frutas y hortalizas de la cuarta gama. 3.7. Factores que afectan la Vida Util de Frutas y Hortalizas de la Cuarta Gama 3.7.1. Materia Prima La seleccin de la variedad de frutas a ser mnimamente procesadas es uno de los factores ms importantes, debido a que las variedades pueden variar significativamente en caractersticas tales como textura de la pulpa, color de la cscara y potencial pardeamiento (Gorny J. et al.,2000). En un estudio realizado por Gorny, J., et al. (1999), la vida til vari entre 2 y 12 das entre las 13 variedades de duraznos y 8 variedades de nectarines (Figura 5). Las tajadas de durazno provenientes de las variedades Cal Red, Red Cal y Elegant Lady tuvieron una vida til ms larga (7.4, 7.2 y 6.7 das respectivamente), mientras que las tajadas provenientes de las variedades

43 Summer Lady y Ryan Sun tuvieron la vida til ms corta (< 2 das). La vida til basada en la apariencia visual estuvo limitada por la prdida de brillo /debido probablemente a la deshidratacin localizada en la superficie cortada, y al deterioro de la cavidad donde se encontraba el cuesco. Entre las variedades de nectarines las tajadas provenientes de las variedades Sparkling Red, Arctic Queen y Zee Grand tuvieron una vida til ms larga (12, 8 y 7 das respectivamente), y las tajadas provenientes de la mayora de las variedades tenan una vida til de 4-6 das a 0C y 90-95% HR. Gorny et al. (2000), estudi el efecto de la variedad en la vida til de tajadas de pera, las tajadas provenientes de la variedad Bosc y Bartlett tenan una vida til ms larga de 3 y 4 das respectivamente, mientras que las provenientes de las variedades Anjou y Red Anjou tenan una vida til menor a 2 das, a una temperatura de almacenamiento de 10C. La vida til de las tajadas de peras estuvo cercanamente correlacionada con la incidencia de pardeamiento en la superficie cortada. El ndice de madurez de la fruta que ser mnimamente procesada tambin influye en la vida til. Gorny et al. (1998) determinaron que una firmeza de 18-31 N, era el ndice de madurez ptimo de duraznos y nectarines para ser mnimamente procesados(Gorny J. et al., 1999). Gorny et al. (2000) concluyeron que el ndice de madurez tena un efecto significativo en la vida til de peras cortadas en tajadas. Las tajadas provenientes de peras maduras tuvieron la vida til ms corta, alrededor de 2 das a 0C y las provenientes de peras parcialmente maduras y madurez verde tuvieron una vida til basada en la calidad visual de 8 das a 0C (Figura 6).

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Figura 5: Diferencias en la vida til de duraznos y nectarines en tajadas provenientes de diferentes variedades, basado en el nmero de das en que la calidad permanece comerciable (puntaje sensorial 5). Todas las variedades fueron maduradas hasta una firmeza de 18-31N, cortadas y mantenidas a 0C y 90-95 %HR.

Figura 6: Efecto del ndice de madurez (basado en la firmeza en Newton de la pulpa) sobre la vida til de rodajas de pera Barlett, basada en la evaluacin de la calidad visual usando una escala hednica del 1 al 9 y el pardeamiento enzimtico de la superficie cortada, como la medida del ngulo del matiza de la pulpa (h) durante el almacenamiento a 0C y 10C.

3.7.2. Procesamiento Cada etapa en el procesamiento de frutas y hortalizas de la cuarta gama puede jugar un rol importante en la vida til. Las operaciones unitarias que ms afectan la vida til son aquellas que alteran la integridad de los tejidos.

45 Bolin et al. (1977) sealaron que es ms perjudicial para la vida til el picado que el simple cortado y que las cuchillas para el troceado deberan estar lo ms afilada posible (Figura 7 y 8). Los ltimos trabajos tambin han demostrado que el rasgado a mano de la lechuga fue ms beneficioso que el realizado mecnicamente. Los mtodos de pelado deben ser lo menos agresivo posible, ya que mientras mayor es dao a los tejidos mayor es el grado de pardeamiento. En la figura 9 se observa como diferentes mtodos de pelado de papas resultan en diferencias significativas en el color, siendo mejor el pelado manual con un pelador manual con filo o con un cuchillo afilado. Adems se observ ligera diferencia en el color entre el mtodo manual y con leja. El pelado por abrasin fue el ms agresivo, resultando en una vida til de las papas de tan slo 5-7 das debido al extensivo dao en los tejidos superficiales de la papa (Gunez G. y Chang y Lee 1997). La operacin de escurrido debe hacerse correctamente ya que las gotas de agua sobre la superficie del producto ocasionan la proliferacin microbiana. La remocin de agua utilizando centrfugas, debe realizarse por un tiempo mnimo ( 5 min.); tiempos mayores tiempo mayores no ofrecen ventajas (Figura 10) (Bolin H. y HuxsolL C., 1991). Adems un escurrido excesivo, aplasta los tejidos vegetales y aunque alargara la vida til de productos tales como lechuga provocara alteraciones bioqumicas indeseables. Sin embargo, Bolin H. y Huxsoll C. (1991), recomiendan que el centrifugado se realice al punto de una ligera deshidratacin, para alargar la vida til de lechuga picada. De acuerdo con Ryall y Lipton (1972) cuando la prdida de humedad excedi del 5% se produjo una detectable alteracin de la textura. En la tabla 3 se muestra la influencia de las operaciones de proceso sobre el crecimiento de bacterias psicrtrofas y la vida til predicha de zanahorias en tiras. El proceso I, corresponde al tratamiento del producto con 150 ppm de cloro libre; el proceso II, al tratamiento con una solucin conteniendo 100 ppm; el proceso III, al tratamiento con una solucin conteniendo 100 ppm de cloro libre y lavado despus del cortado con el fin de reducir la concentracin activa de cloro; y el proceso IV, corresponde al mismo tratamiento que III, pero se mantuvo el producto 12 horas a temperaturas entre 15-18C, despus del prelavado y remocin de extremos finales. Tabla 3: Influencia de las operaciones de proceso sobre el de bacterias psicrtrofas y la vida til predicha de zanahorias en tiras. Procesoa I II III IV Kb 4.78 4.82 5.02 5.48 A 8.04 8.21 8.41 9.04 max 0.5 0.52 0.60 0.80 1.09 0.13 0.67 0.75 R2 0.999 0.992 0.992 0.999 Tc 9.29 8.05 7.48 5.81

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parmetros de la ecuacin de Gompertz: K, carga inicial microbiana (log CFU/g); A, mxima cantidad de clulas alcanzada en la fase estacionaria (log CFU/g); max, velocidad mxima de crecimiento; , fase lag (das); R2, coeficiente de regresin de la ecuacin de Gompertz obtenida. c vida til predicha como el tiempo en das necesario para alcanzar 5*106

La menor vida til correspondi al tratamiento IV, demostrando la importancia de la temperatura durante el procesamiento. El tratamiento III permiti una menor vida til que los tratamientos I y II, que no fueron sometidos a lavado despus de la inmersin con cloro, la eliminacin del cloro libre con el lavado permiti la proliferacin y sobrevivencia de coliformes fecales y las bacterias lcticas se inhibieron. Estos resultados enfatizaron el rol fundamental de la concentracin de cloro libre. Debido a que la contaminacin microbiana est estrechamente relacionada con la vida til de frutas y hortalizas de la cuarta gama (Figura 11), las operaciones de limpieza y lavado son fundamentales a objeto de reducir la carga microbiana. Se deben eliminar todas las partes externas de las materias primas fuertemente contaminadas, especialmente aquellas en contacto con el suelo ( Ej. races y tubrculos). Despus de la operacin de cortado, los fragmentos vegetales deberan lavarse completamente, aunque esta operacin vaya en detrimento del sabor y aroma. Tambin pude realizarse la desinfeccin con agua clorada. La operacin de lavado adems elimina los contenidos celulares libres que se liberan durante el cortado, los cuales adems de constituir un sustrato ideal para la proliferacin de microorganismos, contienen polifenoloxidasas activa y los compuestos fenlicos responsables del pardeamiento. La calidad microbiolgica y sensorial del agua de lavado debe ser buena, y su temperatura baja ( menor que 5C). Un lavado cuidadoso, puede extender la vida til de frutas y hortalizas de la cuarta gama por varios das (Sinigaglia M. et al., 1999). Adems la utilizacin de mtodos de conservacin tales como: tratamiento trmico, adicin de preservantes qumicos (antioxidantes, acidulantes, sustancias antimicrobianas, etc.), bioconservantes e irradiacin en frutas y hortalizas de la cuarta gama, tienen un impacto positivo en su vida til (ver seccin 3.5.).

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Figura 7: Efecto del mtodo de corte sobre la vida media de lechuga troceada. (Bolin et al., 1997)

Figura 8: Influencia del mtodo de cortado en la vida til de lechuga picada. (Bolin et al., 1997)

Figura 9: Efecto del mtodo de pelado en combinacin con tratamientos antioxidantes en el color de papas envasadas en AM. (Gunes G. y Chang Lee, 1997)

Figura 10: Efecto del tiempo de centrifugacin a 500 rpm sobre la prdida de peso lechuga cortada lavada. (Bolin H. y Huxsoll C., 1991)

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Figura 11: Efecto del recuento microbiano inicial sobre la estabilidad durante el almacenamiento de lechuga troceada. (Bolin et al., 1997).

3.7.3. Envasado Despus de la disminucin de la temperatura de los productos, el envasado en atmsfera modificadas (AM) (junto con la o el almacenamiento en atmsfera controlada) se considera que es segundo mtodo ms eficaz para prolongar la vida til de los productos frescos y procesados mnimamente. De acuerdo con OBeirne (1990), la disminucin de la temperatura de los productos reduce la respiracin por un factor de 2-3 (Q10=2-3) y el uso de un envasado apropiado en AM puede producir una reduccin adicional en la velocidad de respiracin tan grande como de 4 veces. Sin embargo, se reconoce que el envasado en AM no es un mecanismo de sustitucin del propio control de la temperatura (Hotchkiss, 1988). La AM al interior del envase puede ayudar a extender la vida til de frutas y hortalizas de la cuarta gama, ya que concentraciones menores de O2 y mayores de CO2 que los niveles atmosfricos disminuyen la velocidad de respiracin y retardan la senescencia (Bolin y Huxsoll, 1991; Herregods, 1992; Chrurch, 1994; Keteleer y Toback, 1994), siempre que los niveles estn dentro del los lmites tolerados para cada producto (Shewfelt, 1986). Adems, hay una menor produccin de etileno y una menor sensibilidad al etileno por parte de la fruta, lo que retarda la senescencia (Kader, 1986; Kader et al., 1989). La modificacin de la atmsfera tambin influye en la composicin de la flora microbiana, aumentando la fase de latencia del desarrollo microbiano e incrementando el tiempo de generacin de microorganismos alteradores y patgenos (Wiley R, 1997, Ronk et al., 1989). Adems inhiben reacciones enzimticas como pardeamiento y destruccin de lpidos, debido a la baja disponibilidad de O2 (Pantojas M., 1998).

La vida til adicional conseguida a travs del uso de AM o AC depende de factores tales como variedad, edad fisiolgica, calidad, grado de procesamiento, condiciones de almacenamiento y carga microbiana de las frutas y hortalizas ( Brecht, 1980; Harvey, 1978; Kader et al.; Wills et al., 1989). La seleccin del film de envasado adecuado es clave en la vida til de frutas y hortalizas de la cuarta gama. Escalona (1997), emple tres envases de plstico de distinto material (capas basadas en etil vinil acetato) para cebollas, zanahorias

49 y lechugas MP. Que se diferenciaban por la permeabilidad frente al CO2 y O2 (tabla 4). Tabla 4 : Valores de transmisin de CO2 y O2 (ml m-2d-1) Bolsa CO2 O2 BB4 60-160 3-6 ( 1 atm, 5C) PD961 19.000-22.000 ( 1 atm, 23C) 6.000-8.0000 ( 1 atm, 23C) BE Muy alta 4.000Fuente: Cryovac, 1998

En cebollas, el mejor resultado se logr al utilizar la bolsa BB4, conservndose por un tiempo de 14 das de almacenaje; por otro lado las zanahorias envasadas en bolsas BE, mostraron una buena aceptabilidad hasta los 14 das de almacenamiento, en cambio las bolsas BB4 con baja permeabilidad a la difusin de CO2, fueron menos recomendables para zanahorias rebanadas, debido al aumento de presin observado en el interior de las bolsas y finalmente, las bolsas PD961 que concentran 5-6% de CO2 y 2-3% de O2 permitieron la conservacin de lechugas picadas por un periodo de 7 das. En lechugas cv. Salinas, picadas y envasadas, la mejor calidad se encontr en los films de polipropileno de baja densidad con una concentracin de gases de 9% CO2 y 11% O2 almacenadas a 1C por 2 semanas (Mc Donald y Risse,1990: cit.por Pantoja O.,1998).La vida til de la mayora de las hortalizas mnimamente procesadas envasadas en AM finaliza cuando el recuento microbiano alcanza 107108 microorganismo por gramo (OBeirne, 1990; cit. por Kwang Soo Lee et al., 1996). 3.7.4. Condiciones de almacenamiento Debido a que la temperatura es el principal factor en la vida til de las frutas y hortalizas de la cuarta gama, a continuacin se expondr el efecto de la temperatura en su conservacin. (En el anexo 5 se indican las condiciones de almacenamiento en atmsfera modificada y controlada recomendadas para diferentes frutas y hortalizas de la cuarta gama). Efecto de Temperatura en la Vida Util de Frutas y Hortalizas de la Cuarta Gama En las frutas y hortalizas de la cuarta gama la cadena del fro debe comenzar tan pronto como sea posible despus de la recoleccin. As el preenfriamiento precoz de la materia prima prolonga la vida til de los productos mnimamente procesados. El impacto de las magulladuras y agrietamientos (heridas) pueden ser reducidos por enfriamiento de producto antes del procesamiento. Un control estricto de la temperatura despus del procesamiento es tambin crtico para reducir actividad metablica inducida por el tejido herido (sitio web N5).

50 El descenso de la temperatura disminuye la respiracin y retrasa la senescencia. Existe una relacin lineal entre el logaritmo de la velocidad de consumo de O 2 y la temperatura. En la figura 12 se muestra la velocidad de respiracin de endibias troceadas en funcin de la temperatura. El efecto de un incremento de 10C de temperatura sobre la velocidad de respiracin Q10, es de un valor medio de 2 para la mayora de las frutas y hortalizas, si bien puede oscilar entre 1 y 5. El incremento en el grado de respiracin vara con el producto (Watada et al., 1996). En el anexo 6 se muestran las tasas de respiracin a diferentes temperaturas para frutas y hortalizas de la cuarta gama. El mantenimiento de una temperatura estable y baja es la clave del xito de las frutas y hortalizas de la cuarta gama envasadas. Cuando la temperatura de almacenamiento se incrementa hasta 10C, se alcanza pronto el estado uniforme y cambiar mucho la composicin gaseosa dentro del envase (Figura 13). La velocidad de las reacciones catalizadas por las enzimas est controlada en gran medida por la temperatura. En la figura 14 se muestran las cinticas de la prdida de firmeza de rodajas de kiwi en funcin de la temperatura. El descenso de la temperatura tambin reduce la degradacin del color en tejidos vegetales lesionados a consecuencia de reducirse las actividades de la tirosinasa y la odifenoloxidasas. En un estudio realizado por Bolin, H. et al., (1977), la temperatura fue el factor ms importante en la vida til de lechuga picada. Lechugas almacenadas a 5C o 10C, tenan una vida til significativamente ms corta que muestras de lechuga almacenadas a 2C. La lechuga almacenada a 2C, permaneci comerciable por alrededor de 26 das, en comparacin con las muestras almacenadas a 10C que tuvieron una vida til de 10 das (Figura 15). Las lechugas cortadas se oscurecen durante el almacenamiento, siendo mayor el oscurecimiento mientras mayor es la temperatura. La decoloracin se acompaa de una prdida visual de la pigmentacin verde y un cambio positivo del valor Gardner (Figura 16). El descenso de la temperatura tambin reduce la proliferacin microbiana en frutas y hortalizas de la cuarta gama. Aunque se observe una correcta cadena de fro, los microorganismos psicrtrofos podran crecer lentamente e incluso producir la alteracin con la consiguiente reduccin de la vida til de los productos (Manvell y Ackland, 1986). En la Figura 17 se muestra que las bacterias lcticas crecen a temperatura superiores a 2C en endibias troceadas envasadas en polipropileno (40um) y a 6-10C se desarrollan ms rpidamente que la flora total. Ya que la disminucin de la temperatura retarda significativamente la alteracin por microorganismos, el almacenamiento a 4C o menos hace que esta alteracin no sea el factor limitante de la vida til si se toman las debidas precauciones higinicas (Nguyen-The y Carlin, 1994; cit. por Bunger A. y Moyano P., 1998). La temperatura tambin tiene efecto en la atmsfera generada interior del envase. As a bajas temperaturas (alrededor de 2C) la actividad fisiolgica y el crecimiento

51 microbiano se reducen lo suficiente como para retrasar el desarrollo de la podredumbre, incluso con las pelculas menos permeables. Por el contrario a temperaturas de almacenamiento de 10C, est justificada la utilizacin de pelculas altamente permeables, para retrasar la alteracin (Wiley, 1997).

Figura 12: Efecto de la temperatura sobre el incremento en el consumo de O2 de endibias troceadas expuestas al aire.

Figura 13: Efecto de la temperatura sobre el cambio de la atmsfera dentro de paquetes de polipropileno, conteniendo endibias troceadas, frente a la duracin del almacenamiento.

Figura 16: Efecto de la temperatura de almacenamiento sobre la prdida de color verde en lechuga picada.

Figura 17: Cambios en la flora total y en las bacterias cido lcticas en endibias troceadas en bolsa de polipropileno en aire (o-o) o aire+ 20%CO2 (-) en funcin de la duracin del almacenamiento a 2,6 y 10C.

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Figura 14: Logaritmo de la prdida de firmeza en rodajas de kiwi en bolsas hermticas clarylene en funcin del tiempo de almacenamiento.

Figura 15: Efecto de la temperatura de almacenamiento sobre la estabilidad del almacenamiento de lechuga picada fino, evaluacin sensorial.

Figura 16:Efecto de la temperatura de almacenamiento sobre la prdida del color verde en lechugas troceadas.

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Figura 17: Cambio en la flora total y en las bacterias cido lcticas en endibias troceadas en bolsas de polipropileno con aire (o-o) o aire + 20%CO2 (-) en funcin de la duracin del almacenamiento a 2, 6 y 10C.

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57 III. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES La vida til de las frutas y hortalizas de la cuarta gama dependen de una serie de factores (materia prima, procesamiento, envasado y condiciones de almacenamiento); por lo tanto se debe estimar la vida til para cada caso particular, y no realizar generalizaciones. La temperatura es el principal factor que influye en la vida til de las frutas y hortalizas de la cuarta gama. Por lo tanto, para extender la vida til de estos productos es fundamental el preenfriamiento lo ms rpido posible luego de la recoleccin (en un tiempo inferior a 24 horas) y mantener temperaturas de refrigeracin entre 0-5C a lo largo de toda la cadena de produccin hasta el consumo. Debido al potencial riesgo de romper la cadena de fro durante el intervalo de tiempo despus de la conservacin y el envasado (distribucin, transporte, almacenamiento, venta al por mayor y al detalle antes del consumo final) se recomienda utilizar indicadores tiempo-temperatura (TTI) para el control de la temperatura de las frutas y hortalizas de la cuarta gama. El envasado es el segundo factor en importancia que influye en la vida til de frutas y hortalizas de la cuarta gama. Las pelculas de envasado deben presentar una permeabilidad a los gases y vapor de agua que limiten la prdida de humedad, retarden el establecimiento de la senescencia, y adems controlen la concentracin de gases y vapor de agua dentro del envase, evitando que se creen condiciones anaerbicas que generan olores y sabores desagradables producto de la fermentacin. Debido a que las frutas y hortalizas de la cuarta gama son vulnerables desde el punto de vista de la seguridad, el control de la temperatura es fundamental para garantizar la inocuidad de estos productos. Los procedimientos de lavado y desinfeccin son ms bien inefectivos en reducir la carga microbiana. Por lo tanto es fundamental utilizar materias primas con bajos recuentos totales (materia prima certificada) e implementar programas como el HACCP para minimizar los peligros microbiolgicos. La irradiacin es un mtodo de conservacin factible de utilizar en algunas frutas y hortalizas de la cuarta gama y que ha resultado eficaz en reducir las cargas microbianas y eliminar patgenos en hortalizas como zanahorias y apio. Si bien la aplicacin de esta tcnica incrementara los precios del producto final (debido a su costo), ste podra ser destinado a un segmento de la poblacin sensible a productos con elevadas cargas microbianas como son los YOPIs . Para obtener frutas y hortalizas de la cuarta gama de buena calidad y mayor vida til se recomienda adems: 1. Seleccionar la variedad de fruta u hortaliza apropiada para el procesamiento mnimo (textura de la pulpa adecuada, bajo contenido de

58 componentes fenlicos y actividad PPO, etc.) y con el ndice de madurez adecuado. 2. Implementacin de Buenas Prcticas Agrcolas (GAP) y condiciones higinicas durante la cosecha, con el fin de obtener una materia prima de buena calidad higinica-sanitaria. 3. Implementacin de Programas de Buenas Prcticas de Manufactura e Higiene. 4. Implementacin del sistema HACCP a lo largo de toda la lnea de produccin, con el fin de reducir o eliminar la probabilidad de presentacin de peligros fsicos (ej. golpes), qumicos y microbiolgicos. 5. Minimizar las lesiones producidas por el pelado y cortado, utilizando mtodos no agresivos, como pelado manual con cuchillo afilado, pelado con leja, rotura manual de tejidos cuando sea posible. 6. Lavar completamente las frutas y hortalizas (con algunas excepciones donde el lavado va en detrimento de la calidad, ej. championes, frutilla) principalmente aquellas susceptibles al pardeamiento despus del cortado, para reducir la carga microbiana y remover los lquidos celulares ricos en nutrientes, enzimas activas y sustratos fenlicos. 7. Utilizar agua para el lavado de buena calidad (sensorial, microbiolgica, pH). 8. Determinar las condiciones ptimas de escurrido para eliminar la humedad. 9. Centrifugar hasta el punto de una ligera desecacin, cuando sea posible. 10. Identificar la atmsfera ptima para cada producto y seleccionar el envase ms apropiado. Por ltimo se recomienda generar programas computacionales para modelar, simular (bajo diferentes condiciones ej: temperatura, permeabilidad del envase, recuento inicial de microorganismos, relacin superficie/volumen del producto, etc.) y optimizar la vida til de diferentes frutas y hortalizas de la cuarta gama.

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