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UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL

TECNOLOGIA DE FRIO EN CARNE ROJA Y BLANCA

PRESENTADO POR

: Jimmy Flor Curo Mirian Stefani del Pilar Nina Luna Joisi Quispe Ventura Russvel Ramos Gallegos Zenayda Molina Sandoval

CURSO

: TECNOLOGÍA DE FRIO

DOCENTE

: ING. JERONIMO M. SARCO BURGOS

CICLO

: IX

MOQUEGUA – 2017 0

ÍNDICE

INTRODUCCIÓN....................................................................................................................... 3 GENERALIDADES .................................................................................................................... 4 1.

2.

REFRIGERACIÓN ............................................................................................................ 4 1.1

Tiempo de refrigeración ................................................................................................ 4

1.2

Características del agua ................................................................................................. 4

1.3

Curva de congelación .................................................................................................... 5

1.4

Principios termodinámicos de la formación del hielo ................................................... 6

1.5

Deterioro ....................................................................................................................... 6

1.6

Microorganismos patógenos ......................................................................................... 6

DIAGRAMA DE INDUSTRIALIZACION ALIMENTARIA DE AVES ..................... 7 Manipulación de aves vivas ........................................................................................ 7

2.1

2.1.1

Sacrificio y desplume ............................................................................................ 7

2.1.2

Eviscerado ............................................................................................................. 7

2.1.3

Refrigeración ......................................................................................................... 8

2.1.4

Clasificación y distribución aérea ......................................................................... 8

2.1.5

Refrigeración y congelación.................................................................................. 8

2.1.6

Clasificación y procesado de lotes ........................................................................ 8

2.1.7

Envasado y final de línea ...................................................................................... 8

2.1.8

Control del proceso ............................................................................................... 9

2.1.9

Logística interna- transporte.................................................................................. 9

La importancia de las cámaras frigoríficas en seguridad alimentaria ................... 9

2.2

3.

2.2.1

Bajo condiciones seguras ...................................................................................... 9

2.2.2

Claves para un buen funcionamiento .................................................................. 10

DIAGRAMA DE INDUSTRIALIZACION ALIMENTARIA DE CARNE ................ 11 3.1

Tecnología aplicada en frio....................................................................................... 11

3.2

Métodos de conservación por frio mediante refrigeración .................................... 12

3.2.1

Refrigeración Rápida........................................................................................... 12

3.2.2

Refrigeración Lenta ............................................................................................. 13

3.2.3

Refrigeración Monofásica ................................................................................... 13

Métodos de Conservación por Frio mediante Congelación ................................... 13

3.3

3.3.1

Congelación Rápida ............................................................................................ 14

3.3.2

Congelación Lenta............................................................................................... 14

3.3.3

Congelación por contacto .................................................................................... 14

1

3.3.4

Congelación por inmersión ................................................................................. 14

3.3.5

Ultra congelación ................................................................................................ 14

3.4

4.

Manejo del transporte refrigerado de carnes y derivados..................................... 15

3.4.1

Carne refrigerada ................................................................................................. 15

3.4.2

Carne congelada .................................................................................................. 15

3.4.3

Carne en paquetes de venta al por menor ............................................................ 15

EQUIPOS DE REFRIGERACIÓN ................................................................................. 16 4.1

refrigeración forzada en carnes ............................................................................... 16

4.2

Refrigeradoras industriales para carnes ................................................................. 16

4.2.1

Congeladores de Acero Inox. Torrey .................................................................. 16

4.2.2

Congeladores de Acero Inox. Sobrinox-1 ........................................................... 16

4.2.3

Refrigerador de Acero Inox Mod. T-49 .............................................................. 16

4.2.4

Refrigerador y Cong. Cool & Frezee .................................................................. 17

4.2.5

Refrigerador de Acero Inox Mod. T-23 .............................................................. 17

4.3

Cámaras frigoríficas ................................................................................................. 17

4.3.1

Frigorífico de carne ............................................................................................. 17

4.3.2

Enfriar vacuno ..................................................................................................... 17

4.3.3

Congelar .............................................................................................................. 18

4.3.4

Deshuesar ............................................................................................................ 18

4.3.5

IQF ...................................................................................................................... 19

5. CAMBIOS FISICOQUIMICOS DURANTE LA REFRIGERACIÓN Y CONGELACIÓN ...................................................................................................................... 19 5.1

Congelamiento de los alimentos ............................................................................... 19

5.2

La velocidad de congelación de los alimentos ......................................................... 20

5.3

Aspectos tecnológicos de la congelación en alimentos ............................................ 20

5.4

Factores que influyen sobre el tiempo de congelación ........................................... 21

5.5

Velocidad de congelación .......................................................................................... 22

5.6

Fracción de agua congelada ..................................................................................... 22

5.7

Descongelación........................................................................................................... 22

5.8

Tiempo de conservación de la carne congelada ...................................................... 24

CONCLUSIONES ..................................................................................................................... 24 BIBLIOGRAFÍA ....................................................................................................................... 25

2

INTRODUCCIÓN Los cambios físicos, químicos y micróbicos que se producen en la carne fresca son estrictamente una función de la temperatura y la humedad. El control de la temperatura y la humedad constituye, consecuentemente, en la actualidad el método más importante de conservación de la carne para atenerse a las necesidades de los procedimientos o del comercio al por menor de los países industrialmente desarrollados del mundo y está siendo cada vez más empleado en las zonas urbanas, particularmente por parte de hoteles, abastecedores de comidas e instituciones hospitalarias de los países en desarrollo. Por ejemplo, el aumento de las bacterias se reduce a la mitad con cada descenso de la temperatura de 10 °C y prácticamente se detiene en el punto de congelación; es decir, la carne se conservará por lo menos el doble de tiempo a 0 °C que la carne con un nivel análogo de contaminación, pero conservada a 7 °C; o se conservará por lo menos cuatro veces más tiempo a 0 °C que ha 10 °C. De ello se deduce que, cuando la carne se conserva por enfriamiento, debe procederse al enfriamiento lo más rápidamente posible después de la matanza, independientemente de su destino final (consumo local o despacho a otros lugares). Al mismo tiempo es preciso asegurarse de que la res muerta ha llegado al rigor mortis antes de enfriarse a 10 °C o a menos para que no se produzca una disminución del frío. Debe conservarse también posteriormente la temperatura de enfriamiento hasta que se utilice, es decir, debe existir una cadena del frío ininterrumpida desde el matadero hasta el consumidor. Todo el desarrollo de la refrigeración ha tendido a la realización de este fin.

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GENERALIDADES 1. REFRIGERACIÓN La refrigeración consiste en la conservación de los productos a bajas temperaturas, pero por encima de su temperatura de congelación. De manera general, la refrigeración se enmarca entre –1ºC y 8ºC. De esta forma se consigue que el valor nutricional y las características organolépticas casi no se diferencien de las de los productos al inicio de su almacenaje. Es por esta razón que los productos frescos refrigerados son considerados por los consumidores como alimentos saludables. La refrigeración puede aplicarse sola o en combinación con otras técnicas, tales como la irradiación, las atmósferas modificadas y controladas, el envasado en atmósferas modificadas, entre otras. La refrigeración encuentra gran aplicación en la elaboración de comidas preparadas en los que se aplican los sistemas de cocción-enfriamiento. 1.1 Tiempo de refrigeración La determinación del tiempo de refrigeración constituye un elemento de importancia práctica ya que permite conocer el tiempo necesario para que un producto alcance una temperatura dada en su centro térmico partiendo de una temperatura inicial, una temperatura del medio de enfriamiento, configuración geométrica, tipo de envase, etc. Este resultado puede emplearse en el cálculo de la carga por productos correspondiente a la carga térmica. 1.2 Características del agua El agua es el constituyente más abundante en la mayoría de los alimentos en estado natural por lo que desempeña un papel esencial en la estructura y demás caracteres de los productos de origen vegetal y animal. El agua presente en un alimento puede estar como agua libre o como agua ligada. Esta última puede estar más o menos fuertemente unida de manera compleja a otros constituyentes. Es por ello que el estado del agua presente en un alimento es tan importante para su estabilidad como su contenido total, ya que de ello dependerá su aptitud para el deterioro.

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Durante la congelación el agua es removida de su posición normal dentro de los tejidos y convertida en hielo. Este proceso es parcialmente revertido durante la descongelación dando lugar a la formación de exudado. El incremento en la concentración de los contenidos celulares puede generar procesos indeseables en los productos. 1.3 Curva de congelación El proceso de congelación en los alimentos es más complejo que la congelación del agua pura. Los alimentos, al contener otros solutos disueltos además de agua, presentan un comportamiento ante la congelación similar al de las soluciones. La evolución de la temperatura con el tiempo durante el proceso de congelación es denominada curva de congelación. Esta curva posee las siguientes secciones: ‐

AS: el alimento se enfría por debajo de su punto de congelación qf inferior a 0ºC. En el punto S, al que corresponde una temperatura inferior al punto de congelación, el agua permanece en estado líquido. Este subenfriamiento puede llegar a ser de hasta 10ºC por debajo del punto de congelación.

‐

SB: la temperatura aumenta rápidamente hasta alcanzar el punto de congelación, pues al formarse los cristales de hielo se libera el calor latente de congelación a una velocidad superior a la que éste se extrae del alimento.

‐

BC: el calor se elimina a la misma velocidad que en las fases anteriores, eliminándose el calor latente con la formación de hielo, permaneciendo la temperatura prácticamente constante. El incremento de la concentración de solutos en la fracción de agua no congelada provoca el descenso del punto de congelación, por lo que la temperatura disminuye ligeramente. En esta fase es en la que se forma la mayor parte del hielo.

‐

CD: uno de los solutos alcanza la sobresaturación y cristaliza. La liberación del latente correspondiente provoca el aumento de la temperatura hasta la temperatura eutéctica del soluto.

‐

DE: la cristalización del agua y los solutos continúa.

‐

EF: la temperatura de la mezcla de agua y hielo desciende.

En realidad la curva de congelación de los alimentos resulta algo diferente a la de las soluciones simples, siendo esa diferenciación más marcada en la medida en que la velocidad a la que se produce la congelación es mayor. 5

1.4 Principios termodinámicos de la formación del hielo La cristalización que se origina durante la congelación de un alimento es la formación de una fase sólida sistemáticamente organizada a partir de una solución. La cristalización del hielo se produce cuando el sistema se encuentra lo suficientemente subenfriado. El subenfriamiento es la diferencia de temperaturas por debajo del punto inicial de congelación del sistema. La nucleación es la combinación de moléculas dentro de una partícula ordenada de tamaño suficiente para sobrevivir sirviendo a su vez de sitio para el crecimiento cristalino. 1.5 Deterioro Las carnes son fácilmente alterables, sobre todo si están procesadas, pues tienen un pH entre 5,1 y 5,6, adecuado para el desarrollo de la mayoría de los microorganismos, y un potencial de reducción que permite el crecimiento de los anaerobios en profundidad y los aerobios en la superficie. Las bacterias están confinadas a la superfice de las carnes durante la fase de crecimiento logarítmico, e interviene en la adhesión al sustrato la carga superficial de los microbios y su hidrofobicidad. Las enzimas extracelulares, secretadas por los gérmenes proteolíticos cuando alcanzan su densidad máxima, les permite penetrar en la carne. El

enverdecimiento

producido

por

peróxido

es

debido

a

lactobacilos

heterofermentadores y Leuconostoc, mientras que el color verde originado al reaccionar el sulfuro de hidrógeno con la hemoglobina es causado por Shewanella putrefaciens y algunas otras bacterias. 1.6 Microorganismos patógenos La carne vacuna está considerada como el origen de la diseminación de ciertos tipos virulentos de E. coli. Las bacterias Staphylococcus aureus, C. perfringens, Campylobacter spp., Listeria monocytogenes y Salmonella spp., se encuentran en un bajo número sobre las superficies de las carnes crudas sin embargo pero puede aumentar por una manipulación inadecuada. Los patógenos más comunes transmitidos por la carne vacuna son Salmonella spp., Staphylococcus aureus y C. perfringens. La carne de cerdo es un vector importante en la transmisión de Campylobacter jejuni y Y. enterocolitica.

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2. DIAGRAMA DE INDUSTRIALIZACION ALIMENTARIA DE AVES

Fuente: Elaboración propia 2.1 Manipulación de aves vivas El buen funcionamiento de la logística en el abastecimiento y el despacho del producto contribuye de forma significativa a la eficacia global de toda la planta de procesado avícola. Protege la calidad de las aves, ahorra mano de obra, mejora la ergonomía y es el mejor comienzo posible para su proceso. Sus diversas opciones de limpieza limitan al mínimo cualquier riesgo de contaminación. 2.1.1 Sacrificio y desplume Un proceso de sacrificio y desplume eficaz tiene una gran influencia en la calidad, la vida útil, el aspecto y el color de sus productos finales 2.1.2 Eviscerado Un buen eviscerado es fundamental para proteger la calidad de sus productos finales, incluidos los menudillos. Se extrae el paquete de vísceras completo en una única operación. Posteriormente, se separa inmediatamente del esqueleto y se transfiere a

7

un gancho individual, o bien se coloca sobre la parte posterior del producto para la separación manual. 2.1.3 Refrigeración La manera de refrigerar un pollo fresco influye considerablemente en su vida útil, presentación, la estructura de la carne y su rendimiento final. Se enfría las aves a la temperatura correcta del núcleo sin congelar las alas ni la piel del cuello. La pérdida de peso se reduce al mínimo con el enfriado por agua o con superficie seca, pero con cierta humedad en la carne y al consumidor final se le presentan unos productos con un color atractivo. 2.1.4 Clasificación y distribución aérea Dado que las capacidades de procesado están en continuo crecimiento, la necesidad de un sistema de distribución de productos realmente rápido basado en una evaluación precisa de la calidad y en un pesaje muy preciso está ganando más relevancia que nunca. 2.1.5 Refrigeración y congelación Los alimentos contienen enzimas, una forma de proteína compleja que cataliza las reacciones químicas. Durante la congelación, la reacción enzimática causante de los cambios de color y sabor y la pérdida de nutrientes se desacelera, permitiendo la conservación del sabor, textura y valores nutricionales durante largos periodos de tiempo. 2.1.6 Clasificación y procesado de lotes Los sistemas de procesado de lotes producen artículos avícolas tanto frescos como congelados en prácticamente cualquier tamaño en envases de pesos fijos. 2.1.7 Envasado y final de línea Los sistemas de final de línea realizan las operaciones finales para completar el proceso de envasado y proporcionar las presentaciones especificadas por el cliente final.

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2.1.8 Control del proceso Permite controlar, supervisar y mejorar de manera eficiente todos los aspectos de su proceso de producción, desde la manipulación de las aves vivas hasta el despacho de pedidos y procesos de control de calidad. 2.1.9 Logística interna- transporte Una buena logística interna mejora el flujo de sus productos y protege la calidad en el proceso. Una forma de hacerlo es utilizar cintas transportadoras que colocan automáticamente el producto en una posición correcta para proceder a su entrada en una máquina posterior. ‐

Producto - Temperatura máxima de transporte

‐

Carnes de aves y conejos - 4 °C

2.2 Importancia de las cámaras frigoríficas en la seguridad alimentaria El uso de frío es uno de los sistemas más universales para la conservación de alimentos, tanto en el ámbito doméstico como industrial. Su principal ventaja reside en que permite ralentizar la actividad de microorganismos patógenos en alimentos y, en consecuencia, alargar su vida útil. Pero debe tenerse en cuenta que, a diferencia de la aplicación del calor, la refrigeración no destruye los patógenos, sino que se limita a inhibir su crecimiento. En el ámbito industrial y comercial, para mantener los productos perecederos a la temperatura más adecuada durante el tiempo necesario, se utilizan las cámaras frigoríficas, de distintas medidas y capacidades y pensadas para albergar toda clase de alimentos. Las hay de todos los tamaños, desde pequeñas neveras hasta cámaras de gran capacidad para productos cárnicos, verduras, pescado o lácteos. El objetivo, sea cual sea la capacidad y el alimento, es conseguir una adecuada conservación, que es posible manteniendo una temperatura ligeramente superior al punto de congelación. 2.2.1 Bajo condiciones seguras Las cámaras frigoríficas forman parte de uno de los principales eslabones de la cadena alimentaria. Cualquier producto perecedero entra a formar parte de este paso antes de 9

ser comercializado ya que se trata de alimentos que necesitan, de forma ininterrumpida, la acción del frío, desde la poscosecha o el sacrificio hasta el consumo o su uso en la industria. De ahí la importancia de contar con unas instalaciones adecuadas de almacenamiento, tanto en las zonas de producción como en las de abasto y en las industrias procesadoras de alimentos. El uso de ozono en cámaras frigoríficas actúa eliminando microorganismos de los alimentos y minimizando los malos olores A la hora de impedir el crecimiento de patógenos durante la fase de refrigeración son dos los factores fundamentales que hay que tener en cuenta: la temperatura y el tiempo. La temperatura de frío debe mantenerse entre 2º C y 5º C, por debajo de los 8º C, que es cuando los microorganismos pueden empezar a multiplicarse. El alimento deberá conservarse durante el tiempo preciso y no alargarlo ya que la humedad favorece la proliferación de hongos y bacterias. La conservación sólo es efectiva y segura si se mantienen las condiciones ambientales adecuadas; de no ser así, y si los microorganismos encuentran un "clima favorable", aumenta por ejemplo el desprendimiento de olores, de ahí que la desodorización y la desinfección en este tipo de instalaciones vayan en la mayoría de los casos a la par. 2.2.2 Claves para un buen funcionamiento El control de los productos que se almacenan en las cámaras frigoríficas industriales debe fundamentarse en aspectos como: ‐

Someter los alimentos lo menos posible a temperaturas exteriores.

‐

Realizar las entradas y salidas con la mayor rapidez posible.

‐

Manipular los alimentos en el interior.

‐

Vigilar que la temperatura a la que se introduce un alimento es la adecuada.

‐

Contar con un plan de vigilancia en caso de avería del sistema de refrigeración.

‐

Tener un registro de las partidas de alimentos que entran y salen.

‐

Comprobar el estado de los alimentos de forma regular y descartar los que puedan estar alterados o deteriorados.

‐

Almacenar los productos de manera que el aire circule libremente manteniendo una distancia entre ellos y entre el alimento y las paredes y el suelo. 10

‐

No fumar ni comer dentro del almacén frigorífico.

‐

No mezclar productos congelados en cámaras de refrigeración.

3. DIAGRAMA DE INDUSTRIALIZACION ALIMENTARIA DE CARNE

Fuente: Manual de Buenas Prácticas de Faena 3.1 Tecnología aplicada en frio El hecho de que la mayoría de las carnes constituyan excelentes medios de cultivos con humedad abundante, pH casi neutro y abundancia de nutrientes, unido a la circunstancia de que pueden encontrarse algunos organismos en los ganglios linfáticos, huesos y músculos, ya que la contaminación por organismos alterantes es casi inevitable, Hace que su conservación sea más difícil que la de la mayoría de los alimentos. (Vicente, 2017) 11

La refrigeración en la carne inhibe los procesos vitales de los tejidos vivos, y de los tejidos muertos, realentando el metabolismo bioquímico. Retrasa considerablemente el desarrollo de los microbios y sus relativas consecuencias (putrefacción, producción de toxina etc.). (Vicente, 2017) Cuanto más rápido se realice el enfriamiento de la carne, menos probabilidad tienen los gérmenes mesófilos de reproducirse. El tiempo máximo de conservación de la carne de vacuno mayor refrigerado es de unos 30 días, dependiendo del número de gérmenes presentes, de la temperatura y de la humedad relativa. Para cerdo, cordero y oveja de 1 a 2 semanas y para la ternera todavía menos. Los embutidos que no se cuecen, las salchichas y los chorizos no curados o el picadillo para prepararlos, deben conservarse refrigerados. (Soldevilla, 2000) Los microorganismos que plantean problemas en el almacenamiento de la carne refrigerada son bacterias psicotroficas principalmente del género Pseudomonas, si bien las de los géneros Alcaligenes, Micrococcus, Lactobacillus, Streptococcus, Leuconostoc, Pediococcus, Flavobacterium y Proteus y ciertas levaduras y mohos pueden crecer a temperaturas bajas. (Garcia, 2006). 3.2 Métodos de conservación por frio mediante refrigeración Una refrigeración adecuada depende de varios factores: ‐

Rápida refrigeración

‐

Temperatura adecuada

‐

Velocidad y circulación correcta del aire

El frio elimina el calor natural de la carne y con eso frena el proceso de descomposición de la misma; mediante diferentes tipos de refrigeración: 3.2.1 Refrigeración Rápida En este tipo de refrigeración lo recomendable es llevar la carne inmediatamente a refrigerarla después del sacrificio a una temperatura de -10°c después de cambiar o trasladar la carne a un cuarto con temperatura de -1°c y con humedad de 90% dejándola en ese espacio por 3 horas.

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3.2.2 Refrigeración Lenta Consiste en dejar la carne a una temperatura ambiente hasta llegar a 30°c, se pasa la carne al cuarto de refrigeración con temperatura de 5°c y humedad relativa de 80% con circulación de aire; En 24 horas la temperatura de las capas superficiales baja a 7°c y las más profundas a 17°c aprox. Posteriormente la carne es trasladada a un cuarto de conservación a 3°c en 30 horas que tiene la temperatura del cuarto. 3.2.3 Refrigeración Monofásica Consiste en mantener en la carne una temperatura constante, mediante un termostato en todo tiempo hasta alcanzar la temperatura deseada, no interna de las piezas. (Soldevilla, 2000). Tabla N° 1: Temperaturas de conservación para diferentes carnes

Carne vacuna Carne de cerdo Carne de ternera Carne de cordero Vísceras

Temperatura °C 0 a -1.5 0 a -1.5 0 a -1.0 0 a -1.0 0 a -1.0

HR % 90 90 a 95 90 90 a 95 85 a 90

Plazo límite (días) 21 a 35 7 a 14 7 a 21 10 a 15 7

Fuente: (Vicente, 2017) 3.3 Métodos de Conservación por Frio mediante Congelación La congelación destruye aproximadamente la mitad de las bacterias presentes, cuyo número disminuye lentamente durante el almacenamiento: especies de Pseudomonas, Alcaligenes, Mocrococcus, Lactobacillus, Flavobacterium y Proteus, continúan su crecimiento durante la descongelación, si esta se práctica lentamente. Si se siguen las normas recomendadas para las carnes envasadas, congeladas por el procedimiento rápido, la descongelación es tan corta que no permite un crecimiento bacteriano apreciable. (Plank, 1984) Cuando se prevé a un largo periodo de almacenamiento o el transporte de las carnes a grandes distancias (-18°c) es el procedimiento de mejor excelencia para conservar la carne. Mediante congelación, la mayoría del agua contenida en las células y espacio intercelulares, se transforma en cristales de hielo. De esta manera, se bloquean las

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actividades bioquímicas en el producto, y es posible realizar una conservación de hasta 20 meses, mediante los distintos tipos de congelación. (Plank, 1984) 3.3.1 Congelación Rápida ‐

Provoca cristales pequeños

‐

Pocas pérdidas de líquido celular por exudado

‐

Bajo ablandamiento de los tejidos durante la descongelación.

3.3.2 Congelación Lenta Provoca la formación de cristales de hielo de dimensiones más grandes, las cuales proporcionan un producto de calidad más baja, debido a la elevada perdida de exudado durante la descongelación. 3.3.3 Congelación por contacto Se efectúa introduciendo el producto entre 2 placas de metal, cuyo interior se efectúa la expansión de líquido refrigerante, las placas tienen una temperatura de -35°c. 3.3.4 Congelación por inmersión Se introduce el producto en una solución de salmuera a bajas temperaturas (puede usarse NaCl o azúcar). Esta solución es un buen conductor, hace contacto con todo el producto, provocando una transferencia de calor rápida y el producto es congelado totalmente en corto tiempo (se congela en unidades individuales en vez de forma masiva). Una desventaja importante es la extracción de los jugos del producto por diferencia de concentración. También puede existir una penetración excesiva de sal en el producto, provocando cambio de sabor. (Briceño, 2006) 3.3.5 Ultra congelación La sobrecongelación o ultracongelación consiste en una congelación en tiempo muy rápido (120 minutos como máximo), a una temperatura muy baja (inferior a -40ºC), lo que permite conservar al máximo la estructura física de la carne. Dado que éstos conservan inalteradas la mayor parte de sus cualidades, solo deben someterse a este proceso aquellos que se encuentren en perfecto estado. Los alimentos ultracongelados una vez adquiridos se conservan en las cámaras de congelación a unos -18 a -20ºC. (Briceño, 2006) 14

3.4 Manejo del transporte refrigerado de carnes y derivados. 3.4.1 Carne refrigerada Para un transporte de carne refrigerada de 1 a 6 días de duración, la temperatura en el interior del vehículo deberá ser de -1 a 7°C, siendo aconsejable que la temperatura máxima que pueda tener la carne en el momento de su carga en el vehículo de transporte sea de 4°C, y la del interior del vehículo deberá ser de -1 a 1°C para mejor conservación de su calidad, admitiéndose a su llegada al punto de destino una temperatura de 5°C. Se tendrá especial cuidado en evitar, en lo posible, la condensación del vapor de agua sobre las superficies frías de la carne. El tocino fresco, así como los despojos rojos, se transportarán, para un período de tiempo comprendido entre uno y dos días, a la temperatura de -1° a 3°C, y la manteca de cerdo a una temperatura máxima de 12°C para una duración de transporte de uno a tres días, y a un máximo de 10° C para cinco o seís días. (Marti, 2008) 3.4.2 Carne congelada La temperatura de transporte de carne congelada deberá ser igual o inferior a-14°C, admitiéndose una tolerancia en el curso del transporte, entre la carga y la descarga de 3°C. Es muy recomendable para mantener una buena calidad, que la temperatura de la carne en el momento de su carga en el vehículo de transporte sea la correspondiente a la de su almacenamiento, no debiendo sufrir dicha temperatura, en el transcurso del mismo, una elevación superior a 3°C. El despojos rojos congelados deberá transportarse a una temperatura igual o inferior a -14°C, no debiendo durar el transporte más de tres días. (Plank, 1984) 3.4.3 Carne en paquetes de venta al por menor Dado que las carnes presentadas bajo esta forma deberán haber sido congeladas mediante el sistema de congelación ultrarrápida, y como su espesor no será superior a 7 cm, no pasando por lo general, de los 5 cm. deberán transportarse en vehículos cuya temperatura interior sea de -18°C, admitiéndose, como máximo, que la temperatura del producto a su llegada al punto de destino sea de -15°C. (Vicente, 2017).

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4. EQUIPOS DE REFRIGERACIÓN 4.1 refrigeración forzada en carnes La refrigeración se realiza en etapas desde la primera suspensión en una cámara atmosférica durante ocho horas incluso y luego su transferencia a un refrigerador de aire de circulación forzada (de 25 a 30 horas). El enfriamiento inicial en esta cámara atmosférica tiene obviamente la ventaja de reducir considerablemente la carga de refrigeración; y en climas templados contribuirá a mejorar el secado y la consolidación. En los países tropicales el período de enfriamiento atmosférico tendrá que reducirse a la mitad. Al permitir que se produzca cierto grado de evaporación natural fuera de la cámara de enfriamiento refrigerada, es posible evitar una evaporación excesiva de la humedad dentro de ella y, consecuentemente, la formación excesiva de hielo en las tuberías de la planta. Por otro lado, la dispersión del proceso de enfriamiento a lo largo de unos cuantos días entraña que, cuando se procede a la matanza varios días a la semana, es posible disponer de unas plantas menores de enfriamiento de lo que sería en otro caso necesario. 4.2 Refrigeradoras industriales para carnes 4.2.1 Congeladores de Acero Inox. Torrey Acabado en acero inoxidable, con sistema de enfriamiento de aire forzado el cual No produce escarcha y ayuda en el ahorro de energía, su rango de Operación de -2 a -24 °C. 4.2.2 Congeladores de Acero Inox. Sobrinox-1 Fabricado en acero inoxidable, Sistema de enfriamiento de aire, forzado Rango de Operación de -18 a -22 °C. 4.2.3 Refrigerador de Acero Inox Mod. T-49 Frente y piso fabricados en acero inoxidable, 6 parrillas de alambre para uso industrial recubiertas con PVC, ajustables en altura, Capacidad total: 49 pies3.

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4.2.4 Refrigerador y Cong. Cool & Frezee Fabricado en acero inoxidable, 2 controles digitales independientes de temperatura, 6 Parrillas de acero inoxidable, Puertas Sólidas, Motor 1/3 H.P. para el congelador; 1/4 HP para Refrigerador, Capacidad total: 30 pies3; 15 pies3 por sección. 4.2.5 Refrigerador de Acero Inox Mod. T-23 Frente y piso fabricados en acero inoxidable, 3 parrillas de alambre para uso industrial recubiertas con PVC, ajustables en altura, Puerta sólida con mecanismo de autocierre y sello positivo, Capacidad total: 23 pies3. 4.3 Cámaras frigoríficas 4.3.1 Frigorífico de carne La carne es uno de los componentes principales de la alimentación humana. Se consume de diferentes tipos de animales. Los principales son: vacunos, porcinos y aves de corral y en menor cantidad de ovinos, caprinos y conejos. Para poder ser consumidos deben pasar primero por el matadero donde se realizan diferentes etapas para obtener la carne y otros componentes. 4.3.2 Enfriar vacuno El proceso del sacrificio de vacunos incluye: aturdimiento y desangrado por la vena yugular (la sangre se recoge). El animal se cuelga por las patas traseras de un carril montado sobre un riel. Las operaciones siguientes son: desollado de la piel (ésta es enviada al saladero para su conservación temporal), corte de las patas, corte de la cabeza (pasa a línea secundaria de procesamiento), extracción de las vísceras torácicas y abdominales (las destinadas al consumo humano o industrial pasan a línea de procesamiento lateral), corte de la carcasa a lo largo de la columna vertebral y finalmente lavado. Durante todo el proceso, aun habiendo ventilación y enfriamiento del aire, la temperatura de la media canal es de 35-38 °C y si bien la carne del animal vivo es aséptica, el contacto del personal y sus herramientas con la carcasa traen bacterias que a esa temperatura se desarrollan rápidamente. En esas condiciones la carne tiene una vida útil de 1-2 días, insuficiente para llegar al consumidor. Es imprescindible bajar la temperatura, y por esa causa el matadero debe incluir cuartos frigoríficos para bajar 17

la temperatura a 4 °C (7 °C en el interior de la sección más gruesa). La cantidad de cuartos es función del ritmo de trabajo del frigorífico, tomando en cuenta que el proceso dura de 24 a 36 horas según el tamaño de las medias canales y que la primera que entra al cuarto no debe esperar más de media hora hasta que comience el enfriamiento. Se puede establecer un proceso continuo con un túnel con cinta transportadora de tejido de acero inoxidable donde se depositan las medias canales, que reciben aire frío a contracorriente a 4-5 °C de temperatura. En estas condiciones la vida útil es de un máximo de 3-5 semanas. El matadero puede entonces establecer un centro de distribución con un stock de 2-3 semanas de producción para abastecer a mayoristas de ciudades vecinas y supermercados respetando que las entregas sean FIFO (primero que entra es el primero que sale). 4.3.3 Congelar Cuando la carne está destinada a exportación o es necesario almacenar excedentes de producción por un período mayor de 3-5 semanas, es necesario congelar la carne a 30 °C. A esa temperatura las bacterias resistentes al frío mueren y la vida útil es de 1 año o más. El cuarto de congelación recibe carne a 5 °C y el equipo frigorífico envía fuertes corrientes de aire entre -30 y -40 °C. Si la corriente es suficientemente fuerte, el cambio de estado del agua que está entre los tejidos cambia de estado formando pequeños cristales. Si el cambio es lento, en el período de cambio de estado el agua se reúne en gotas que forman cristales grandes que rompen fibras de los tejidos musculares y cambian la estructura y el gusto de la carne. Se ofrecen en el mercado cámaras prefabricadas y túneles, cada uno con el equipo necesario para congelar a variadas temperaturas, con velocidad del aire de hasta 6 m/sec y HR 95%. El proceso de congelación dura para media canal entre 12 y 18 h. La carne congelada se envuelve con una capa de tejido de algodón y otra de plástico con indicaciones. El costo del congelado es mucho mayor que el enfriado. 4.3.4 Deshuesar Un proceso alternativo es pasar la media canal del matadero a una sala refrigerada para deshuesar y separar cortes en la media canal acomodando en una caja de cartón los cortes de primera y en otro los cortes para la "industria" (preparación de fiambres, embutidos, hamburguesas, enlatados). Las cajas se acomodan en una congeladora de

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placas que congelan a -30 °C. De esta forma se reduce el peso en un 30% y el volumen en un 50%. Los huesos van al digestor para producir harina de huesos. En las congeladoras de placas, éstas actúan como evaporadoras tomando calorías de los productos que se colocaron entre las capas. Al hacer funcionar el equipo las placas presionan las cajas para mejor transmisión de calor. 4.3.5 IQF Individual Quick Freezing es un proceso de congelación que se realiza en cortes de carne previamente enfriadas. En túneles con cinta de acero inoxidable se depositan los cortes (no gruesos) que reciben fuertes corrientes de aire que bajan la temperatura de los cortes a -20 o -30 °C. Un tablero de mandos permite variar la velocidad de la cinta. Al salir del túnel pasan al empaque, que envuelve al corte en una bolsa de plástico especial que no deja pasar gases. El extremo abierto se conecta a una bolsa de vacío y se sella. El desarrollo de estos sistemas se basa en el uso de los congeladores domésticos donde es posible mantener productos a -18 °C (0 °F) y así tener una reserva de carne en el hogar. 5. CAMBIOS FISICOQUIMICOS DURANTE LA REFRIGERACIÓN Y CONGELACIÓN 5.1 Congelamiento de los alimentos De acuerdo con la ecuación de Arrhenius, la reducción de la temperatura inhibe las reacciones químicas y enzimáticas y el crecimiento microbiano, aun cuando en la refrigeración (0 - 10ºC) y en la congelación (> 0ºC) también se desarrollan. Esto se debe, en parte, a que los alimentos, por tener disueltas sustancias de bajo peso molecular, como sales y azúcares, presentan zonas ricas en solutos cuya temperatura de congelación se abate considerablemente y no toda el agua se convierte en hielo en el congelamiento, sino que quedan secciones líquidas ricas en solutos (Badui, 2006). En el microambiente de la fase no congelable, diferente al resto del alimento, se modifica el pH, la concentración de reactivos, la Aa, la fuerza iónica, la viscosidad, el potencial de oxidación-reducción, la solubilidad del oxígeno, la tensión superficial, etcétera; en consecuencia, en estas condiciones, a pesar de la baja temperatura, pueden ocurrir muchas reacciones químicas tales como la desnaturalización de las proteínas, la oxidación de los lípidos, la hidrólisis de la sacarosa, el oscurecimiento no enzimático, etcétera. 19

La estabilidad y las propiedades de las macromoléculas dentro de las células de los alimentos dependen de la interacción de sus grupos reactivos con la fase acuosa que los rodea; el congelamiento provoca un aumento de 8 - 10% del volumen, altera dichas interacciones y los cristales de hielo modifican la textura en frutas, hortalizas y cárnicos. 5.2 La velocidad de congelación de los alimentos Depende de varios factores tales como: método de congelación empleado, temperatura, circulación del aire o del refrigerante, tamaflo y forma del paquete, clase de alimento, etc. (COLCIENCIAS, 2009). 1. La congelación brusca (sharp) también llamada lenta, se refiere a la congelación en aire ya sea naturalmente circulante o movido por ventiladores eléctricos. La temperatura suele ser de -23,3°C o menor; variando entre -15 y -29C; teniendo lugar la congelación en 3 a 12 horas. 2. La congelación rápida; se realiza en muy poco tiempo (30 minutos o menos) y normalmente se aplica a la congelación de pequeños paquetes o piezas. 5.3 Aspectos tecnológicos de la congelación en alimentos La preservación de alimentos por congelación ocurre por diversos mecanismos, la reducción de la temperatura por debajo de los 0°C favorece la reducción significativa tanto la velocidad de crecimiento de microorganismos, como el correspondiente deterioro de los productos por la actividad de éstos. Además la disminución de la temperatura, ocasiona la reducción de la actividad enzimática y de las reacciones oxidativas, debido a la formación de cristales de hielo que modifican la disponibilidad del agua y evitan que se favorezcan las reacciones deteriorativas (Singh y Heldman, 2001). La velocidad y el tiempo de congelación son factores importantes que determinan la calidad final del producto. Para algunos productos, la congelación rápida es requerida para asegurar la formación de cristales pequeños en la estructura del producto y con ello minimizar el daño a la textura. En otros productos que no requieren cuidado de la textura, no se justifica el gasto de una congelación rápida. Sin embargo, existen productos que por su configuración geométrica y tamaño no es posible que se les aplique una congelación rápida. Las condiciones de 20

almacenamiento influyen de gran manera a la calidad de los productos congelados, debido a que si durante esta etapa no hay un adecuado manejo y control de la temperatura, se puede presentar el defecto de recristalización, provocando pérdidas de calidad y modificación de la estructura del producto (Welti-Chanes, 2007). 5.4 Factores que influyen sobre el tiempo de congelación Los factores que influyen en el tiempo de congelación de productos alimenticios se deben principalmente a las características del alimento y las condiciones del equipo en el cual se va a llevar a cabo el proceso. Referente al alimento, es necesario conocer su conductividad térmica, sus dimensiones y su temperatura inicial. De las condiciones del equipo, se debe de considerar el coeficiente convectivo de transferencia de calor, el medio de congelación y la temperatura a la cual se encuentra éste (Heldman y Hartel, 1997). La aproximación para estimar el tiempo de congelación, usa la ecuación de Planck, la cual fue desarrollada para sistemas ideales

Donde: ‐

𝜌: 𝑒𝑠 𝑙𝑎 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜 𝑐𝑜𝑛𝑔𝑒𝑙𝑎𝑑𝑜,

‐

𝜆: 𝑒𝑠 𝑒𝑙 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑙𝑎𝑡𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑓𝑢𝑠𝑖ó𝑛, ℎ 𝑒𝑠 𝑒𝑙 𝑐𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑣𝑒𝑐𝑡𝑖𝑣𝑜 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟,

‐

𝑘: 𝑒𝑠 𝑙𝑎 𝑐𝑜𝑛𝑑𝑢𝑐𝑡𝑖𝑣𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑡é𝑟𝑚𝑖𝑐𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜 𝑐𝑜𝑛𝑔𝑒𝑙𝑎𝑑𝑜,

‐

𝑃 𝑦 𝑅: 𝑠𝑜𝑛 𝑙𝑎𝑠 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒𝑠 𝑑𝑒𝑝𝑒𝑛𝑑𝑖𝑒𝑛𝑑𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎𝑠 𝑑𝑖𝑚𝑒𝑛𝑠𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠 𝑦 𝑓𝑜𝑟𝑚𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜,

‐

𝐿: 𝑒𝑠 𝑒𝑙 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑠𝑜𝑟 𝑑𝑒𝑙 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜 (𝑜 𝑙𝑎 𝑑𝑖𝑚𝑒𝑛𝑠𝑖ó𝑛 ℎ𝑜𝑟𝑖𝑧𝑜𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑖𝑠𝑚𝑜),

‐

𝑇𝑀: 𝑒𝑠 𝑙𝑎 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑔𝑒𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑦

‐

𝑇𝐹: 𝑒𝑠 𝑙𝑎 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑑𝑒𝑙 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜.

Los valores para tres formas de productos más comunes son el plato infinito, el cilindro infinito y la esfera, y estos se presentan en la tabla 2, se puede observar que productos con una forma más esférica, tendrán menores tiempos de congelación que los productos con una forma cilíndrica; y los productos con forma cilíndrica tendrán valores de tiempo de congelación más bajos que los productos con forma de placa.

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Tabla N° 2: Valores de las constantes de la ecuación de Plank.

5.5 Velocidad de congelación Si el cambio de temperatura entre la temperatura inicial de congelación y 5 grados por debajo de esta es rápido, los cristales de hielo formados en la estructura del producto serán pequeños. Por otro lado, si se reduce la temperatura con una velocidad más lenta, los cristales de hielo serán más grandes. El atributo de calidad que más se ve afectado por los cambios de temperatura, es la textura, especialmente en productos donde el agua se encuentra contenida en la estructura celular, en estos casos, la formación de cristales grandes puede romper las paredes celulares y producir pérdidas de la estructura del producto que no se recuperarán al descongelarlos (Heldman y Hartel, 1997). 5.6 Fracción de agua congelada Cuando se congelan materiales biológicos solo cristaliza entre el 90 y 95 % del agua líquida presente en el alimento (García, 2006). Cuadro N° 1: Cambios de composición típicos a medida que procede la congelación de un alimento

5.7 Descongelación Una parte importante de las modificaciones físicas en la estructura se debe a la formación de cristales de hielo. En efecto, la carne muscular contiene alrededor del 75% de agua, contenido total que está distribuido, de forma desigual, en las

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miofibrillas (70%), el sarcoplasma (20%) y los espacios intercelulares (10% restante). En cuanto a su estado físico, sólo el 12% está firmemente ligada a las proteínas musculares (agua de hidratación), estando el resto (agua libre) inmovilizada por una red de membranas y filamentos de las proteínas estructurales, y por enlaces cruzados y fuerzas electrostáticas entre las cadenas peptídicas. El agua firmemente ligada no sufre modificaciones durante la congelación. El agua libre se congela, pero como lleva disueltas sustancias orgánicas c inorgánicas, su punto de congelación está entre -1 °C y -1,8 °C. La mayor parte del agua de la carne se congela entre -1 °C y -5 °C, siendo máxima la formación de cristales de hielo en ese rango de temperaturas (zona crítica), por lo que es preciso abreviarlo al máximo al congelar la carne. Daudin (1991) sitúa la zona crítica entre -1 °C y -7 °C. En efecto, el tamaño de los cristales formados y su localización, fuera o dentro de la célula muscular, depende de la rapidez de aplicación del frío. Es común simplificar diciendo que en la congelación llamada lenta se forman cristales de gran tamaño, situados en los espacios extracelulares, a los que llega una parte del agua del interior de las células, mientras que en la rápida los cristales surgen tanto en el exterior como en el interior de las células musculares, siendo más numerosos y pequeños. Esta mejor distribución de los cristales de hielo y su menor tamaño facilitan la reabsorción del agua por las proteínas durante la descongelación. Además, esta situación limita los procesos de recristalización durante el periodo de mantenimiento en congelación. Pero, los conceptos congelación lenta y congelación rápida son un poco teóricos en algunos casos. Así, por ejemplo, cuando se congelan grandes masas, como cuartos de vacuno, es inevitable una lenta congelación de las partes profundas, aunque se utilicen procedimientos rápidos. En todo caso, los cristales de hielo formados pueden seguir creciendo durante la conservación en congelación (recristalización), si la temperatura no es suficientemente baja. Ya dijimos antes que entre -1 °C y -5 °C se congela la mayor parte del agua de la carne, alrededor del 75%. A -10 °C, el 82% está congelada, y a -30 °C el 87%. Es preciso llegar a los -65 °C para que toda el agua libre esté congelada. Los grandes cristales de hielo producen modificaciones estructurales: deformación de las células musculares, rotura de las miofibrillas y desplazamientos del tejido 23

conjuntivo del endomisio. También sufren daño durante la congelación de la carne los orgánulos celulares (mitocondrias, lisosomas), liberando enzimas que pueden contribuir a producir alteraciones después de la descongelación. Para formar cristales, el agua libre debe separarse de las proteínas, lo que determina cambios en las mismas, disminuyendo su capacidad de retención de agua y su solubilidad: es la llamada desnaturalización por congelación. Además, el aumento en la concentración de iones y la consiguiente caída del pH en los líquidos residuales aún no congelados contribuyen también a una progresiva desnaturalización proteica. Los compuestos de elevado peso molecular, tales como las lipoproteínas, se ven particularmente afectados por la desnaturalización, lo que ocasiona lesiones en las membranas celulares, que son causa de modificaciones de sus propiedades osmóticas. Estos cambios en la capacidad de hinchamiento, en la solubilidad y en la capacidad de retención de agua de las proteínas, que tienen lugar durante la congelación, son los responsables, junto con los cambios estructurales debidos a la formación de cristales de hielo, sobre todo si son grandes, de las pérdidas de agua por goteo y exudación, que tienen lugar durante y después de la descongelación. 5.8 Tiempo de conservación de la carne congelada La vida útil de la carne congelada viene determinada principalmente por la temperatura de almacenamiento. Según Wirth (1979), los tiempos de conservación para carne de buena calidad a -20 °C son los siguientes: vacuno hasta 12 meses, ternera y cordero 9-10 meses y cerdo hasta 6 meses. A-30 °C: vacuno hasta 24 meses, ternera y cordero hasta 18 meses y cerdo hasta 12 meses. CONCLUSIONES Se pudo conocer teóricamente la influencia de la actividad del agua y diferentes aspectos que están relacionados en la refrigeración, congelación y descongelación de las carnes, es importantes destacar el tiempo y la temperatura y el uso adecuado de diferentes que equipos industriales para llevar a cabo dicha actividad.

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BIBLIOGRAFÍA Badui, S. (2006). Química de los alimentos. México: Pearson. Briceño, J. B. (2006). Operaciones de conservacion de alimento por bajas temperaturas. Euinoccio. COLCIENCIAS. (2009). Tiempo de conservación de la carne congelada . Colombia: Panamericana. García, B. M. (2006). Higiene e inspección de carnes. México: Díaz de Santos. Heldman, D. R. y Hartel, R. W. 1997. Principles of food processing. Freezing and frozenfood storage. Chapman & Hall. Nueva York. pp. 113-137. Marti, B. N. (2008). Almaenamiento y envasado industrial. Plank, R. (1984). El empleo del frio en la industria de la alimentacion. Reverte. Singh, R. P. y Heldman, D. R. 2001. Introduction to Food Engineering. Chapter 7: Food freezing. AcademicPress. California, EE. UU. Statutory Instrument (SI). 1990. No.1086. The Quick-Frozen Foodstuffs regulations 1990. HMSO, London. Soldevilla, M. L. (2000). Aplicacion del frio a los alimentos. S.A. Vicente, A. M. (2017). LA CADENA DE FRIO. REFRIGERACION Y CONGELACION DE LOS ALIMENTOS. Welti-Chanes, J. 2007. Apuntes de Temas Selectos de Ingeniería de Alimentos. Inéditos. Sitios Web ‐

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