Tecnologías de fermentación para conservar alimentosnaturalmente
ILSI Mesoamérica - Simposio Aditivos Alimentarios - May 2018, San José, Costa Rica
Evolución de los conservantes naturales
Disclaimer
“Las opiniones expresadas son del presentador, y no reflejan
aquellas del Instituto Internacional de Ciencias de la Vida – ILSI
Mesoamérica o de ILSI Global.”
2
Conservabilidad de los alimentos ?
• Los alimentos son perecederos Funcion pH (ie carne = 5.5-5.8) / Funcion Aw (ie carne =
0.99) (+ temperatura)➢ Crecimiento microbiológico (alteraciones, riesgo)
En presencia de O2 (+ temperatura)➢ Oxidación (lípidos, pigmentos, proteínas)
A. Clinquart
et al.
parametros
INTRíNSECOS(ex. : AW, pH)
Crecimiento de
microorganismos
Alterantes - patógenos
parametros
EXTRíNSICO(ex. : T°, O2)
Mecanismos de
alteración
no microbianos
Conservabilidad
de los alimentos
4
Mezclasorgánicas
BacteriocinasFermentos
Fermentación natural conservación alimentos
Millares de mini-plantas produciendobillones de moléculas útiles
Cultivos
Evolución de los conservantes
Critérios de aplicación de conservantes en alimentos
• Vida útil (shelf life) – formulaciones - condiciones
• Salud: redución de sodio/azúcar/grasa/nitritos…
• Conservantes naturales y clean label
• Dosificación reducida polvos concentrados
• Costo de aplicación – costo en PT
• Seguridad alimentaria - inocuidad
TIPO Gram +
ORIGEN Omnipresente
TEMPERATURA
Psicotrópica (crece en
temperaturas de refrigeración y
hasta 60°C)
pH 4.4 - 9.4
RESISTENCIA (Aw) Actividad del agua baja (>0.92)
REQ. OXIGENiO Facultativa anaeróbica
CARACTERÍSTICA “mala competidora”
Eliminada por los tratamientos térmicos de los procesos
de producción
Inocuidad Listeria monocytogenes
Inocuidad Níveles de riesgo LPC - RTE
• Muy alto riesgo – Deli meats (jamón, pavo, mortadela
rebanados), hotdogs
• Alto riesgo – productos lácteos , pates, quesos
frescos, pescado ahumado, leche
• Riesgo moderado – mariscos RTE, ensaladas de
carnes, salchichas secas, frutas y verduras
• Bajo riesgo– pescados en salmuera
• Muy bajo riesgo – productos lácteos cultivados,
quesos duros y procesados, helados y otros productos
lácteos congelados
Inocuidad Food borne diseases (USA)
Impacto anual estimado de algunas infecciones en la salud humana
Patógeno Enfermedad Casos fatales
Campylobacter 2,453,926 124 0.1%
Salmonella 1,412,498 582 0.8%
E. coli O157:H7 73,480 61 0.8%
Listeria 2,518 504 20.0%
Mead P, et al, Emerging Infectious Diseases
10
Inocuidad Common foodborne pathogens
•Bacillus cereus •Campylobacter jejuni•Clostridium botulinum: canned goods•Clostridium perfringens•Cryptosporidium parvum: contaminated water •Escherichia coli 0157:H7: ground beef, vegetables•Giardia lamblia: contaminated water •Hepatitis A •Listeria monocytogenes: RTE meats •Norovirus, Norwalk virus: most common: raw oysters, shellfish, water, ice, salads•Salmonella: Chicken, Pet Food •Shigella•Staphylococcus aureus: ham, tongue, poultry, dressing, gravy, eggs, potato salad, cream sauces, sandwich fillings•Toxoplasma gondii: Cat, rodent or bird feces, raw food •Vibrio: seafood/fish •Yersinia: pork, other raw meats
www.extension.iastate.edu/foodsafety/pathogens
Inocuidad Estatus
“The battle with this organism (Listeria)
has caused more change for
producers of RTE deli meat products
than any one single factor or event in
the last 30 years. Our scars are
numerous and deep.”
Dr. John Butts
V.P. Research
Land O’ Frost
« Cette diminution régulière (des occurrences maladies originaires des aliments) est due
aux efforts des professionnels, sous l’égide des services de contrôle, notamment grâce au
recours généralisé aux méthodes HACCP (Analyse des risques et maîtrise des points
critiques), pour la maîtrise du risque des pathogènes. Les industriels ont fait des efforts
gigantesques, mais le risque zéro n’existe pas. »
Anne-Marie Vanelle, sous-directrice de l’hygiène alimentaire à la Direction générale de
l’Alimentation (DGAL) – Ministère de la Santé Publique.
Fase Lag
Fase LogFase de declino
Fase Estacional
Tiempo
BactericidasBacteriostáticos
Vida util bacteriostáticos vs bactericidas
• Sin alteraciones físicas, químicas o organolépticas: acción de microorganismos y/o
reacciones químicas y/o físicas (RDC 12 Anvisa)
13
Vida útilMezclas orgánicas y fermentos en cárnicos
0
1
2
3
4
5
6
7
0 7 14 21 28 35
Log U
FC
/g
Día
Prueba desafío para Listeria innocua en salchichas almacenadas a 6-7 °C
Control DN47 (0.5%) AN50 (0.5%)
FV100 (0.3%) DN4 (2.2%) Tolerancia
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
0 7 14 21 28 35
Log U
FC
/gDía
Desarrollo de bacterias ácido lácticas en salchichas de pollo
empacadas al vacío almacenadas a 6-7 °C
Control DN47 (0.5%) AN50 (0.5%)
FV100 (0.3%) DN4 (2.2%) DN47 (0.3%)
Resultados en quesos ricotta
• La nisina presenta excelentes
resultados contra Listeria en ricotta
• NB : Aspectos legales
La nisina es autorizada para la aplicación en quesos en
50 países pero hay que considerar las regulaciones
según las aplicaciones de la nisina
Vida útilAplicación de nisina en lácteos
2
3
4
5
6
7
8
9
0 4 7 11 15 20 26 35 42 49 55 63 70
Log C
FU
/mL
Days
Impact of nisine against Listeria monocytogenesin ricotta cheese at 6 to 8°C
Control
Galacin Nisin™ 50mg/L
Galacin Nisin™ 100 mg/L
Ricotta control
Ricotta nisina 1.25ppmRicotta nisina 1.25 ppm
Ricotta nisina 2.50 ppm
RegulacionesAutoridades => conservantes
“There are certain things that only a government can do. And one of those things in ensuring that the foods we eat …are safe and don’t cause harm.“US Food Safety Modernization Act (January 4 2011)
• Antimicrobianos, conservantes o reguladores de acidez que se pueden usar o no + rotulación
• Criterios para que un alimento pueda ser considerado adecuado o inadecuado para el consumo humano
• Niveles máximos de macronutrientes - sustancias no deseables + rotulación
RegulacionesMarco legal de los conservantes
Regulaciones
• Generales
EUR Reg 1333 (general)
Reglamento Técnico Centroamericano. Alimentos y Bebidas procesadas. Aditivos Alimentarios
• Especificos (ie : cárnicos)
Anvisa Portaria 1004 (cárnicos)
CFR FDA 71.20 (cárnicos)
• Lista positiva de los ingredientes permitidos en formulacionesde alimentos
16
RegulacionesPortaria 1004 Anvisa
Matrix
17
Acid
ula
nte
s
Regula
rizadore
s de a
cid
ez
Anti
oxid
ante
s
Aro
mati
zante
s
Cora
nte
s
Conse
rvante
s
Em
uls
ific
ante
s
Est
abiliz
adore
s de c
or
Est
abiliz
ante
s
Esp
eçante
s
Realç
adore
s de s
abore
s
Um
ecta
nte
s
Carne in natura
Carne congelada
Industrializados frescais
Industrializados produtos secos, curados
Industrializados produtos cozidos
Produtos salgados crus
Produtos salgados cozidos
Conservas e semiconservas
CATEG
ORIA
S
FUNCIONES INGREDIENTES
Carga microbiológica inicial
• Vida util : sin alteraciones físicas, químicas o organolépticas: acción de
microorganismos y/o reacciones químicas y/o físicas
• Limites máximos conocidos de seguridad alimenticia :
Mesófilos: 106 UFC/g
Coliformes a 45ºC: 103 UFC/g
Estaf. coag. positiva: 103 UFC/g
Clostridium sulfito reductor a 46ºC: 102 UFC/g
Salmonella: Ausencia en 25g
Bacterias lácticas (LAB): <102 UFC/g
• pH
punto isoeléctrico de la proteína exudación-sineresis
Perdida de vacío: permeabilidad al O2
Crecimiento microbiológico
RegulacionesRDC12 : alimentos adecuados para consumo
Bioconservación Introducción
19
Mezclasorgánicas
BacteriocinasFermentos
Aplicación de un antimicrobiano natural o de un microorganismo para extender la vida útil o inactivarpatógenos en alimentos
Cultivos
BioconservaciónAplicación tradicional
20
Bacterias lácticas
( LAB )Micro-Coccaceae
Cepas• Lactobacillus
• Pediococcus
• Micrococcus
• Staphylococcus
Beneficios
• Producción de ácido
láctico (pH)
• Seguridad alimentaria
(Bacteriocinas)
• Reducción de la oxidación
de grasas
• Desarrolla el sabor
(producción de
aminoácidos)
• Creación del color rojo
• Reducción de la oxidación
de grasas
Consume
• Azúcares (vários tipos)
• Peróxidos
• Grasa / proteínas
• Nitratos
• H2O2
After 1 week of drying
BioconservaciónFermentos composición
21
Fermentos
Composición de los fermentos (azúcares cultivados) :azúcares residuales, ácidos orgánicos y aminoácidos (sabores) derivados
de los procesos de fermentación natural
Estos elementos resaltan sabores en los productos cárnicos, lo que
permite reducir la sal en las formulaciones
Bioconservación DeclaraciónVinagres - Aromas naturales
❖ Los fermentos son declarados :❖ en Europa = vinagres (tamponados, en polvo), aromas
naturales (Eur. Dir. 88/388)❖ en USA = vinagres (tamponados, en polvo), aromas naturales
(FSIS Dir. 7120.1 Amend. 18)❖ en Brasil = aromas naturales de transformación (aroma natural
de vinagre) (RDC 2/2007)
❖ Además, la combinación de los ácidos orgánicos derivados de losdiferentes procesos de fermentación natural tiene efectosantimicrobianos a baja concentración
❖ Fermentos : Azúcares residuales + ácidos => reacción
❖ Resalta sabor de las proteínas cárnicas
❖ Bajar la sal
BioconservaciónAplicación en salchicha cocida
23
Ingredientes CONTROL (%) Lactato de sódio
2% (%)
Fermento liq0,8% (%)
CMS Frango 58,6 57,47 58,27
Carne suina 8,00 8,00 8,00
Proteinas texturizadas de soja 4,00 4,00 4,00
Água 12,00 11,20 11,60
Gordura suina 2,50 2,50 2,50
Amido de batata 2,00 2,00 2,00
Espeçarias 1,00 1,00 1,00
Sal 0,85 0,85 0,85
Glutamato de sódio 0,60 0,60 0,60
Trifosfato de sódio 0,30 0,30 0,30
Sal de cura 1,80 1,80 1,80
Ascorbato de sódio 0,03 0,03 0,03
Fumaça líquida 0,25 0,25 0,25
Gelo 8,00 8,00 8,00
Galaflow SL60 2,00
Galimax Flavor VK-50 0,80
Total 100,00 100,00 100,00
BioconservaciónAplicación en salchicha cocida
24
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
8.0
0 10 20 30 40 50 60 70 80
Log C
FU
/g
Days
Development of the aerobic plate count (ISO 4833) at 4°C under vacuum condition during 74 days
CONTROL
SL60 2%
Fermento 0,8%
Objetivo de reducción de sodio
Ingestion diaria de sodio
• Consumo actual ? : 12g sal /día = 4,68g Na /día
• Ideal ? : 5g sal /día = 1,95g Na /día
25
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
Ingestión diaria de sódio
Después de la sal, los reguladores de pH (conservantes) son los
mayores aportadores de Na
Reducción de sodioFuentes de sodio en productos cárnicos
IngredientesDosificación
(%)
Concentración
sodio (%)
Contribución
de sodio
Contribución de
sodio (%)
Carnes res, cerdo, aves __ 0,1
Sal 1,5 39,3 58,95 49,54%
Regulador de pH (Lactato de
sodio) 2 20,5 41 34,45%
Tripolifosfato de sodio 0,3 31,2 9,36 7,87%
Glutamato 0,4 13,6 5,44 4,57%
Ascorbato/ eritorbato de sodio 0,3 11,6 3,48 2,92%
Nitrito de sodio 0,015 33,3 0,5 0,42%
Nitrato de sodio 0,015 27,1 0,407 0,34%
Estrategias reducción de sodio
• Reducción sencilla de la sal
• Modificación de la forma física de la sal Granulometría más fina
• Uso de sales substitutos KCl CaCl2 MgCl2 Lactato de potasio Lactato de sodio más eficiente ( dosificación) Mezclas orgánicas en polvo ( dosificación)
• Uso de realzadores/reforzadores de sabor Aminoácidos Produtos de fermentación (fermentos - aromas naturales)
28
Origen de los fermentos
29
Fermentos :
Aromas naturales, azucares cultivados (cultured
sugars) o vinagres
Composición :
Ácidos orgánicos, azucares residuales, aminoácidos producidos por
los procesos naturales de fermentación
Beneficios :
- Vinagre - Aroma natural : resalta el sabor natural y casero
- Antimicrobianos naturales : aumentan la estabilidad
microbiológica
Objetivo : panes, boleria (salada y dulce), carnes, salsas y aderezos sin conservante
Fermentos aplicacionesPan de caja sin conservante
Sustitución del propionato por fermento y eliminación del sorbato
• Pan de caja rebanado, envase plástico
• Dosificaciones propionato 0.12% y asperción con solución
etanol/sorbato a la salida del horno
• Prueba de fermento en formulación : 0.12%, 0.18%, 0.24%
• Shelf life 21 days
30
control test 1 test 2 test 3
V100 0.12% 0.18% 0.24%
propionato 0.12%
sorbato tratado
Shelf life 21 days 19 days 21 days 21 days
Obs
sensoriales
15 days sabor
a ácido
Fermentos aplicacionesMuffins naturales
• Eliminación del propionato de sodio en formulaciones de
muffins, tortas, brownies
• Vida útil 30 días alcanzada
• Acidificación
31
Fermentos aplicacionesSalsa de tomates sin conservantes
Salsa de tomate – pouches de ml
• Producido a temperatura ambiente
• pH 3.4 – 3.8
• Dosificación fermento 0.5%
• Aplicación de todos los ingredientes, pH estable => adición del
fermento (evitar efecto tampón a pH 3.8)
• pH ideal < 3.8
• 3.8 < pH ok < 4.4
• pH delicado > 4.4
32
Fermentos aplicacionesSalchicha CAM
33
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
0 7 14 21 28 35
Log U
FC
/g
Día
Desarrollo de bacterias ácido lácticas en salchichas de pollo empacadas al vacío almacenadas a 6-7 °C
Control FV100 (0.3%) DN4 (2.2%)
34
GRACIAS POR SU ATENCIÓN
Tecnologías de fermentación para conservar
alimentos naturalmente
Denis Wiliquet
GalacticEmail : [email protected]
Evolución de los conservantes naturales
Top Related