Congelar y descongelar bajo alta presión para mejorar la calidad

05 de Noviembre 2013
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La tecnología de alta presión hidrostática (HPP, por sus siglas en inglés) típicamente efectuada entre los 100 y 1000 MPa (mega pascales) es de creciente interés en el procesamiento de la carne debido a su potencial de reducir el nivel de contaminación microbiana en la carne cruda y los productos de carne procesada listos para consumo. En la aplicación de la HPP para propósitos de conservación la presión actúa como un tercer parámetro hidrodinámico y combinada con temperatura. La eficacia depende del proceso de presión, temperatura, y tiempo del ciclo.
 
La combinación de las presiones del proceso a 400-600 MPa con ambiente y temperaturas medias permite alcanzar la eficacia que es equivalente al proceso de pasteurización. Para poder alcanzar la eficacia del proceso de esterilización con el objetivo de matar los microorganismos esporulados, una presión de 600-800 MPa tiene que ser combinada con altas temperaturas de 90 a 120 oC.
 
Además de reducir los niveles de microorganismo por inactivación, la HPP puede ofrecer nuevas oportunidades para innovación y el desarrollo de nuevos productos al inhibir y estabilizar el crecimiento microbiano con procesos de congelación y descongelación bajo alta presión. Es bien sabido que la congelación de la carne brinda una manera segura y conveniente de extender la vida de anaquel sin efectos negativos en la calidad nutricional. 
 
Cuando una presión elevada se combina con temperaturas por debajo de cero grados, puede directamente afectarse la fase o estado del agua, que puede ser controlada. Numerosos e interesantes efectos de alta presión en las fases de transición del agua de sólido a líquido y de sólido a sólido pueden ser logrados aprovechando el diagrama de fases y manipulando la presión y temperaturas. Este artículo revisará el diagrama de fases del agua bajo alta presión, definirá posibles procesos de baja temperatura/alta presión y discutirá cómo los beneficios de estos procesos pueden ser usados para una conservación sub-cero de productos cárnicos.
Procesos de HPP a bajas temperaturas
El aumento de la presión hidrostática influencia la fase de transición del agua al reducir el punto de congelación/descongelación a un mínimo de –22°C a 210 MPa. Además de la reducción del punto de congelación, se puede observar una entalpía dela cristalización, acelerando así los procesos de la transición de la fase. Además, diferentes estados sólidos de agua pura con una más alta densidad sale bajo presión por sobre los 210 MPa, lo que se conoce como cristales I-V que son estables solo bajo alta presión.
 
Aprovechando el diagrama de fases del agua mostrado en la Figura anexa, varias vías de estados físicos cambiantes de los alimentos pueden ser seguidos usando manipulación externa de temperatura y/o presión. A presión atmosférica, la cristalización por congelación sucede cuando la temperatura cae por debajo de los 0°C (A-I-E o F). Se pueden dar definiciones de posibles procesos de alta presión y baja temperatura basado en una terminología introducida por Knorr et al. (1998).
 
El paso de procesamiento ilustrado en el diagrama de fases del agua puede variar de almacenar alimentos bajo alta presión a temperaturas sub-cero sin congelación  (A-B-C-D-C-B-A) a congelación a temperaturas sobre 0°C (A-B-C-K-hielo VI). De acuerdo al diagrama de fases del agua, una muestra de alimento puede ser presurizada a 112 ó 207 MPa y luego enfriada bajo presión a unos -10 ó -21°C, respectivamente, sin formación de cristales de hielo. Puede ser útil almacenar algunas muestras biológicas en tales condiciones para prevenir el crecimiento microbiano, reducir la mayoría de las reacciones de deterioro, y evitar daño por congelación.
 
Algunas de las posibilidades más interesantes son: congelación con presión asistida (A-B-H-I, que incluye presurización de una muestra no congelada, enfriamiento, congelación a presión casi constante, liberación de presión) y descongelación con presión asistida (I-H-B-A, por ejemplo, presurización de muestra congelada, calentamiento, descongelación a presión casi constante, calentamiento, liberación de presión).
 
También existe un proceso de cambio de presión de congelación (A-B-C-D-E) en donde la cristalización es inducida simultáneamente en la muestra completa enfriada por una liberación rápida de presión, con la intensión de obtener cristales de hielo pequeños y uniformes con daño mínimo al tejido. El reverso del proceso mencionado arriba es llamado descongelación por presión inducida (E-D-C-B-A) en donde los cambios de las fases son inducidos por presurización.
 
Para congelar o descongelar bajo presión, las muestras de alimento deben de ser protegidas por material de envasado de hacer contacto con el medio enfriador y presurizador. El envase debe poseer suficiente flexibilidad como para transmitir presión, tener propiedades de barrera contra líquidos, y resistencia a la congelación, punción y deslaminación.
 
Fuente: CARNETEC