Eliecer LOPEZ Director de desarrollo [email protected]

Jornada Tecnologías alimentarias

Programa de Tecnología Alimentaria: - Área de envasado -

MONELLS TECNOLOGÍA ALIMENTARIA

Ubicación: Monells (Girona) Personal Investigador / Personal de soporte: Tecnología Alimentaria: 24 investigadores + 17 de soporte Calidad de producto: 14 investigadores + 9 de soporte Seguridad Alimentaria: 6 investigadores + 7 de soporte Funcionalidad y Nutrición: 9 investigadores + 12 de soporte

CALIDAD DE PRODUCTO

SEGURIDAD ALIMENTARIA

FUNCIONALIDAD Y NUTRICIÓN

Instalaciones: Edificio A - IRTA-CENTA de 4.050 m2 construidos y 3.746 m2 útiles repartidos en: Planta piloto: 2.542 m2. Oficinas: 1.026 m2. Laboratorios: 25 m2. Pasillo de visitas: 250 m2. Sala máquinas y auxiliares: 130 m2. Locales auxiliares: 77 m2 Edificio B - IRTA de 2695 m2, repartidos en: Planta piloto: 800 m2. Auditorio: 192 m2 (incluido zonas auxiliares: servicios, vestuarios, etc.). Sala análisis sensorial: 23 m2. Sala máquinas: 65 m2. Oficinas: 665.2 m2. Laboratorios: 659.0 m2. Almacenes y patio interior: 293.1 m2

Líneas de investigación • Optimización de: - los materiales de envasado para alimentos - las tecnologías de envasado existentes - el envasado en atmósfera modificada

Unidad de Tecnología Alimentaria

• Desarrollo de: - materiales biodegradables - sistemas de envasado activo e inteligente - recubrimientos para alimentos • Mejora de: - la seguridad e higiene de los alimentos mediante mejoras en los envases y técnicas de envasado

Servicios • Caracterización de materiales (ensayos mecánicos, estanqueidad, sellado, etc.) • Estudios de: - interacción envase-alimento: migraciones (químico y sensorial) - maquinabilidad para nuevos materiales de envasado en planta piloto - biodegradabilidad / compostabilidad - vida útil de los alimentos envasados. Challenge tests • Solución de problemas tecnológicos de envasado (estudios piloto e in situ)

Unidad de Tecnología Alimentaria

• Adaptación del envase a la tecnología de conservación (pasteurización, esterilización, horno, atmósfera modificada, microondas y altas presiones) • Optimización del material y diseño del envase: estudios térmicos para envases microondables mediante cámaras IR y sondas de temperatura • Desarrollo de nuevos conceptos: producto-envase • Envasado de alimentos en sala blanca • Soluciones de envasado según el alimento y la cadena de distribución • Asesoramiento tecnológico a empresas y formación adaptada a cada cliente

Laboratorios y equipamientos • Laboratorios para análisis físicos, químicos y microbiológicos de alimentos. • Sala de evaluación sensorial. • Planta piloto de alimentos. • Planta piloto de nuevas tecnologías de conservación de alimentos (túnel de microondas, radiofrecuencias, altas presiones, pulsos lumínicos, etc.). • Sala blanca y envasadoras: atmósfera modificada, skin, tray-skin, flow-pack y vacío • Texturómetros para ensayos mecánicos de materiales plásticos. Unidad de Tecnología Alimentaria

• Analizadores de gases, de fugas y de estanqueidad. • Vitrinas comerciales para ensayos de vida útil. • Aplicador de recubrimientos de superficie (lab coater). • Microondas: - con sensores de temperatura. - con cámara termográfica IR.

Tecnologías de envasado: instalaciones

Envasado de alimentos en sala blanca

Unidad de Tecnología Alimentaria

Mezclador de gases puros (O2, N2, CO2) 4a vía para mezclas comerciales

ISO 14644 -1 Modo de flujo turbulento ISO-5 (Máx. 105 partículas/cm2 de ≥0,1mm) Modo flujo laminar ISO-2 (Máx. 102 partículas/cm2 de ≥0,1mm) Control Temperatura 5 – 25ºC

Tecnologías de envasado: envasadoras

Unidad de Tecnología Alimentaria

Tecnología de envasado en atmosfera modificada

ULMA Smart-500

Bandeja 150x230 (altura máx. 80): 4ud Bandeja 180x250 (altura máx. 80): 2ud Apta para altas concentraciones de O2

COMPAC C-26EX

Bandeja tamaño variable: 1ud Apta para altas concentraciones de O2

ILPRA FP-500vg

Bandeja Tecnopack 172x130: 1ud

Tecnologías de envasado: envasadoras

Unidad de Tecnología Alimentaria

Tecnología de envasado en skin

CRYOVAC Darfresh VS-26 Termoformadora skin

ULMA Smart-500 (tray-skin)

Bandeja 150x230 (altura máx. 80): 4ud Bandeja 180x250 (altura máx. 80): 2ud

Movepack Termoformadora skin

Tecnologías de envasado: envasadoras

Unidad de Tecnología Alimentaria

Tecnología de envasado en flow-pack vertical y campana

ULMA VPP VTI-200

13cm (ancho) x 400cm (variable)

Tecnotrip Vacío/MAP/sellado

Tecnotrip Vacío/MAP/sellado

Tecnologías de envasado: equipos y accesorios

Texturómetros para la caracterización de plásticos (ensayos mecánicos)

Unidad de Tecnología Alimentaria

TA.XT Plus Aname

Universal MTS Alliance model RT/5

Tecnologías de envasado: equipos y accesorios

Unidad de Tecnología Alimentaria

Vitrinas, analizador de gases, de fugas y de estanqueidad

Vitrinas comerciales para estudios de vida útil Regulación de la intensidad de luz

Lippke 2500: - detector de fugas - fuerza de sellado

Analizador de gases PBI Dansensor Checkmate II: O2/ CO2/BAL Analizador de estanqueidad

Tecnologías de envasado: equipos y accesorios

Microondas para estudios térmicos en envases microondables

Unidad de Tecnología Alimentaria

Horno microondas EODISS 2450 MHz frecuencia Potencia variable de hasta 1000W Magnetrón en continuo o pulsado Receptor de sondas de fibra óptica para el registro en continuo de temperaturas de trabajo (Microwave Work Station, FISO Ltd)

Sistema de fotografía termográfica IR de PI160 OPTRIS Rango de temperaturas (-20 a 900ºC) Resolución óptica de 160 x 120 píxeles.

Microondas doméstico: 2,45GHz de frecuencia 0.9kW de potencia Receptor de sondas de fibra óptica para el registro en continuo de temperaturas de trabajo (Microwave Work Station, FISO Ltd)

Tecnologías de envasado: equipos y accesorios

Unidad de Tecnología Alimentaria

Aplicador de recubrimientos de superficie (lab coater)

Multiaplicador K-101 REF. K101.01.S Aplicador de recubrimientos de superficie para pinturas, barnices, adhesivos, tintas de impresión líquidas y muchos otros revestimientos de superficie. Estos se pueden utilizar para I+D, control de calidad, efectos de presentación, etc.

Nuevos conceptos de alimentos

El Consumidor

 Elevada calidad  Gusto y flavor natural  Elevada seguridad y vida útil larga  Comodidad de uso / Nuevos envases  Precios adaptados

Unidad de Tecnología Alimentaria

 Novedosos …  Seguridad Alimentaria del producto  Precio del proceso/Competitividad  Satisfacción del Cliente  Gestión de Riesgos  Innovación de productos y envases  Suministro Materia prima

Las Empresas

Nuevos conceptos de procesos

Las nuevas demandas de los consumidores en productos procesados pueden satisfacerse mediante la aplicación de diversas tecnologías, entre las cuales cabe destacar como tratamiento térmico las “Microondas” y como

Unidad de Tecnología Alimentaria

tratamiento no-térmico la “Alta Presión Hidrostática”.

Túnel Microondas

Alta Presión Hidrostática

Estas tecnologías exigen a su vez que la tecnología de envasado evolucione y se adecue a las necesidades que éstas requieren.

Nuevos conceptos de procesos

Otra tecnología de conservación es el envasado en atmósfera protectora. Ésta consiste en la eliminación del aire contenido en el paquete seguida o no de la inyección de un gas/mezcla de gases seleccionado de acuerdo a las propiedades del alimento. Necesidad de diseñar una

aire

atmósfera adecuada a las

Unidad de Tecnología Alimentaria

características del alimento Vacío convencional (VP)

aire Skin (VSP)

(pH, aw, reacciones de deterioro, microflora, etc.)

gasi

envasado en materiales adecuados y a costes Atmósfera Modificada (MAP)

asequibles para prolongar la vida útil del producto

Los Tratamientos térmicos

Unidad de Tecnología Alimentaria

Tratamientos tradicionales de PASTEURIZACIÓN

Nuevas tecnologías de PASTEURIZACIÓN (microondas)

Factores a tener en cuenta: •Tiempo y temperatura de procesado para alargar la vida útil del producto (reducción microbiológica) = seguridad alimentaria •Distribución de temperaturas y penetración de calor •Calidad organoléptica •Diseño y material de envase

Adaptación del envase a la tecnología de conservación (1)

Unidad de Tecnología Alimentaria

Objetivo: pasteurización de Gambas peladas con salsa de curry en envase de tipo Doypack

Envasado con Salsa curry Valor de Pasteurización

Perfil de Temperaturas Aceptabilidad del envase Aceptabilidad del producto

Valor de cocción:

Trabajo elaborado por el IRTA-CENTA

Adaptación del envase a la tecnología de conservación (2)

Tmax = 102ºC

Tmax = 94ºC

dT = 158 ºC/min dt

Unidad de Tecnología Alimentaria

dT = 6 ºC/min dt

Producto: Gambas peladas con salsa de curry en envase de tipo Doypack (Data IRTA-CENTA)

P85 = 83,8

CV = 1,29

CV = 0,60 P85 = 15,8

Adaptación del envase a la tecnología de conservación (3)

Unidad de Tecnología Alimentaria

Microondas: incremento rápido de la temperatura Aire caliente: mantener temperatura Túnel de enfriamiento : bajar temperatura a < 5ºC

Reducción del tiempo de procesado Permite un procesado en continuo Mejora la calidad del producto Permite innovar producto/envase

Comparación de procesos térmicos (1)

Unidad de Tecnología Alimentaria

Objetivo: comparación de procesos de pasteurización de un producto vegetal envasado en bandeja CPET foam termosellada

Análisis del envase: aspecto, deformación, etc. Análisis sensorial a diferentes tiempos Estudio térmico de los diferentes procesos Almacenamiento a 4ºC

Trabajo elaborado en el marco del proyecto Redbio 2009-2012

Red de experimentación, intercambio y de transferencia para el desarrollo de la agricultura biológica en producciones vegetales orientadas a los agricultores catalanes

Comparación de procesos térmicos (2)

Reducción del tiempo de procesado respeto los otros procesos de pasteurización. Procesado en continuo Alarga vida útil del producto Mejora la calidad y aspecto general del producto (mejor valorado a 30días: MO > autoclave > horno > control)

Unidad de Tecnología Alimentaria

Permite innovar producto/envase

¿Qué es la Alta Presión Hidrostática ?

I.

Medio de presión: el agua

II.

Presión hidrostática

III. Efectivo contra Listeria y otros patógenos IV. Impacto limitado sobre las características

Unidad de Tecnología Alimentaria

sensoriales y vitaminas

La Alta presión HidrostáticaV. es una técnica de pasteurización cuyo principio activo es la presión y no la temperatura

Perfil de presión: subida 150 – 250 MPa/min (P0 => P1) Tiempo a presión máxima (P1) Despresurización en segundos (P1 => P0)

Adecuación del envase a la tecnología (cierta flexibilidad, no rígido) Incremento de temperatura DT/dt => +/- 3º C por 100 MPa

Adaptación del envase a la tecnología de conservación (1)

Objetivo: pasteurización de Salmón cocido al vacío en bolsa de cocción al vacío

Unidad de Tecnología Alimentaria

Cocción al vacío Perfil de temperatura

Análisis Análisis (Microbiología, a día 1, 4, 6, 8,pH, 11 &color 13 & textura) (Microbiología, pH, color & a día 1,textura) 4, 6, 8, 11 & 13

Almacenamiento a 4ºC

Trabajo elaborado en el marco de proyecto CENIT FUTURAL 2007-2010 Bibliografía: P.A. Picouet et al. (2011) Innovative Food Science and Emerging Technologies 12 : 26–31

P1 = 210 MPa P2 = 310 MPa P3 = 400 MPa

Adaptación del envase a la tecnología de conservación (3)

Efecto Calidad (pH, Color) y Sensorial (test hedónico) Reducción de pH de - 0.2

pH inicial = 6,38 0,02

Diferencia de color E

6.7

16

6.6

14

6.5

12

E values

SVC

6.4

pH

CB210 CB310

6.3

CB400

10 SVC

8

CB210 CB310

6

6.2

CB400

Un proceso de alta presión por encima de 310 MPa tras una cocción al vacío permite incrementar la vida útil del salmón al reducir entre 1 y 2 Logs la carga microbiana Time (Days) Time (Days) inicial y manteniendo el producto en su nivel óptimo de calidadDías sensorialCB210 hasta 6CB310 días post-tratamiento. CB400 4

6.1

2

6.0

Unidad de Tecnología Alimentaria

1

4

6

Aceptabilidad general 1 : inaceptable 6: muy bien aceptado

8

11

0

13

1

4

1

5

4

4

4

4

4

4

6

4

3

3

8

3

2

2

11

1

1

1

13

1

1

1

6

8

11

13

Límite de aceptabilidad

Desarrollo de nuevos conceptos: producto-envase (1)

Objetivo: pasteurización de Lomos de Dorada marinados envasados en bolsa VPP

Unidad de Tecnología Alimentaria

Fileteado y Marinado

Análisis a día 1, 10, 21, 31, 39 & 50 (Microbiología, pH & sensorial) Almacenamiento a 4ºC

Trabajo elaborado en el marco de proyecto JACUMAR 2008-2011

P1 = 500 MPa

Desarrollo de nuevos conceptos: producto-envase (2)

Análisis microbiológico (recuentos aerobios totales) y de pH Evolución del Crecimiento Microbiológico EQM => 0.26 Log10[cfu/g] Crecimiento después del día 20 (lag time 25-26 días) para muestra control

Unidad de Tecnología Alimentaria

Estadísticamente diferente (Pr < 0.0001) de las muestras tratadas por HPP

Evolución del pH EQM =>

0.13 Reducción exponencial del pH entre día 1 y día 10 para todas las muestras

Desarrollo de nuevos conceptos: producto-envase (3)

Análisis Sensorial a día 1 y a día 31 Producto cocido en un horno microondas doméstico, Potencia máxima durante 1 minuto (Día 1)

Unidad de Tecnología Alimentaria

Salvaje

Piscicultura

(Día 1)

(Dia31)

Desarrollo de nuevos conceptos: producto-envase (4)

Análisis Sensorial : aceptabilidad general Producto cocido en un horno microondas doméstico, Potencia máxima durante 1 minuto

Unidad de Tecnología Alimentaria

Análisis parada por los datos control (ver microbiológicos )

El procesado por altas presiones frena el crecimiento microbiológico. Después de la cocción por microondas del producto no hay diferencias significativas entre las muestras tratadas y las control. Sensorialmente hay pocas diferencias entre las muestras de piscicultura y las salvajes.

Evolución de la Aceptabilidad EQM =>

0.71

Validación de materiales plásticos (1)

Unidad de Tecnología Alimentaria

Objetivo: pasteurización por alta presión y combinación con otras técnicas de conservación. Estudio de las características de los materiales de envase (propiedades mecánicas, de permeabilidad al oxígeno y migración global). Objetivo: sustitución del tratamiento térmico convencional por el de altas frecuencias (generación interna de calor). Estudio de las características de los materiales de envase (propiedades mecánicas, de permeabilidad al oxígeno y migración global).

Validación de materiales plásticos y sistemas de envasado diferentes para productos cárnicos, de la pesca y vegetales Trabajo elaborado en el marco del proyecto FUTURAL 2007-2010

Alargar vida útil producto Aceptabilidad del envase Aceptabilidad del producto

Soluciones de envasado según alimento (1)

Unidad de Tecnología Alimentaria

Objetivo: prolongación vida útil en productos de alta calidad y precio. Cambio del formato y material de envase (de bolsa laminada no retráctil → skin) Presión: 600MPa/6min/12ºC

Bolsa laminada no retráctil

Análisis del envase Análisis microbiológicos (“Challenge Test Listeria”) Análisis sensorial Análisis físico-químicos (textura instrumental, pH)

Trabajo elaborado en el marco del proyecto CENIT FUTURAL 2007-2010

Envase skin

Soluciones de envasado según alimento (1)

Almacenamiento a 4ºC

Inoculación con Listeria

BAL

Análisis microbiológicos a día 0, 15, 30, 60, 90 & 120 (Listeria, Salmonella y Bacterias del ácido láctico)

Unidad de Tecnología Alimentaria

L. monocytogenes

Salmonella

- Análisis del envase correcto: mejora de la presentación - Prolongación de la vida útil del producto y seguridad alimentaria - Análisis sensorial: eliminación de exudados de sangre observados en bolsas laminadas no retráctiles. Sensorialmente no hay diferencias significativas 2’

Validación de materiales plásticos (1)

Objetivo: prolongación vida comercial y seguridad alimentaria sin afectar las características sensoriales respeto el producto no tratado. Material de envase: skin vs otros materiales. Presión: 600MPa/5min → Análisis sensorial a diferentes tiempos Producto: paleta de cerdo ibérico de bellota (A) y de cebo (B)

Unidad de Tecnología Alimentaria

Análisis del envase Análisis microbiológicos (“Challenge Test Listeria”) Análisis sensorial Textura instrumental

A

B Control

HPP

Control

HPP

2’ Trabajo elaborado en el marco del proyecto CENIT FUTURAL 2007-2010

Color similar al control, no oxidado y sin aparición de flavor rancio

Validación de materiales plásticos (1)

Objetivo: prolongación vida útil y “listo para calentar”. Material de envase: skin microondable Presión: 600MPa/6min → 1min/900W → sensorial Producto: pulpo cocinado refrigerado

pulpo cocinado congelado: descongelado antes de envasar pulpo crudo congelado cocinado (descongelado o no) LOG Enterobacterias (UFC/g) C 6,24 1,24 1 HHP 6,13