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Innovación en la Industria Alimentaria

Objetivo Tradicional: Prolongar la vida útil y mantener la calidad.

Nueva Demanda: Alimentos con altas propiedades sensoriales y nutricionales.

Desafío: Reducir microorganismos sin tratamientos térmicos.

Motivo: Procesos térmicos como la pasteurización y esterilización reducen el contenido nutricional.

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Los procesadores de alimentos buscan ofrecer productos seguros y mínimamente procesados utilizando tecnologías sin calor como alta presión hidrostática, ultrasonidos, pulsos eléctricos, radiaciones ionizantes y plasmas fríos. Estas innovaciones responden a la demanda de los consumidores por alimentos con etiquetas limpias y reducen el uso de aditivos químicos.

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La alta presión hidrostática (o pasteurización en frío) es una tecnología comercial clave para reducir cargas microbianas en alimentos y bebidas, operando a temperaturas de 5 a 35 °C. Este método sencillo y fácil de usar involucra la pasteurización de alimentos preenvasados con agua, evitando la contaminación posterior. Su eficacia se basa en tres principios: Le Châtelier, isotrópico y ordenamiento microscópico.

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Efecto de la aplicación de las HPP en alimentos 

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Efecto de la aplicación de las HPP en alimentos 

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Calidad de los Alimentos: Conserva color, textura, sabor y frescura.

Impacto Fisicoquímico: Mínimo; mantiene compuestos funcionales y vitaminas.

Lípidos: Inhibe oxidación y formación de radicales.

Proteínas: Presiones >500 MPa pueden desnaturalizar proteínas.

Células Biológicas:

Microorganismos: Inactiva por ruptura de membrana y desactivación enzimática. Eficacia aumentada con aditivos.

Ultrasonido en Alimentos:

Efectos Antimicrobianos: Daño celular y esterilización por cavitación y radicales libres.

Mecanismo: Implosión de burbujas daña la membrana celular.

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Efecto de la aplicación de ultrasonido en los alimentos

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Efecto de la aplicación de ultrasonido en los alimentos

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Lípidos

Ultrasonido: Reduce glóbulos de grasa, mejorando homogeneización y estabilidad. Puede causar oxidación por temperaturas y radicales libres.

Proteínas

Ultrasonido: Afecta enlaces de hidrógeno, iónicos e hidrofóbicos, desplegando proteínas y mejorando la accesibilidad de las enzimas.

Células Biológicas

Ultrasonido: Bactericida mediante cavitación, calentamiento localizado y formación de radicales libres.

Pulsos Eléctricos (PEF)

Tecnología No Térmica: Aplica pulsos de alto voltaje (0.1-80 kV/cm) para evitar calentamiento.

Mecanismo: Electropermeabilización o electroporación forma poros en las membranas celulares, causando pérdida de función y contenido intracelular.

Tipos de Permeabilización: Irreversible (15-40 kV/cm) o reversible (0.5-3 kV/cm).

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Efecto de la aplicación de la radiación ionizante en los alimentos

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Efecto de la aplicación de la radiación ionizante en los alimentos

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Lípidos:

Induce autooxidación y radicales libres.

Cambios de color y olores, deterioro de calidad.

Proteínas:

Daño a estructuras y reducción de vitaminas.

Segura en dosis altas, posible impacto sensorial.

Células biológicas:

Daño directo a DNA, RNA y lípidos.

Radicales libres destruyen DNA microbiano.

Plasma frío

Tecnología:

Gas ionizado con electrones, iones y radicales libres.

Opera a ~60°C, trabaja en condiciones secas.

Ventajas:

Reduce carga microbiana.

Poco consumo energético, sin residuos tóxicos.

Desventajas:

En etapa de investigación, sin escalado comercial.

Desconocido mecanismo de inactivación de esporas.

Aplicaciones:

Desinfección de alimentos (leche en polvo, carne, pescado, hierbas, semillas, granos, especias, productos frescos) y envases irregulares.

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Efecto de la aplicación de plasma frío en los alimentos

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Efecto de la aplicación de plasma frío en los alimentos

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Lípidos:

Genera especies reactivas de oxígeno.

Puede iniciar la oxidación de lípidos.

Proteínas:

Altera funcionalidad sin deteriorar valor nutricional.

Promueve dimerización, oxidación y nitración.

Células biológicas:

Efectivo contra bacterias, levaduras, hongos y esporas.

Daña membranas y contenido celular con radicales libres.

Perspectivas de tecnologías emergentes no térmicas:

Altas presiones hidrostáticas:

Comercializadas.

Usadas en aguacate y jugos.

Pulsos eléctricos:

Comercializados.

Especialmente en jugos.

Ultrasonido y radiación ionizante:

Uso industrial para desespumado, homogeneización y desinfestación.

Plasma frío:

En investigación.

No comercializado aún.

Sostenibilidad:

Reducción de consumo de agua y energía.

Menor generación de desechos y aguas residuales.

Promoción del reciclaje.

Necesidad de estudios sobre impactos ambientales, económicos y sociales.

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Efecto de la Aplicación de los PEF en los Alimentos

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Efecto de la Aplicación de los PEF en los Alimentos

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Lípidos

PEF: Daña membranas celulares y oxida lípidos en productos cárnicos.

Proteínas

PEF: Inactiva enzimas, mejora propiedades bioactivas y nutricionales, y afecta estructuras secundarias de proteínas.

Células Biológicas

PEF: Inactiva microorganismos y conserva nutrientes, pero necesita calor para afectar enzimas y esporas. Apto para líquidos.

Radiación Ionizante

Tecnología No Térmica: Inactiva patógenos con rayos gamma, electrones o rayos X, causando daño al DNA y lisis celular. Seguro y aprobado por la FDA.

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Las tecnologías emergentes no térmicas ofrecen alimentos de calidad sin aditivos, procesados rápidamente y con menos energía. Aún necesitan investigación para su aplicación industrial, reducción de costos y regulación ambiental.