Tambor rotativo Tecnofood para ozonificar harinas

Autores:
Ana Paricahua Martínez – Tesista
Dr. Marcial Silva Jaimes – Investigador del Proyecto

La búsqueda por mejores procesos de conservación y transformación de productos alimentarios es constante, sobre todo aquellos que ayudan a preservar las condiciones organolépticas y las propiedades del alimento. Y mucho más si no afectan al ambiente y minimizan la inversión de recursos.

En la actualidad, la industria alimentaria utiliza diversos métodos de desinfección: productos químicos, irradiación, altas presiones, etc. Aunque algunos de estos generan residuos, son de alto costo y no son eficaces. Existen procesos convencionales que reducen la infestación de insectos y de microorganismos de la superficie de las partículas alimentarias, por ejemplo, el uso de agentes químicos en el almacenamiento a granel. También se aplican procesos alternativos como la irradiación gamma, pero es usada en volúmenes menores de producción por no contar con suficientes centros que realicen tal aplicación. Por tal motivo, es necesario emplear otro proceso de conservación más idóneo que guarde relación con el mínimo tratamiento a los alimentos, que preserve sus propiedades y su calidad, a la vez sea ecoamigable y económico. Tal es el caso del uso del ozono como conservante de alimentos como veremos a continuación.

El ozono (O₃) ha sido utilizado comercialmente por más de 100 años; en 1997, se afirmó como una sustancia GRAS (generalmente reconocido como seguro), usado como un desinfectante para la comida amplia por un panel de expertos patrocinado por EPRI (Electric Power Research Institute) en los Estados Unidos. Este gas es un oxidante fuerte que ha sido aprobado por la FDA (Food and Drug Administration) para uso en alimentos y superficies de contacto con alimentos. Tiene un alto poder oxidante y no genera ningún residuo alguno, por ello hace que sea un desinfectante viable para garantizar la seguridad microbiológica y la calidad de los productos alimenticios. El ozono es 1.5 veces más fuerte que el cloro y eficaz en un espectro más amplio de microorganismos que este elemento y otros desinfectantes. Esta tecnología es aplicada de forma segura en cualquier producto. En su mayoría, ha sido estudiado y aplicado en agua potable, frutas, vegetales, carnes y mariscos.

El ozono suele ser utilizado en alimentos frescos con gran efectividad y beneficios; en cambio, en alimentos de baja humedad aún se ha realizado pocos estudios sobre su efecto. Las harinas tienen baja humedad, y su almacenamiento es a largo plazo, pues no es un entorno ideal para el crecimiento microbiano. Sin embargo, existen reportes de brotes alimentarios asociados a productos de baja humedad, como sucedió, en 2019, en lotes de almendras con Salmonella o 46 casos de brotes de Escherichia coli en harinas de trigo. Esto genera la preocupación de la seguridad alimentaria por el consumo de estos productos; hecho que nos ha motivo a buscar una solución a este problema.

La empresa TECNOFOOD asociada con la Universidad Nacional Agraria La Molina, con el cofinanciamiento del Programa Nacional de Innovación para la Competitividad y Productividad (Innóvate Perú), desarrollaron y construyeron el prototipo de tambor rotatorio con ozonificador, el cual está conformado por un tanque cilíndrico rotatorio conectado a un generador de ozono.

La utilización del equipo es muy práctica:

• Encender el generador de ozono unos minutos antes de la operación.
• Cargar la harina al tambor y cerrar la compuerta.
• Opcional, prender la bomba de vacío hasta alcanzar presión.
• Prender el extractor del generador de ozono y abrir la compuerta del paso de ozono hacia la matriz alimenticia. En este momento, la harina se encuentra en rotación y hace contacto con el gas ozono.
• Cumplido el tiempo, cerrar la compuerta del paso de ozono, luego apagar la rotación y proceder a descargar la muestra ozonizada.

Los estudios para la validación del proyecto fueron desarrollados en la Universidad Nacional Agraria La Molina, con los investigadores Dr. Marcial Silva, Dr. Milber Ureña y Dra. Gabriela Chire y la tesista Ana Gabriela Paricahua, donde se permitió evaluar el efecto del ozono en las harinas. Para ello se utilizó harina de maca, un producto potencial en la alimentación humana y que viene incrementando su exportación a lo largo del tiempo, cuyos principales mercados son EE.UU., China, Alemania y Japón. De acuerdo con esta investigación, podemos afirmar que a una mayor exposición de ozono en la maca en polvo, disminuye el contenido microbiano sin afectar las características del producto. Esto permitirá contar con una nueva alternativa a la desinfección de harinas.

Para llevar a cabo estas afirmaciones, se realizó en primer lugar la inoculación de bacterias en un producto molido, luego se procedió a exponer la harina al ozono a 10 ppm a diferente tiempo y presión. En total, se analizaron 12 tratamientos con 3 repeticiones y se evaluó la disminución bacteriana y su efecto en las propiedades fisicoquímicas.

 

 

Figura 2. Tratamientos realizados en la ozonización de la harina de maca. A la derecha, las muestras ozonizadas a diferentes tiempos (1, 3 y 5 horas) a presión atmosférica. Al lado izquierdo, las muestras sometidas a presión a vacío y a diferentes tiempos (1, 3 y 5 horas).

Durante la investigación, se reportó que a un mayor tiempo de exposición del ozono existe un mayor contacto con el ozono gaseoso y las partículas alimentarias. A una exposición de ozono a 10 ppm por 5 horas tuvo una reducción de 2.57 log (UFC/g) de Staphylococcus aureus en TSA y 2.67 log (UFC/g) de Escherichia coli en TSA, ambos resultados a una presión vacío. Debido a que las bacterias pueden lesionarse en el tratamiento, se realizó un conteo por medio no selectivo con el objetivo que no se genere una sobrestimación de la eficacia del proceso.

Asimismo, se analizó las características fisicoquímicas (pH, AW, color, humedad), concluyendo que estas no cambian con el tiempo de exposición. Si bien la exposición del ozono frente a productos frescos es menor con respecto a las harinas, esto se debe a que la necesidad de humedad en una célula es importante en su eliminación; los microorganismos al ser desecados son más resistentes que las células hidratadas a la desinfección por ozono.

Investigaciones previas indican que es recomendable la utilización de ozono en diversos alimentos secos, como granos de cereales, frijoles, especias, etc., ya que no afectan las propiedades de los productos. No obstante, es necesario una mayor investigación en la aplicación de ozono a diferentes productos de baja humedad y a la optimización del equipo frente a diferentes matrices alimentarias.

 

 

 

 

 

Referencias

1. Center for Disease Control and Prevention. (2019). Multistate Outbreak of Salmonella Montevideo and Salmonella Senftenberg Infections Linked to Wonderful Pistachios (final update). Recuperado de https://www.cdc.gov/salmonella/montevideo-03-16/index.html
2. Code of regulations. (2011). Direct food substances affirmed as generally. Recognized as safe.
3. Graham, D. (1997). Use of ozone for food processing. Food Technology. 72-75.
4. Guerin, B. (1963). Inhibition and destruction of the microbial cell. Doctor of Pharmacy thesis at university of Paris.
5. Kim, J., Yousef, A., & Dave, S. (1999). Application of ozone for enhancing the microbiological safety and quality of foods: a review. Journal of food protection. 1071-1087.
6. (2016). Levantamiento de información logística para exportaciones de harina de maca al estado de New York. Lima, Perú. Departamento de facilitación de exportaciones.
7. Xu, L. (1999). Use of ozone to improve the safety of fresh fruits and vegetables. Food Technology 58-61,63.
8. Han, Y., Floros, J., Linton, R., Nielsen, S., & Nelson, P. (2002). Response surface modeling for the inactivation of Escherichia coli O157:H7 on green peppers (Capsicum anuum) by ozone gas treatment. Journal of Food Science. Vol 67, 1188-1193.