Congelación

La conservación de los alimentos por congelación depende esencialmente de dos factores:

(a) por debajo de –8 °C los microorganismos no se multiplican,
(b) por debajo de 0°C van desapareciendo las reacciones bioquímicas; cuanto más baja es la temperatura menores son las reacciones de alteración.

Son especialmente interesantes los aspectos microbiológicos, porque, a menos que se envase no puede lograrse la esterilidad del producto. Sin embargo, el crecimiento de los microorganismos cesa a bajas temperaturas, pero aunque, algunos mueren, otros resisten una exposición prolongada a bajas temperaturas antes de sucumbir.

Esto significa que durante la preparación y etapas iniciales del procesado son imprescindibles los niveles máximos de higiene para reducir al mínimo la carga bacteriana. Hay, sin embargo, cierto número de organismos conocidos como psicrófilos que crecen por debajo de 0°C pero no por debajo de -8°C.

Ejemplos típicos de microorganismos de esta clase son Serratia, Achromobacter, Flavobacterium, Micrococci y Pseudomonas. La temperatura normal de almacenamiento está entre – 18°C y –20°C con objeto de mantener su textura, aroma y color.

La inocuidad de los alimentos congelados está relacionada con:

(a) su correcta fabricación y el control de higiene que aseguran que el contenido de microorganismos nocivos en el alimento es bajo;

(b) nivel de organismos, ya que si se trata de microorganismos inofensivos y en grandes cantidades, incluyendo psicrófilos, probablemente inhibirán el crecimiento de patógenos peligrosos por competencia, en estas condiciones el alimento se descompondrá y será incomestible antes de llegar a ser peligroso;

(c) almacenamiento y manipulación doméstica correctos (esto es, no permitiendo que permanezca el producto descongelado mucho tiempo) y cocinando o consumiendo tan pronto como sea posible, después de sacarlo de la nevera. También hay que tener en cuenta aspectos bioquímicos en relación con el mantenimiento de los alimentos congelados.

Es esencial en todos los alimentos de elevada actividad enzimática (p. ej. la mayoría de las hortalizas) que el sistema enzimático sea inactivado. Ordinariamente se consigue por escaldado en agua caliente o vapor dependiendo del producto.

El escaso tiempo de almacenamiento de muchos productos puede estar directamente relacionado con la existencia de niveles enzimáticos y residuales y por consiguiente se necesita un fuerte escaldado con agua, vapor o microondas.

Esto dependerá principalmente del tamaño de los trozos y de la naturaleza de la transferencia del calor. Algunas frutas, como las ciruelas, melocotones y manzanas también requieren inactivación por el calor del sistema enzimático o polifenol oxidasa para evitar el pardeamiento oxidativo. También se consigue con escaldado, a menudo con vapor.

A pesar de que estos enzimas estén inactivados, la mayoría de los productos tienen un tiempo de almacenamiento limitado. Comercialmente es corriente aspirar a unos 18 meses de almacenamiento a –20°C. También son importantes los aspectos físicos de la congelación. Están implicadas al menos tres fases:

1. enfriamiento del producto hasta la temperatura de congelación,

2. congelación del producto y

3. enfriamiento del producto hasta la temperatura de almacenamiento.

Estos estadios se reflejan en la Fig. 3.1 que da un perfil de temperatura ideal en el centro térmico de un material troceado. Durante el primer período se elimina el calor sensible; la velocidad depende de las diferencias de temperatura entre el centro del producto y el ambiente, así como del calor específico y las características físicas (dimensiones) del producto.

Cuando se alcanza la temperatura de congelación se produce un cierto sobre enfriamiento antes de que se congele el agua en el producto. Si los productos son homogéneos la congelación tiene lugar a temperatura constante, porque sólo se elimina el calor latente.

Sin embargo, la presencia de constituyentes celulares modifica el perfil de forma que en la práctica la temperatura desciende ligeramente en la zona de congelación. Durante la congelación real se producen una serie de procesos fisicoquímicos dentro de los productos.

En primer lugar, una progresiva concentración de los componentes químicos celulares que puede ocasionar efectos osmóticos u otros, suficientes para causar roturas celulares y lesiones en tejidos. En segundo lugar se forman cristales de hielo que dependiendo de la velocidad de congelación, pueden dar lugar a lesiones celulares.

Si el frente de congelación desplaza a una velocidad inferior a 0.2 cm/h, (que es un ritmo verdaderamente lento de congelación), entonces los cristales de hielo tienden a crecer mucho y esto puede dar lugar a una desorganización y alteración de la estructura celular.

Modernamente las velocidades de congelación (ver Tabla 3.1) suelen ser de 0.4 a 3.0 cm/h y el crecimiento de los cristales, tanto intracelulares como intercelulares, tiende a ser rápido (quiere decirse que el tamaño del cristal es pequeño).

Los efectos de la velocidad de congelación se demuestran perfectamente con los productos que tienen un alto contenido en agua; una congelación muy lenta (p. ej. productos colocados en una cámara fría) da lugar a que en el producto se produzca una elevada pérdida por goteo (es decir una gran cantidad de líquido exudado) cuando se descongela y generalmente, una mala textura.

Los métodos ultrarrápidos de congelación como el empleo de nitrógeno líquido, cuando se aplican adecuadamente, permiten obtener unos productos de mucha mejor textura y una baja pérdida por goteo.

El efecto de la velocidad de congelación es mucho más acusado con productos alimenticios de un alto contenido en agua, tales como fresas, tomates, etc. Los productos con gran contenido en almidón (por ej. legumbres) muestran una pequeña variación.

El tiempo de paso por la zona de congelación se conoce como «tiempo de detención térmica», dependiendo fundamentalmente del tamaño del producto y de la velocidad de eliminación del calor latente de fusión.

El estadio final esencialmente comprende la eliminación del calor sensible, y el tiempo necesario para esto depende de la diferencia de temperatura entre la del producto al final de la congelación y la temperatura de almacenamiento del producto congelado, así como de las propiedades físicas, del tamaño y del calor específico del producto congelado. Algunos ejemplos de propiedades físicas se pueden ver en la Tabla 3.2.

Fuente: Apuntes de Industrialización de frutas y hortalizas de la UNIDEG