Riesgos Químicos y Biológicos en Alimentos y Procesamiento Industrial de Lácteos

Constituyentes Indeseables o Potencialmente Indeseables de los Alimentos

Alimentos de Origen Animal

Intoxicación con Crustáceos y Mariscos

Ocurre al ingerir mejillones que han consumido dinoflagelados tóxicos.

  • Toxina: Saxitoxina (aislada de algas verdes azuladas).
  • Síntomas: Deprime los centros regulatorios respiratorios y cardiovasculares en el cerebro, resultando usualmente en la muerte por fallas respiratorias.

Ictiotoxismo

  • Especie: Ciguatera
  • Variedad: Mero
  • Agente Tóxico: Se deriva de un alga azul verdosa.
  • Toxina: C35H65NO8
  • Consecuencia: La muerte se produce por fallas cardiovasculares.

Aditivos Intencionales en Alimentos

Sirven para:

  • Mejorar el valor nutritivo del alimento.
  • Mantener la frescura del alimento.
  • Crear alguna propiedad sensorial deseable.
  • Ayudar en el procesamiento.

Nitritos y Compuestos N-Nitroso

El nitrito se utiliza como preservativo y estabilizador del color, particularmente en productos de carne y pescado.

Formación de Nitrosaminas
R2NH + N2O2 ----> R2N.NO + HNO2
R3N + N2O3 -----> R2N.NO + R + NO2 (Nitrosamina)

Las nitrosaminas se pueden formar en los alimentos durante el procesamiento o almacenamiento, o en el estómago humano. Las nitrosaminas son carcinogénicas; la más común es la Dimetilnitrosamina.

Los agentes reductores, tales como el ascorbato de sodio, inhiben la formación de dimetilnitrosamina en frankfurters (salchichas).

Carragenina

Familia de hidrocoloides naturales que consisten en polisacáridos sulfatados lineales de elevado peso molecular. Se extraen a partir de algas marinas rojas y se usan como estabilizantes, espesantes y agentes gelificantes.

La ingestión oral de carragenina parcialmente hidrolizada produce colitis ulcerativa y otros cambios en el tejido en el tracto gastrointestinal de algunas especies de animales en el laboratorio.

Antioxidantes

  • Butilhidroxitolueno (BHT) y Butilhidroxianisol (BHA): Ya no se utilizan en alimentos por sus efectos adversos; se usan ahora en el área de cosméticos.
  • Ascorbato y Alfa-Tocoferol: Inhiben la formación de nitrosaminas y tienen actividad anticancerígena porque atrapan radicales libres.

Colorantes Tipo Azo

El amarillo mantequilla induce la formación de tumores en el hígado y en las vejigas de ratas.

En general, los colorantes altamente polares que contienen un solo enlace azo no son carcinogénicos. Ejemplo: Rojo #2.

Aquellos que son polares y contienen dos enlaces azo pueden ser convertidos a bencidina y son carcinogénicos. Ejemplo: Azul #6.

Estructura del Enlace Azo: -N=N-

Sulfitos

Compuestos que generan dióxido de azufre, sulfito, bisulfito y metabisulfito.

Funciones: Actúan como agentes antimicrobianos, para inhibir el oscurecimiento y como antioxidantes.

Riesgos: Ciertos individuos que son asmáticos desarrollan broncoespasmos severos.

Concentraciones Típicas:

  • Ensaladas: 100-200 mg SO3-2
  • Vinos y Cervezas: 20-200 mg SO3-2 g/L

Pueden actuar como agente promotor en la producción de tumores en el pulmón de ratas tratadas con benzopirenos carcinogénicos.

Productos del Crecimiento Microbiano

Micotoxinas

Las esporas de los mohos son ubicuas en la naturaleza, y germinan y crecen en los alimentos con mucha facilidad, especialmente bajo condiciones húmedas. Durante su crecimiento, estas esporas son capaces de sintetizar sustancias tóxicas.

Micotoxinas que Ocurren en Alimentos:

  • Aflatoxinas
  • Sterigmatocistina
  • Ocratoxinas
  • Luteoskinina
  • Patulina
  • Zearalenona
  • Aluiklatoxica

Generalmente se encuentran en alimentos como maní, aceites de semillas, granos, café verde, arroz, trigo, maíz, cebada, avena, etc.

Consecuencias: Carcinogénicas, tóxicas para riñón, hígado, etc.

Toxinas Bacterianas

Botulismo

Enfermedad que resulta de la ingesta de alimentos contaminados con la toxina producida por Clostridium botulinum.

Las toxinas botulínicas son termolábiles, perdiendo su actividad biológica por calentamiento a 80 °C durante 30 minutos.

Causa más frecuente: Calentamiento inadecuado o alimentos caseros curados.

Enterotoxinas Producidas por Staphylococcus aureus

Los síntomas aparecen generalmente de 2 a 3 horas: salivación profunda, seguida de náuseas, vómitos, dolores abdominales y diarrea.

Alimentos de Riesgo: Leguminosas cocidas, ensaladas de papa, ensalada de pollo, productos de pastelería rellenos de crema, etc.

Aditivos No Intencionales

Comprenden compuestos químicos que se incorporan al suministro de alimentos inadvertidamente, a través de diferentes rutas.

Productos Químicos del Procesamiento

  • Fumigantes: Óxido de etileno, bromuro de metilo, etc.
  • Extracción con Solventes: Tricloroetileno.
  • Productos de la Oxidación de Lípidos: Hidroperóxidos, radicales libres.
  • Carcinogénicos en Alimentos Ahumados: Hidrocarburos policíclicos aromáticos (pireno, benzopireno, etc.).
  • Productos de la Pirólisis: Aminoácidos pirolizados, mutágenos.
  • Pesticidas y Herbicidas: Insecticidas organofosforados, clorofenoxiherbicidas, insecticidas organoclorados.

Contaminantes Accidentales

  • Metales Pesados: Mercurio (Hg), Cadmio (Cd).
  • Bifenilos Policlorados (PCB) y Polibrominados (PBB): Provenientes de materiales de empaque. Encontrados en pescado, aves, leche y huevos.
  • Naftalenos Clorados: En ganado.
  • Radionúclidos: Contaminación con radiaciones ionizantes.

Tecnología de Productos Lácteos

Operaciones Previas

  1. Ordeño.
  2. Enfriamiento a T < 5°C para evitar bacterias psicrófilas.
  3. Clarificación por filtración o centrifugación.

Producción de Crema de Leche y Leche Descremada

La leche clarificada (100 L) pasa por un separador centrífugo donde se separa la materia grasa por diferencia de densidad.

Productos Obtenidos:

  • Crema de Leche: Emulsión de aceite/agua.
  • Leche Descremada: (10 L, 30-40% de grasa).

Procesamiento de Leche Descremada

  1. Se pasteuriza y se envasa.
  2. Se esteriliza (UHT) y se envasa.
  3. Se pasteuriza, se concentra, se deshidrata y se envasa (1% grasa).
  4. Leche reconstituida (Leche en polvo + Aceite Vegetal).

Producción de Mantequilla

Proceso: Leche → Pasteurización → Agitación en tambores con paletas giratorias (Mantequeras) a una velocidad de 50 vueltas/min, a 10°C, durante 40 minutos.

Características:

  • Es una emulsión de agua/aceite.
  • Tiene 80-85% de grasa.
  • Contiene 1-2% de NaCl (sal) que evita el crecimiento bacteriano.
  • Se usa colorante amarillo para darle su color característico.

Leche Pasteurizada y Esterilizada (UHT)

Proceso: Leche completa clarificada → Pasteurización → Homogenización → Esterilización (UHT) → Envasado aséptico.

Parámetros de Pasteurización

  1. 63°C, 30 minutos (en un mezclador por carga).
  2. 72-75°C, 15 segundos (en intercambiadores de calor de placa).
  3. 95°C, 1 segundo.

Homogenización

Se rompen los glóbulos de grasa a P = 150-250 kg/cm², T = 70°C.

Esterilización (UHT – Ultra High Temperature)

  1. 135°C, 10-15 segundos.
  2. Inyección de vapor a 140-150°C, 1-3 segundos.

Finalmente, se realiza el envasado aséptico (previo enfriamiento rápido) en envases de plástico o Tetra Pak de cartón.

Leches Concentradas

Leche Evaporada

Leche pasteurizada y homogenizada → Evaporación al vacío (T = 50-60°C) hasta 12-36% de evaporación de sólidos. El contenido de sólidos es 3 veces mayor. → Enlatado y esterilización en autoclaves horizontales.

Leche Condensada

Leche concentrada + jarabe de sacarosa. Contiene 25% agua, 30% sólidos lácteos y 44-46% de sacarosa. Se envasa en latas y se esteriliza en autoclaves.

Leche en Polvo (Leche Deshidratada)

Leche pasteurizada y concentrada hasta un contenido de sólidos entre 40-55% → Secado por atomización (más fácil, económico y eficiente).

Producto Final: Leche deshidratada (3-4% de agua).

Leches Ácidas (Yogur)

Leche pasteurizada + cultivos lácticos (levaduras y bacterias lácticas) a T = 45°C → Leche fermentada (yogur) con pH = 4.2.

Se refrigera a T < 10°C y se puede agregar sorbato de potasio como preservativo.

Producción de Queso

La coagulación de la leche completa se logra mediante tres métodos principales:

  1. Adición de cuajo a 30-40°C.
  2. Mezcla de cuajo y pepsina + proteasas microbianas.
  3. Descendiendo el pH hasta 4.7 por adición de ácidos o agregando cultivos lácticos.

Efecto de la Temperatura:

  • T alta: Queso duro (bota más suero).
  • T baja: Queso blando (bota menos suero).

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