Metodo de Ball

Los tratamientos térmicos aplicados a las conservas conservas enlatadas se utilizan procedimientos procedimientos  para evaluar la eficiencia del tratamiento. La “curva de supervivencia térmica” se realiza

 para obtener un parámetro conocido como valor D o tiempo de reducción r educción decimal. decimal. Otro  parámetro de importancia es Z obtenido mediante la representación representación de las curvas de destrucción térmica o curvas DT. Para determinar la idoneidad del tratamiento t ratamiento térmico es necesario calcular su Letalidad (Fo) que se halla mediante el modelo general. La curva de  penetración de calor y el modelo de Ball se utilizan para el diseño de tratamientos térmicos(STUMBO,1983). Los valores D y Z caracterizan a cada especie bacteriana. El parámetro de letalidad (F) permite comparar diferentes tratamientos térmicos.

Para hallar la letalidad total de un proceso térmico existen varios métodos  basados en el método general y en modelos matemáticos como el método de Ball La curva de penetración de calor se usa para predecir la temperatura en el inte interio riorr del del enva envase se en cual cualqu quie ierr inst instan ante te del del trata tratami mien ento to -

.

El méto étodo de Ball permi ermite te evalu valuaar la Letali taliddad (F) (F) de un tra tratami tamieento nto a prio riori y la influencia sobre el proceso al modificar determinadas condiciones como la temp temper erat atur uraa inic inicia iall en el inte interi rior or del del enva envase se (T0) (T0) o la temp temper eraatura tura de proc proces eso. o.

SIMBOLOGÍA SÍMBOLO B C CM D     °

gl

  , 

L Log Ln  N °

SC t tc

SIGNIFICADO Tiempo de procesamiento procesamiento de Ball Valor de cocción Cuadrados medios Tiempo de reducción decimal Velocidad de enfriamiento Velocidad de calentamiento Letalidad Grados de libertad Tiempo de inducción térmica Velocidad letal Logaritmo en base diez Logaritmo natural Número final de microorganismos  Número inicial de microorganismos Suma de cuadrados Tiempo Tiempo de levante

th tp T° Ta Tp Tpi Tpih 

Ta

Tiempo total de calentamiento Tiempo de procesamiento Temperatura Temperatura del medio de calentamiento Temperatura del producto Temperatura al inicio del proceso de calentar Temperatura pseudoinicial de calentamiento Tiempo de la temperatura Equivalente a un minuto a 250°F

CINÉTICA DE DESTRUCCIÓN MICROBIANA Cuando sometemos una población bacteriana a la acción de una temperatura letal durante un periodo prolongado en el tiempo, su destrucción sigue una cinética exponencial. Si representáramos la evolución de una población bacteriana sometida a la acción de calor letal a una temperatura constante en un eje logarítmico de ordenadas frente al tiempo en el eje de abscisas se obtendría una recta. Esta gráfica se denomina “curva de supervivencia térmica” y se realiza para determinados

microorganismos alterantes para obtener un parámetro conocido como valor D o tiempo de reducción decimal a una determinada temperatura. Se define como el tiempo a una determinada temperatura preciso para reducir una población bacteriana de partida (N0) a la décima parte y coincide con un ciclo logarítmico  (HERSOM, 1984).

Cuando [logN0−logN1] cubre un ciclo logarítmico su valor es 1 y D=t

La expresión es útil para determinar el tiempo necesario para reducir la población a una temperatura dada. Cada microorganismo tiene un valor D que lo caracteriza a cierta temperatura. Por ejemplo si quisiéramos saber el tiempo (t) necesario a 250ºF para que un esporo de Clostridium Botulinum. Otro parámetro de importancia es el obtenido mediante la representación de las curvas de destrucción térmica o curvas DT. Representa en el eje de ordenadas el logaritmo de diferentes valores de D para determinado microorganismo y en el eje de abscisas la temperatura (T) correspondiente a esos valores. La figura es una recta cuya ecuación es similar a la anterior mostrando el parámetro (Z) que se define como el incremento de temperatura necesario para reducir un ciclo logarítmico el valor D.

Cuando [logD1−logD2] cubre un ciclo logarítmico su valor es 1 y Z=[T2−T1]

CURVA DE SUPERVIVENCIA TÉRMICA CURVA DE DESTRUCCIÓN TÉRMICA

EVALUACIÓN DEL PROCESO TÉRMICO Para comparar procesos térmicos se define el parámetro de letalidad ( F) que permite comparar diferentes tratamientos térmicos. Definimos F como el equivalente en minutos a alguna temperatura de referencia, de todo el calor letal en un proceso con respecto a la destrucción de un organismo caracterizado por algún valor de Z dado. La temperatura de referencia se coloca como subíndice del parámetro F y el valor de Z se coloca como superíndice. Cuando la temperatura de referencia es 250ºF y el valor Z es 18 se expresa como Fo (STUMBO, 1973).

PENETRACIÓN DE CALOR Se usa para calcular la temperatura en el interior del envase en cualquier instante del tratamiento sabiendo la temperatura de proceso (  ) y la temperatura inicial en el interior del envase (  ). También se utiliza para calcular el tiempo (t) necesario para alcanzar una determinada temperatura ( Tt) en el interior del envase conociendo  . La temperatura de  proceso es la temperatura programada para la esterilización.   = (     )(    )−

Siendo   la temperatura real inicial en el interior del envase (SHARMA, 2003).

SÍMBOLO

SIGNIFICADO



Temperatura inicial del punto más frio del enlatado.



Temperatura de proceso del autoclave o retorta.

 

Temperatura inicial aparente, Temperatura del punto más frio del enlatado en un tiempo t.

   

Velocidad de calentamiento Tiempo necesario para que la curva de penetración atraviese un ciclo logarítmico

T

CERO CORREGIDO Multiplicar el tiempo en el que el autoclave llega a temperatura de calentamiento por 0,58(42% de este tiempo tiene letalidad).Marcar este punto en la escala de tiempo y trazar una recta hasta interceptar la extensión de la porción recta de la curva de calentamiento. Este es el cero corregido del proceso.

MÉTODO GENERAL Para hallar la intensidad letal (L) en cada minuto tiempo-temperatura del proceso se calcula el inverso del equivalente a un tratamiento Fo o bien podemos utilizar la siguiente expresión: L = 10 exp (Z−1 (T−250))

MÉTODO DE BALL Permite evaluar la Letalidad ( ) de un tratamiento a priorizar y la influencia sobre el  proceso al modificar determinadas condiciones como la temperatura inicial en el interior del envase (  ) o la temperatura de proceso (  ). Para solucionar esto Ball ideó un  procedimiento basado en la curva de penetración de calor. Consideró el tiempo total de  proceso ( ), el tiempo a temperatura de proceso (tp) más el 42% del tiempo necesario  para alcanzar T1 que se define como tc. De forma que se considera todo el tiempo (  ) a temperatura de proceso T1. El nuevo punto de corte T1−  viene determinado por la intersección entre la curva de penetración de calor y la recta a una distancia 0,58tc del origen. El valor   se determina con el nuevo punto de corte . Ball propuso un método que tiene en cuenta el hecho que las autoclaves o retortas tienen un tiempo para alcanzar su temperatura de operación. Por ello el sugiere utilizar un tiempo.  = ,    + 

FORMULAS CURVA DE PENETRACIÓN DE CALOR. (  ) = ((   ) 

  

)

MODELO DE BALL  (   ) = ( (   )   

CURVA DE PENETRACIÓN DE CALOR.

-

MODELO DE BALL

    se le designa como valor g.

Existen tablas que relacionan los siguientes parámetros: g, j, y f ( −1 ) siendo  =  ()−

Utilizando dichas tablas se puede predecir la letalidad de un tratamiento térmico.

g: Es la diferencia temperaturas entre TE: La temperatura de la autoclave TB: Temperatura máxima del alimento al final del calentamiento TE.

TEMPERATURA DEL AUTOCLAVE CONSTANTE. Se define un parámetro   que es el tiempo requerido para que a la temperatura del dispositivo de tratamiento se lleve a cabo la misma cantidad de destrucci6n microbiana, equivalente al valor F del proceso(STUMBO,1983).



Ta 

Tiempo de la temperatura Equivalente a un minuto a 250°F Valor de esterilización en términos de minutos a la temperatura del medio de calentamiento o enfriamiento

LATA O UN ENVASE DE HOJALATA Es un recipiente metálico, hermético y aséptico, apto para conservar alimentos frescos y naturales, cuya base es un acero recubierto de estaño y lacas protectoras de origen orgánico, compatible con los alimentos (GARCÍA, 1993).

ENLATADO

Es un alimento fresco, envasado en un recipiente de hojalata, herméticamente cerrado, el cual se somete a un proceso de calentamiento (esterilización o pasteurización), a unas condiciones de tiempo y temperatura determinadas, para conservarlo tan cerca como sea  posible en su estado natural hasta el momento de consumirlo. El calor es el único factor utilizado para conservar todas las características nutricionales, microbiológicas y organolépticas, propias del alimento, tales como: sabor, color, olor y textura entre otras (FENNEMA, 2000).

VALORES DE °  PARA VARIOS ALIMENTOS ENLATADOS

MICROORGANISMOS Son aquellos seres vivos más diminutos que únicamente pueden ser apreciados a través de un microscopio. En este extenso grupo podemos incluir a los virus, las bacterias, levaduras y mohos  (MADIGAN, 1973) .

BIBLOGRAFÍA -

DAVID JULIAN McCLEMENTS, Food emulsions, principles, practice and techniques. Florida,CR Press, 1999. PEDRERO D y PANGBORN R, Evaluación Sensorial de los Alimentos Métodos Analíticos, México, Alhambra Mexicana, 1989,103-105p y 127p, 139p.

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Hersom, A.C., Hulland, E.D. (1984). Conservas Alimenticias. Editorial Acribia, S.A.

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FENNEMA, O. R. (2.000), “Química de los alimentos”. 2ª ed., Editorial Acribia,

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Zaragoza. GARCÍA-VAQUERO, E. (1.993), “Diseño y construcción de industrias agroalimentarias”.

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Edición Mundiprensa, Madrid. Madigan M.T, Martinko J.M., Stahl D and Clark D.P., Brock Biology of microorganisms, 13th edition, UK, Pearson Benjamin Cummings, 2010. Stumbo, C.R., (1973). Termobacteriología en el procesado de alimentos. Universidad de Massachussets. Sharma, S.K, Mulvaney, S.J., Rizvi,S.S.H. (2003). Ingeniería de Alimentos. Editorial Limusa