Cálculo del Tratamiento Térmico en Conservas

El cálculo del tratamiento térmico se basa en tres premisas fundamentales:

Premisa 1: Variabilidad de la Temperatura Letal

Para un microorganismo dado, no existe una única temperatura letal. Hay muchas temperaturas letales, todas las que están por encima de la temperatura óptima de crecimiento. Los efectos letales serán mayores cuanto más alta sea la temperatura por encima de la óptima. Para conocer los efectos de la temperatura sobre un microorganismo, es necesario conocer el grado de destrucción logrado al cabo de un determinado tiempo.

Premisa 2: Destrucción Logarítmica de Microorganismos

La destrucción de los microorganismos por calor no es fortuita, sino que sigue un patrón determinado. El número de microorganismos y esporas de un alimento disminuye en función del tiempo de tratamiento térmico de manera logarítmica. Esta relación se representa en la gráfica de supervivencia del microorganismo a una temperatura dada.

La pendiente de esta línea, es decir, el tiempo que tarda en atravesar un ciclo logarítmico, se llama valor D o número de reducción decimal. El valor D es el tiempo que se necesita para tratar una suspensión microbiana a una temperatura determinada para reducir su número a una décima parte. Se expresa en minutos o segundos, por ejemplo, D₁₀₀ (en °C) -2 (en minutos). Esto indica que se necesita el mismo tiempo para reducir una población de microorganismos de 10,000 a 1,000 que de 1,000 a 100.

Observaciones sobre el Valor D:

• El valor D no depende de la población microbiana inicial, solo de la pendiente de la curva de supervivencia.
• El valor D es distinto para cada especie microbiana.
• Un valor D elevado es indicativo de gran termorresistencia.
• Para un microorganismo hay tantos valores D como temperaturas de tratamiento.
• La exposición de la población microbiana a mayores temperaturas produce una disminución en el valor D.

Determinación del Valor D:

Se puede hallar de dos formas:

1. Gráficamente: Se cuentan el número de supervivientes a distintos tiempos de tratamiento, se representan los valores en un papel semilogarítmico y se determina la pendiente de la línea recta por lectura directa, obteniendo así el valor D.
2. Fórmula matemática: D = (t₂ – t₁) / (log n₁ – log n₂)

El orden de muerte logarítmica permite llegar a dos conclusiones:

1. A mayor número de microorganismos, más tiempo es necesario para reducir su número. El tiempo se calcula: t_total = (log n₁ – log n₂) × D_t
2. Dado que la destrucción de los microorganismos sigue un orden logarítmico, teóricamente ni un tiempo de tratamiento infinito destruirá la totalidad de los microorganismos. A medida que aplicamos valores D, el número de microorganismos disminuye. Si aplicamos a una población bacteriana n reducciones decimales, reducimos su número a 1, y si damos n+1 reducciones tendríamos 0.1 microorganismos. Es decir, la esterilidad absoluta no existe.

Por eso se habla de esterilidad comercial, que es la reducción de microorganismos patógenos y alterantes a límites despreciables, que hagan altamente improbable que el alimento esterilizado provoque problemas sanitarios o de alteración del contenido de los envases esterilizados.

Premisa 3: Comparación de Acciones Letales a Diferentes Temperaturas

Es posible establecer comparaciones en términos de tiempo sobre las acciones letales que para un determinado microorganismo ejercen dos temperaturas diferentes. Si tomamos un microorganismo y determinamos su valor D a distintas temperaturas y luego representamos el logaritmo de los valores D frente a las temperaturas correspondientes, obtenemos la gráfica de termodestrucción.

La gráfica de termodestrucción es una línea recta de pendiente negativa, de cuya lectura se obtiene el valor Z. El valor Z es el número de grados centígrados que hay que aumentar la temperatura de un tratamiento térmico para reducir el valor D de un germen a la décima parte.

El valor Z es característico de cada microorganismo y de la temperatura de tratamiento. Se puede determinar:

1. Gráficamente: A partir de la gráfica de termodestrucción.
2. Fórmula matemática: Z = (t₂ – t₁) / (log D_t1 – log D_t2), conociendo D a una determinada temperatura.

Valor F

El valor F es el tiempo que se requiere, a una temperatura definida, para reducir la población microbiana presente en un alimento hasta un nivel deseado. Se usa como medida de la eficacia letal del tratamiento. La fórmula es:

F = (log n₁ – log n₂) × D_t

Donde:

• n₁ es el número inicial de microorganismos
• n₂ es el número final de microorganismos
• D_t es el tiempo de reducción decimal a la temperatura de tratamiento

Como valor de referencia se usa F₀, que corresponde a una temperatura de 121.1 °C para un microorganismo con un valor Z de 10 °C. En el caso del Clostridium botulinum, se asume la presencia de una espora por envase y es necesario reducir su número a una espora viable por cada billón de envases (12 reducciones), por lo que F₀ = (log 1 – log 10^-12) × 0.21 = 2.52, que se redondea a 3.

Criterios para Establecer el Tiempo de Tratamiento Térmico de una Conserva

Criterios Sanitarios

La termorresistencia de los microorganismos depende de varios factores, entre ellos el estado biológico (las esporas tienen mayor termorresistencia que las células vegetativas) y la especie (las esporas más termorresistentes son las del Clostridium botulinum tipo A y B, que vive en anaerobiosis y produce una toxina muy tóxica para el hombre, y su crecimiento solo es inhibido a pH menores de 4.5, D_121.1 = 0.1 – 0.21 minutos).

Las autoridades sanitarias exigen que el número final de microorganismos sea de 10^-12, es decir, que por cada billón de envases solo uno corra el riesgo de presentar Clostridium. Si el pH de la conserva es menor de 4.5, no se tienen en cuenta las exigencias sanitarias. Si es mayor y no hay Clostridium, se debe suponer que el número de microorganismos inicial es 1 y el número de reducciones decimales que hay que aplicar será: t_121.1 = 0.21 × (log 1 – log 10^-12) = 2.52 minutos. A este valor se le conoce como 12D.

Criterios Comerciales

Los microorganismos alterantes esporulados son los más termorresistentes (Bacillus steothermophilus, Clostridium thermosaccharolyticum y Clostridium sporogenes). Con este tipo de microorganismos, es el fabricante quien tiene que fijar el número final de microorganismos que está dispuesto a soportar en sus productos. Suele fijarse 10^-13 o 10^-14, es decir, que está dispuesto a asumir que por cada 1,000 o 10,000 envases se deteriore uno. Una mayor esterilización supone un mayor gasto energético y pérdidas organolépticas y nutritivas en el producto.

Otras Consideraciones sobre el Cálculo del Tratamiento Térmico

de una conserva:
Una cosa es el valor teórico, hay q tener en cuenta q el envase tarda un tiempo en alcanzar la Tº de régimen del autoclave, luego permanece un tiempo constante y luego baja , por lo q mientras se calienta y se enfría la conserva no esta a la Tª de régimen del autoclave, pero si es una Tª q ejerce efectos letales , por lo q el tiempo real de tratamiento es inferior al calculado teóricamente. Para calcular el tiempo real se realizan graficas de calentamiento- enfriamiento, después de obtenidas las curvas se valora la eficacia letal global, calculando así el tiempo al que se debe de comenzar a enfriar. Obtencion y valoración de las curvas calentamiento- Enfriamiento: Hay varios métodos, el mas usado son los termómetros termoeléctricos o termopares : Un termopar consta de 2 soldaduras q forman un circuito cerrado en el q se introduce un galvanómetro que es capaz de medir corrientes eléctricas , si en una soldadura se pone una Tª distinta se produce una corriente eléctrica q es medida por el galvanómetro y es proporcional a la diferencia de Tª entre ambas soldaduras, así si colocamos una soldadura en el interior del envase y la otra en el exterior a una Tª de referencia , si conocemos la Tª exterior y la intensidad de la corriente podremos saber la Tª de la soldadura del envase , así podemos conocer en cada momento la Tª en el interior del envase ,El termopar esta diseñado para permitir un cierre hermético del envase y del autoclave. La soldadura del interior del envase se introduce en el punto q mas tarde en calentarse, es el punto frío o centro térmico del envase; el centro térmico en envases cilíndricos y en alimentos q se calientan por conducción se halla en el centro geométrico y en los q se calientan por convección en un eje longitudinal a un tercio de su altura..Tras obtener la curva se valora la eficacia global letal de la grafica por un procedimiento matemático.