ES2310346T3 - Pasteurizacion de huevos con cascara. - Google Patents
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Abstract
Un procedimiento de pasteurización de huevos con cáscara que incluye en una etapa de elevar la temperatura, elevar la temperatura de la clara de un huevo con cáscara predominantemente mediante radiación microondas a una temperatura de entre 57ºC y 60ºC, y en una etapa de pasteurización, mantener la temperatura del huevo mediante radiación microondas y radiación o conducción térmica externa durante al menos algún tiempo, caracterizado porque la temperatura de la clara se eleva a una velocidad que se reduce al menos una vez en función del tiempo; y porque de forma simultánea, en la etapa de elevar la temperatura, la temperatura de una superficie externa del huevo se eleva predominantemente mediante radiación o conducción térmica externa a una temperatura de entre 57ºC y 70ºC, o de forma alternativa o además, la temperatura de la superficie del huevo se deja subir a una temperatura de entre 57ºC y 70ºC como resultado de la radiación microondas al inhibir la pérdida de calor del huevo.
Description
Pasteurización de huevos con cáscara.
Esta invención se refiere a la pasteurización de
huevos con cáscara. En particular, se refiere a un procedimiento de
pasteurización de huevos con cáscara y a una instalación para la
pasteurización de huevos con cáscara. Esta invención permite la
pasteurización de huevos con cáscara ya envasados en envases
estándar para la comercialización al menor de huevos sin necesidad
de un medio líquido para la transferencia de calor (por ejemplo agua
caliente) para el trata-
miento.
miento.
Los huevos son un artículo alimentario muy
nutritivo y barato que es aceptado en la mayoría de las culturas.
La seguridad de los huevos se ha convertido en un problema global
con la emergencia del patógeno Salmonella enteritidis como
peligro principal asociado al consumo de huevos crudos y
semicocinados. Para 1993 la aparición de Salmonella
enteritidis había alcanzado proporciones epidémicas en muchos
países. Al contrario que las otras 2000 serovariedades de
Salmonella, este organismo infecta el huevo antes de que sea
puesto, transmitiéndose el organismo al óvulo o a la clara del
huevo antes de la formación de la cáscara del huevo.
Sólo en el Reino Unido, se produjeron 14500
casos de intoxicación alimentaria confirmados en seres humanos
provocados por Salmonella enteritidis en 1991. En los EE.
UU., el consumo de huevos con cáscara al año se estima que está
entre los 50 y los 65 millardos de huevos, de los cuales se estima
que 1 de cada 10.000 huevos está infectado con Salmonella
enteritidis lo que arroja una probabilidad de 1 a 50 de que una
persona consuma un huevo contaminado en un año. Aunque se ha
conseguido reducir la presencia de Salmonella enteritidis
desde 1993, debido al mejor manejo de la cabaña avícola, el
organismo no se ha erradicado de las cabañas avícolas,
especialmente en los países en los que los controles legislativos no
son tan estrictos.
La Salmonella enteritidis se inactiva por
tratamiento térmico y por lo tanto el cocinado adecuado de los
huevos inactivará el microorganismo. Sin embargo, el uso de huevos
crudos en la comida así como el consumo de huevos cocinados
parcialmente es una realidad, en particular en los establecimientos
de comidas y en los hogares. Así, para eliminar o reducir el riesgo
de intoxicación alimentaria por Salmonella enteritidis, los
huevos deberían pasteurizarse antes de su distribución. Aparte de
tener el efecto de proporcionar huevos sustancialmente sin riesgo
de provocar intoxicación alimentaria por Salmonella
enteritidis, también aumentará significativamente la vida útil
de los huevos pasteurizados.
Las infecciones de las gallinas ponedoras por
Salmonella enteritidis, y la contaminación resultante del
contenido de los huevos, han provocado un aumento notable de la
salmonelosis humana desde mediados de los años 80 del siglo XX. La
vía de infección de la Salmonella enteritidis es
transovárica, mientras que la vía de infección para otras
serovariedades es a través de la cáscara.
Tanto inhibidores mecánicos como químicos de la
clara de los huevos frescos restringen el desarrollo de
Salmonella enteritidis y otros contaminantes que atraviesan
la cáscara. La clara fresca es muy viscosa y organizada para
conferir una estructura biológica al contenido de los huevos,
manteniendo a la vulnerable yema lejos de la cáscara y sus
membranas. La clara fresca contiene factores que inhiben el
desarrollo de los microorganismos. Estos incluyen lisozima, que es
un agente antimicrobiano contra bacterias Gram positivas, y
conalbúmina (ovotransferrina), que se une a los iones metálicos
haciendo que el Fe^{+++} no esté disponible para los organismos.
Inhibidores adicionales incluyen ovoflavoproteína, que se une a
riboflavina, y factores contra la tripsina tales como un
ovoinhibidor. Al ir envejeciendo, la clara se vuelve menos viscosa y
menos inhibidora. El deterioro de la membrana vitelina que rodea la
yema permite que el contenido de la yema pase a la clara
desencadenando una rápida multiplicación de los organismos que
habían sobrevivido en la clara. La temperatura de almacenamiento de
los huevos es un factor clave para determinar la velocidad de
envejecimiento de la clara.
El control de la Salmonella y de los
organismos que descomponen los huevos con cáscara enteros tiene
muchas facetas. Las tasas generales elevadas de infección por
Salmonella en los pollos y la infección ovárica subclínica
en las gallinas ponedoras se han atribuido a factores tales como la
cría intensiva, la práctica de muda de plumas forzada y el uso de
subproductos animales contaminados como suplementos proteínicos
alimentarios. Aproximadamente el 30% de los huevos se envían para
ser abiertos y procesados en forma de productos ovícolas para la
industria de procesamiento alimentario. Las prácticas de
pasteurización están bien establecidas para estos productos
ovícolas y están dirigidas a reducir la carga de Salmonella
por un factor logarítmico de aproximadamente 5. La fuente principal
de Salmonella de los huevos abiertos es la materia fecal
fresca de las cáscaras y las cargas pueden ser elevadas en el
contenido de los huevos frescos mezclados. Las yemas mezcladas, los
huevos enteros mezclados y las claras mezcladas se pasteurizan a
diferentes temperaturas que reflejan las diferencias en la
estabilidad térmica de los productos ovícolas.
La pasteurización de huevos con cáscara enteros
es mucho más problemática que la pasteurización de productos
ovícolas y debe encontrar un equilibrio entre la necesaria reducción
de los organismos diana y el mantenimiento de la calidad de la
clara.
\newpage
La Tabla 1 proporciona alguna información sobre
la composición y características de la clara de huevo y la Tabla 2
proporciona más información sobre las características de las
diversas proteínas de la clara de huevo:
La Tabla 1 es únicamente una generalización ya
que hay muchos factores que influyen en la velocidad y la
temperatura a la que una fracción proteínica se desnaturaliza. Uno
de los factores más importantes es el pH del medio y la potencia
iónica. Se encuentran diferencias significativas entre los valores
publicados debido principalmente a diferencias en el pH o en la
potencia iónica del medio en el que se calentó la fracción
proteínica. De importancia particular es el hecho de que la
globulina G3A se vuelve mucho más sensible a la desnaturalización
que la ovotransferrina a un pH superior a 9,0. Esto es
significativo ya que la ovotransferrina generalmente se considera
la proteína más termosensible. Los huevos con cáscara enteros de uno
o dos días habitualmente tienen intervalos de pH superiores a 9,0,
lo que crea un problema si se usa la ovotransferrina como proteína
indicadora para los daños por calor. Durante la pasteurización de
los huevos líquidos, habitualmente se cambia el pH y la potencia
iónica mediante la adición de sales o tampones para crear un entorno
más estable para las proteínas del huevo. Por ejemplo, es sabido
que a un pH de 7 la globulina G3A justo empieza a desnaturalizarse a
60ºC, mientras que a un pH de 9, casi el 50% de la globulina G3A se
ha desnaturalizado cuando el contenido ha alcanzado 60ºC. La
globulina G3A desempeña un papel principal en la turbiedad que se
observa al principio en las etapas iniciales del tratamiento
térmico de los huevos. La clara de huevo todavía es líquida, pero
desarrolla un aspecto "lechoso" o turbio al irse
desnaturalizando la globulina G3A lo que comienza a 55ºC. La
desnaturalización de la globulina G3A es inmediata a 60ºC con un 50%
de desnaturalización después de 5 minutos de exposición. Dado que
el organismo diana Salmonella enteritidis debe inactivarse
sin dañar las proteínas del huevo, está claro que es necesaria una
transferencia térmica eficiente para proporcionar una exposición
máxima de los microorganismos al calor, pero una exposición mínima
de las proteínas del huevo.
Las proteínas de la yema del huevo son
generalmente más estables al calor que las proteínas de la clara.
Sin embargo, dado que los microorganismos diana están dentro de la
yema, debe elevarse la temperatura de la yema lo suficiente sin
dañar la clara. Este es un problema principal con los sistemas o
procesos convencionales de los cuales tiene conocimiento el
solicitante usando agua o vapor como medio calefactor desde el
exterior de los huevos. Para el momento en el que la yema ha
alcanzado temperaturas críticas para inactivar la Salmonella
enteritidis, la clara ha estado expuesta durante periodos
prolongados al calor, lo que provoca que se produzcan cantidades
excesivas de precipitado que proporciona a la clara un color
lechoso. Dado que la clara de huevo es generalmente más sensible al
calor que la yema de huevo, debería usarse la clara de huevo como
proteína indicadora para evaluar la calidad de los huevos después
de procesar. La clara de huevo está formada por cuatro capas
diferentes: clara fluida exterior, clara viscosa o espesa, clara
fluida interna y la capa chalazífera. El contenido total en sólidos
es de 11 a 13%. La proteína es el principal constituyente con hasta
un 1% de carbohidrato. El carbohidrato libre es aproximadamente
0,5% de glucosa, siendo el resto glucoproteína (manosa y
galactosa). La Tabla 3 proporciona información sobre la estructura
de las capas y el contenido en humedad de la clara:
La Tabla 4 proporciona alguna información sobre
la composición de la clara, yema y el huevo entero:
El solicitante tiene constancia del documento WO
03/024249, que describe un sistema de pasteurización con cáscara
configurado para pasteurizar y manejar huevos. El sistema incluye un
sistema de carga configurado para aceptar y cargar un huevo con
cáscara, y un sistema microondas configurado para transmitir energía
microondas a la yema del huevo con cáscara para calentar la yema a
una primera temperatura predeterminada y para transmitir energía
microondas a la clara del huevo con cáscara para calentar la clara a
una segunda temperatura predeterminada. Este documento sin embargo
no proporciona enseñanzas ni sugerencias sobre un perfil de
calentamiento adecuado para la clara. El documento WO 03/024249
tampoco proporciona ninguna enseñanza ni sugerencia sobre el
calentamiento simultáneo de la superficie externa del huevo junto
con el calentamiento de la clara.
De acuerdo con un aspecto de la invención, se
proporciona un procedimiento de pasteurización de huevos con
cáscara que incluye en una etapa de elevar la temperatura, elevar la
temperatura de la clara de un huevo con cáscara predominantemente
mediante radiación microondas a una temperatura de entre 57ºC y
60ºC, elevándose la temperatura de la clara a una velocidad que se
reduce al menos una vez en función del tiempo;
de forma simultánea, en la etapa de elevar la
temperatura, elevar la temperatura de una superficie externa del
huevo predominantemente mediante radiación o conducción térmica
externa a una temperatura de entre 57ºC y 70ºC, o de forma
alternativa o además permitiendo que la temperatura de la superficie
del huevo suba a una temperatura de entre 57ºC y 70ºC como
resultado de la radiación microondas al inhibir la pérdida de calor
del huevo; y
en una etapa de pasteurización, mantener dichas
temperaturas mediante radiación microondas y radiación o conducción
térmica externa durante al menos algún tiempo.
Dichas temperaturas pueden mantenerse mediante
radiación microondas y/o radiación o conducción térmica externa
durante un periodo de al menos 10 minutos. Las temperaturas pueden
mantenerse mediante radiación microondas y radiación térmica
externa durante una parte del tiempo de pasteurización, y con
radiación o conducción térmica externa durante el resto del tiempo
de pasteurización.
El inhibir la pérdida de calor del huevo puede
lograrse manteniendo el huevo en una atmósfera caliente. En una
realización de la invención, la temperatura de la superficie externa
del huevo se eleva a una temperatura de entre 57ºC y 60ºC.
Preferiblemente, dichas temperaturas se
mantienen durante un periodo de al menos 15 minutos, pero de menos
de 25 minutos, por ejemplo entre 15 minutos y 20 minutos. Durante la
etapa de pasteurización, se añade energía microondas al huevo
durante al menos una parte del periodo de pasteurización para evitar
que la temperatura de la clara descienda como resultado de la
evaporación de humedad del huevo. Se lograron unas reducciones
logarítmicas máximas de las unidades formadoras de colonias de
Salmonella enteritidis y un daño mínimo por calor en los
huevos con tiempos de espera de 15 minutos a temperaturas diana de
entre 58ºC y 59ºC.
De forma ventajosa, elevar dichas temperaturas y
mantener dichas temperaturas puede lograrse en aproximadamente 40
minutos, incluso más ventajosamente en aproximadamente 35 minutos,
de la forma más ventajosa en aproximadamente 30 minutos, por
ejemplo en aproximadamente 22-25 minutos a la vez
que se proporciona una reducción logarítmica de al menos 3,
preferiblemente al menos 5, de las unidades formadoras de colonias
de Salmonella enteritidis.
Cuando un producto se expone a calor por
microondas el calor se genera directamente en el interior del
material, permitiendo que el producto se caliente rápidamente. Esto
difiere de los procedimientos de calentamiento convencionales en
los que la energía se transfiere al producto a partir de un elemento
caliente mediante conducción o convección o radiación, limitando la
velocidad de calentamiento. Otra ventaja del calentamiento por
microondas es el calentamiento selectivo: ciertos materiales son
más susceptibles al calentamiento por microondas que otros y como
resultado, la energía microondas es absorbida de forma preferente
por ese material. Esto quiere decir que la energía no se derrocha
en calentar el material circundante. Dado que no hay elementos
calientes a calentar o a enfriar en un sistema de calentamiento por
microondas, el lapso térmico del sistema es corto - la fuente de
calor (campo microondas) puede encenderse y apagarse
instantáneamente.
Las mediciones de permitividad de la yema de
huevo y clara de huevo para determinar la constante dieléctrica, el
factor de pérdida dieléctrico y la profundidad de penetración de la
energía en los huevos enteros mostraron que tanto la clara como la
yema tienen factores de pérdida dieléctrica muy elevados, lo que
quiere decir que estos materiales absorben eficazmente la energía
microondas. La profundidad de penetración de la energía es la
distancia a partir de la superficie del material a la que ya se ha
absorbido el 50% de la energía microondas. La profundidad de
penetración de la energía es de aproximadamente 15 mm en la clara de
huevo y de aproximadamente 32 mm en la yema a 2,45 GHz (frecuencia
del aparato a pequeña escala). Aunque estas profundidades de
penetración de la energía son pequeñas, todavía son lo
suficientemente largas como para permitir generar calor por todo el
volumen de un huevo. Sin embargo, se observó que puede producirse un
efecto de resonancia a 2,45 GHz, lo que provocaría que el campo se
focalizara en el centro del huevo, y provocara así que el centro se
calentara más rápidamente de lo anticipado formando lo que se
denomina un punto caliente. Los efectos resonantes dependen de la
forma del huevo y pueden ser diferentes para cada huevo. Puede ser
ventajoso usar una frecuencia microondas diferente, por ejemplo 915
MHz, para evitar la formación de un punto caliente o para obtener un
calentamiento más uniforme de los huevos.
Preferiblemente, se pasteuriza una pluralidad de
huevos de forma simultánea. Los huevos pueden estar al menos
parcialmente envasados, por ejemplo situados sobre una bandeja de
huevos. De forma alternativa, los huevos pueden estar dispuestos en
un transportador, por ejemplo un transportador de rodillos.
Preferiblemente, todos los huevos se envasan y/o disponen en la
misma orientación, por ejemplo con las cámaras de aire hacia arriba
o hacia abajo.
El procedimiento puede incluir seleccionar los
huevos para la pasteurización simultánea basándose en un intervalo
predeterminado de peso de los huevos. Así, los huevos que entren
dentro de un intervalo de peso predeterminado particular pueden
envasarse juntos al menos parcialmente y después calentarse juntos
de forma simultánea mediante radiación microondas y radiación o
conducción térmica. El intervalo de peso de los huevos puede ser
hasta aproximadamente 10 g, más pequeño hasta aproximadamente 5 g,
o incluso desde aproximadamente 3 g.
La temperatura de la clara puede elevarse a una
velocidad que se reduce siguiendo una curva aproximadamente
logarítmica inversa en función del tiempo. Esto puede lograrse
usando una guía de ondas alargada ranurada y desplazando el huevo o
huevos de forma longitudinal a lo largo de la guía de ondas.
El procedimiento puede incluir preacondicionar
el huevo o huevos de forma que estén a una temperatura inicial
deseada antes de elevar las temperaturas de la clara y la
superficie. De forma ventajosa, esto ayuda a asegurar un control
exacto de las temperaturas elevada y mantenida de la clara y de la
superficie del huevo.
El procedimiento puede incluir una etapa de
mantener la temperatura, en la que se proporciona energía al huevo
o huevos mediante radiación o conducción térmica solo, es decir sin
radiación microondas. En la etapa de mantener la temperatura, la
energía puede proporcionarse durante un periodo de entre
aproximadamente 1 minuto y aproximadamente 10 minutos, por ejemplo
aproximadamente 5 minutos.
El procedimiento puede incluir una etapa de
enfriamiento, en la que el huevo o huevos se enfrían a una
temperatura inferior a 30ºC, preferiblemente a una temperatura
inferior a 25ºC, más preferiblemente a una temperatura de 20ºC o
menos.
De acuerdo con otro aspecto de la invención, se
proporciona un instalación para la pasteurización de huevos con
cáscara que incluye una etapa de elevar la temperatura que comprende
una cavidad de microondas o porción de cavidad de microondas en la
que pueden radiarse las microondas; una etapa de pasteurización que
comprende una cavidad de microondas o porción de cavidad de
microondas en la que pueden radiarse las microondas; medios de
calentamiento para proporcionar calor radiante o conductor a un
huevo con cáscara situado en la etapa de elevar la temperatura y a
un huevo con cáscara situado en la etapa de pasteurización; y medios
de desplazamiento para proporcionar un desplazamiento relativo
entre un huevo con cáscara y las cavidades de microondas o porciones
de cavidades de microondas.
Las cavidades de microondas pueden estar
conectadas directamente de forma que, durante el uso, un huevo con
cáscara pasa directamente de la cavidad de microondas de la etapa de
elevar la temperatura a la cavidad de microondas de la etapa de
pasteurización. En vez de eso, una única cavidad de microondas puede
definir dichas porciones de cavidades de microondas. En vez de eso,
las cavidades de microondas pueden estar separadas. Cuando las
cavidades de microondas están separadas, la instalación puede
incluir una etapa de estabilización entre las cavidades de
microondas. La etapa de estabilización puede calentarse, por ejemplo
puede incluir la capacidad de generar o recibir aire caliente,
ayudando así a estabilizar la temperatura de un huevo con
cáscara.
Habitualmente, se proporciona un extremo de
admisión de huevos en la cavidad de microondas de la etapa de
elevar la temperatura y un extremo de salida de huevos de la cavidad
de microondas de la etapa de pasteurización con un surco para
evitar o inhibir el escape de microondas de las cavidades de
microondas a través de estos extremos.
La instalación puede incluir medios sensores de
la temperatura para tomar la temperatura de la superficie de la
cáscara del huevo de un huevo con cáscara. El medio sensor de la
temperatura puede incluir un sensor de temperatura infrarrojo.
La instalación puede incluir una etapa de
retención, después de la etapa de pasteurización, en la que un huevo
con cáscara puede mantenerse en un entorno caliente durante un
periodo de tiempo.
La instalación puede incluir una etapa de
enfriamiento que incluye medios de enfriamiento para enfriar un
huevo con cáscara situado en la etapa de enfriamiento. El medio de
enfriamiento puede incluir un refrigerador para proporcionar aire
frío a la etapa de enfriamiento.
El medio de desplazamiento puede incluir un
transportador que pasa a través de ambas cavidades de microondas.
Preferiblemente, el transportador pasa a través de todas las etapas.
El transportador puede ser un transportador de velocidad
variable.
La instalación puede incluir un generador de
microondas. Habitualmente, se usa un generador de microondas de
radiación continua para generar microondas para ambas cavidades de
microondas con una salida de energía microondas constante. La
instalación así también puede incluir un acoplador para dividir las
microondas generadas en dos fracciones, que habitualmente son
fracciones desiguales, alimentándose una fracción mayor en la
cavidad de microondas de la etapa de elevar la temperatura y
alimentándose una menor fracción en la cavidad de microondas de la
etapa de pasteurización. Habitualmente, se usan una o más guías de
ondas para guiar las microondas generadas del generador de
microondas al acoplador y del acoplador a las cavidades de
microondas.
La cavidad de microondas de la etapa de elevar
la temperatura y/o la cavidad de microondas de la etapa de
pasteurización pueden ser alargadas y pueden incluir una antena de
guía de ondas alargada, que se extiende longitudinalmente.
Preferiblemente, la antena de guía de ondas incluye una pluralidad
de ranuras que se espacian longitudinalmente a partir de la cual
pueden radiarse microondas, proporcionando con su uso una radiación
microondas sustancialmente uniforme a un huevo con cáscara que pasa
a través de la cavidad de microondas de la etapa de
pasteurización.
La antena de guía de ondas de la cavidad de
microondas de la etapa de elevar la temperatura puede configurarse
de forma que proporcione una dosis relativamente alta de radiación
microondas a los huevos que entran en la cavidad de microondas de
la etapa de elevar la temperatura, elevando así inicialmente la
temperatura interior de la clara y la yema de los huevos de forma
muy rápida. La antena de guía de ondas de la cavidad de microondas
de la etapa de elevar la temperatura puede configurarse de forma que
proporcione a un huevo, que pasa a través de la cavidad de
microondas de la etapa de elevar la temperatura progresivamente
menos radiación microondas, reduciéndose la radiación microondas
recibida siguiendo una curva aproximadamente logarítimica inversa,
que asegure que las temperaturas de la clara y yema aumentan
siguiendo una curva aproximadamente logarítmica.
Se realizaron una serie de experimentos, ensayos
y pruebas para establecer la eficacia del procedimiento y del
aparato de la invención y para establecer los procedimientos
experimentales. Estos se describen con más detalle más adelante
junto con sus resultados haciendo referencia, cuando sea aplicable,
a los dibujos que se acompañan en los que
La Figura 1 muestra una curva de desarrollo de
Salmonella enteritidis (PT4) en la yema de huevo;
Las Figuras 2 y 3 muestran curvas de desarrollo
de Salmonella enteritidis (PT4) respectivamente en mezclas
de clara y mezclas de yema de huevo a diversas temperaturas;
Las Figuras 4 y 5 muestran curvas de desarrollo
de Pseudomonas aeruginosa respectivamente en mezclas de
clara y mezclas de yema de huevo a diversas temperaturas;
Las Figuras 6, 7 y 8 muestran la temperatura
interna de los huevos que se pasteurizan de acuerdo con la invención
usando un controlador de temperatura PID, para diversas
temperaturas diana y tiempos de retención;
Las Figuras 9 a 12 muestran la temperatura
interna de los huevos que se pasteurizan de acuerdo con la invención
sin usar un controlador PID, para diversas variables y resultados
de pasteurización;
La Figura 13 muestra una gráfica de reducciones
logarítmicas medias de los huevos inoculados con Salmonella
enteritidis y pasteurizados de acuerdo con la invención sin usar
un controlador PID; y
La Figura 14 muestra un diagrama de una
realización de una instalación para la pasteurización de huevos con
cáscara de acuerdo con la invención.
La calidad funcional de los huevos se determina
principalmente por la calidad de los diversos tipos de proteína.
Por lo tanto, los cambios en la estructura terciaria de las
proteínas que provoquen desnaturalización provocarán cambios en la
calidad funcional del huevo. Dado que la globulina G3A es la
proteína más termosensible, se seleccionó como proteína indicadora
para los cambios en la calidad de los huevo. La globulina G3A afecta
a la capacidad de formación de espuma de la clara de huevo. Se
procesaron huevos insuficientes para realizar pruebas de
estabilidad de la espuma, pero dado que la globulina G3A muestra
desarrollo de turbiedad debido a la desnaturalización, que
proporciona una indicación de los descensos en la capacidad de
formación de espuma, la turbiedad de la clara de huevo después del
tratamiento proporcionaba una buena indicación de los daños. La
turbiedad puede medirse usando un número de pruebas
espectrofotométricas o de análisis de imágenes disponibles. El
análisis de las imágenes se seleccionó como prueba de tamización
inicial para evaluar el efecto del tratamiento sobre la clara de
huevo. La viscosidad de los huevos también se mide en toda la
industria de envasado de huevos como indicación de la edad de los
huevos. Esto se realiza midiendo la viscosidad en unidades Haugh que
proporcionan una indicación de la estabilidad de las diferentes
capas de la clara. Los huevos más viejos se vuelven más fluidos
haciendo que un huevo crudo cascado sobre una superficie plana se
extienda más con una altura menor. Dado que las unidades Haugh son
el principal estándar de la industria, se seleccionaron como segunda
medición del efecto de los tratamientos de pasteurización sobre los
huevos.
La invención se centra en el control del
patógeno Salmonella enterica de la variedad
enteritidis en huevos con cáscara. De las cepas de
Salmonella enteritidis asociadas a los huevos, la cepa Fago
de tipo 4 (PT4) es la cepa más habitual y la más estudiada. Se usó
esta cepa en todos los experimentos y pruebas aunque se obtuvo
alguna información sobre el efecto del procedimiento de la invención
sobre las cepas PT16 y PT19. Los microorganismos se trataron cuando
estaban en su fase de latencia: la fase de mayor resistencia al
tratamiento térmico. Esto creó una situación del peor de los casos
junto con la selección de una cepa termorresistente (que se usó
durante todos los ensayos) y la uniforme inyección de los
microorganismos en la yema de los huevos (dado que la clara tiene
efectos inhibidores).
Se desarrolló un cultivo de PT4 toda la noche y
se lavó (3 veces) y se recolectó proporcionando un sedimento. El
sedimento se volvió a suspender y se ajustó a un patrón de densidad
McFarland de 0,5 (150 x 106 ufc) y se realizaron diluciones
seriadas hasta aproximadamente 103 ufc. Se inoculó 0,1 ml en la yema
de huevos frescos y los huevos se incubaron a 25ºC. Se extrajeron
grupos de tres huevos a intervalos y se realizaron recuentos de
placas del contenido. Se construyó una curva de desarrollo, tal como
se muestra en la Figura 1 de los dibujos.
Se inocularon cepas de PT16 y PT19 en las yemas
de huevos frescos y mostraron un aumento del número de células
hasta aproximadamente 10^{8} a 10^{9}/g de huevo (fase
estacionaria) durante los mismos periodos de tiempo que PT4, lo que
indicaba viabilidad en el huevo.
Se separaron las yemas y las claras de seis
huevos. La clara se homogenizó en un agitador magnético durante 1
hora a una velocidad suficiente para mezclar la clara sin provocar
la desnaturalización mecánica de la proteína. La yema se homogenizó
durante 15 minutos. La clara y la yema se inocularon con una
suspensión lavada de PT4 y se evaluó el nivel de PT4 durante 2,5
días a una temperatura de 25ºC. El experimento se repitió a 15ºC y
6ºC. Los resultados se muestran gráficamente en las Figuras 2 y 3.
La cepa de PT4 se desarrolló bien en la mezcla de yemas de huevo y
pareció ser psicotrófica: crecía por debajo de 10ºC. No se produjo
un crecimiento significativo del organismo a ninguna de las tres
temperaturas de incubación en la mezcla de claras durante el
periodo de prueba.
La mayoría de los organismos de descomposición
de los huevos enteros son bacterias Gram negativas no entéricas que
producen putrefacciones con color. Habitualmente, la descomposición
la realizan cepas de Pseudomonas pigmentadas. La producción
de pigmento está asociada a la producción de pioverdina, que deshace
el quelato de Fe^{+++} unido y hace que esté disponible para el
crecimiento de microbios. Se seleccionó una cepa fluorescente de
Pseudomonas que producía un pigmento verde brillante para el
experimento. Se inocularon mezclas de claras de huevo y de yemas de
huevo y se incubaron a 5ºC, 15ºC y 25ºC con la cepa de
Pseudomonas. Los resultados se muestran gráficamente en las
Figuras 4 y 5. La cepa de Pseudomonas creció bien tanto en
la mezcla de las claras como en la mezcla de las yemas a 25ºC
durante el periodo de investigación. El organismo no se desarrolló
a 15ºC en la clara pero sí a 15ºC en la yema. El organismo no se
desarrolló a 5ºC durante el periodo de investigación ni en la clara
ni en la yema. Se estimó que la cepa de Pseudomonas
aeruginosa elegida (ATCC 27853) era un organismo de prueba
adecuado para la validación del procedimiento contra los organismos
de descomposición.
Se estimó que la vía de inoculación de la yema
de huevo era más práctica que la vía de inoculación de la clara de
los huevos frescos. El examen al trasluz de los huevos no
fertilizados frescos no diferenciaba los componentes estructurales
del huevo, haciendo que la inoculación de la clara fuera difícil
tanto de realizar como de confirmar. Se sabe que el crecimiento de
Salmonella y de los organismos de descomposición es más
rápido en la yema que en la clara según se ha confirmado
experimentalmente. Las lipoproteínas de la yema confieren
resistencia térmica a las células bacterianas de forma que las
reducciones que se obtienen en la yema posiblemente representan
situaciones de menor eficacia del efecto del procedimiento de la
invención sobre los huevos enteros con cáscara huevo en los que el
foco de infección, en los huevos infectados de manera natural, es
predominantemente la clara.
El procedimiento de inoculación siguió el
procedimiento de Grijspeerdt (Grijspeerdt, K, Herman, L,
Inactivation of SE during boiling of eggs. Int. J. Food Micro. 82,
13-24). Los cultivos de una noche del organismo de
prueba se cultivaron en caldo de cultivo de soja con triptona. El
cultivo se recolectó mediante lavado (3 veces) en solución salina
que produjo un sedimento lavado, después de lo cual se suspendió el
sedimento en solución salina y se diluyó hasta un patrón McFarland
de 0,5. La suspensión (0,2 ml) se inoculó en la yema de huevos
frescos pesados (con un intervalo de 1 gramo) y las series se
incubaron toda la noche. Al inicio de cada ensayo de microondas, se
retiraron seis huevos de la serie y se realizaron recuentos para
evaluar el recuento de la fase estacionaria por g de contenido de
huevo mezclado. Se determinó el recuento logarítmico medio. El
resto de los huevos de la serie se sometió al procedimiento de la
prueba con microondas. Después de calentar mediante radiación
microondas, se cascaron los huevos y se evaluó el estado de la
clara. Se homogenizó el contenido batiendo en solución salina
durante 30 segundos y se realizaron recuentos de placas del
contenido. Se calculó la reducción logarítmica del número de
células a partir de la media de recuentos de las series no
tratadas.
\newpage
\global\parskip0.900000\baselineskip
Se acopló una cavidad de microondas básicamente
cúbica a una fuente de electricidad variable de 2 kW para el
aparato u horno microondas. Se montó un agitador de aluminio en la
cavidad de microondas en frente de una entrada de una guía de las
microondas a la cavidad. El agitador provocaba desviaciones de las
microondas y produjo una difusión uniforme del campo de microondas.
Se colocó un huevo con la parte puntiaguda hacia abajo en una copa
de papel y el punto del interior de la cavidad se marcó con un
marcador resistente al agua. Cada huevo se trató exactamente en el
mismo punto para eliminar la variación que pudiera producirse como
resultado de diferencias en la posición. Se insertó un sensor de
temperatura de fibra óptica unido a un sistema de adquisición de
datos en cada huevo. Se buriló un pequeño agujero en la parte
superior de cada huevo para insertar la sonda. El objetivo era
insertar la sonda en medio del huevo y a la misma altura de la parte
superior todas las veces. Después se midió la temperatura del
interior del huevo y se registró usando el programa que suministraba
FISO Technologies (Canadá) acoplado a un ordenador. El objetivo de
registrar la temperatura era establecer las condiciones de
procesamiento necesarias para tratar los huevos sin calentar
excesivamente, pero al mismo tiempo lo suficiente como para
destruir los microorganismos diana (Salmonella enteritidis).
Los huevos se enfriaron después del procesamiento dejándolos sobre
un banco del laboratorio. Con el montaje anterior podía procesarse
un huevo cada vez.
Los huevos de la misma masa difieren
significativamente en la forma y esto dio problemas a la hora de
localizar el punto caliente de los huevos, que se formaba durante
la radiación microondas de los huevos. Si se usa una sonda de la
misma longitud todas las veces, la punta de la sonda en la que está
el sensor estará en una posición diferente con respecto a la base
del huevo para huevos diferentes. Esto provocó dos pendientes de
temperatura detectada significativamente diferentes. Con la sonda
en el punto caliente del huevo, podrían controlarse las
temperaturas internas de los huevos de forma adecuada para producir
huevos procesados sin daños en la clara. Sin embargo, cuando la
sonda no estaba en el punto caliente, se producían huevos con puntos
internos coagulados dado que la temperatura del punto caliente
aumentaba siguiendo la pendiente rápida, mientras que el
controlador PID únicamente podía detectar una pendiente lenta. Era
muy importante establecer durante los primeros segundos de cada
tratamiento si la sonda estaba realmente en el punto caliente o no.
Sin embargo se demostró que los huevos pueden procesarse de forma
consistente si las mediciones del punto caliente son exactas.
Basándose en las tendencias generales de los datos, se concluyó de
forma general que la velocidad de calentamiento del punto caliente
del huevo es similar para cada huevo y que la posición del punto
caliente no influye en la velocidad a la que se calienta.
La pasteurización de los huevos se realizó
irradiando los huevos con microondas hasta que se alcanzó una
temperatura interna diana. Las temperaturas diana variaban entre 58
y 60ºC. El tratamiento con microondas se detenía cuando se
alcanzaba la temperatura.
Se encontró que el tratamiento ultrarrápido de
pasteurización no logró inactivar suficientemente los
microorganismos y se achacó a la baja temperatura de las cáscaras
de los huevos después del tratamiento. Para permitir un
calentamiento más controlado, se acopló un calefactor por aire al
aparato microondas. Se alcanzaron temperaturas del aire de
56-64ºC y los tratamientos se repitieron usando una
combinación simultánea de radiación microondas y una manta de aire
caliente. El aire caliente se usaba principalmente para evitar la
pérdida de calor de las superficies de los huevos, no tenía una
función de calentamiento sustancial adicional ya que la
transferencia de calor del aire caliente al interior de los huevos
era lenta comparada con la velocidad del calentamiento por
microondas.
Se instaló un controlador PID acoplado al sensor
de temperatura de fibra óptica insertado en los huevos. El
controlador PID podía ajustarse a una temperatura diana específica y
el controlador estaba acoplado directamente al controlador de
suministro de energía microondas. Con el controlador PID, podía
controlarse la temperatura del punto caliente en el interior del
huevo con una variación de 1 grado Celsius y permitía desarrollar un
procedimiento de calentamiento controlado. El objetivo era calentar
el huevo gradualmente evitando que el punto caliente se calentara
excesivamente, pero permitiendo la conducción gradual de calor desde
el punto caliente al resto del huevo sin permitir que se escapara
el calor de la superficie del huevo (evitado por el aire caliente
alrededor del huevo). Los huevos podían calentarse hasta una
temperatura superficial de más de 58ºC en 15 minutos, sin calentar
excesivamente el punto caliente del huevo.
Las muestras de los perfiles de temperatura
completos de los huevos pasteurizados usando el controlador PID se
muestran en las Figuras 6, 7 y 8. La figura 6 muestra el perfil de
temperatura de un huevo calentado a una temperatura interna de 59ºC
y mantenido durante 15 minutos, la Figura 7 muestra el perfil de
temperatura de un huevo calentado a una temperatura interna de 57ºC
y mantenido durante 30 minutos y la Figura 8 muestra el perfil de
temperatura de un huevo calentado a una temperatura interna de 57ºC
y mantenido durante 35 minutos. En cada Figura, se muestra la
temperatura interna registrada en el punto caliente del huevo, la
temperatura final de la superficie del huevo tal y como se detecta
mediante un sensor de temperatura IR y la reducción logarítmica de
cantidades conocidas de Salmonella enteritidis. Los huevos no
muestran opacidad o turbiedad visibles debidas a la
desnaturalización de la globulina G3A.
\global\parskip1.000000\baselineskip
Se iniciaron las pruebas con las temperaturas
diana y de retención de los huevos ajustadas a 57ºC después de
obtener resultados alentadores con los huevos inoculados insertados
en un baño de agua. Sin embargo se encontró que, incluso después de
35 minutos de tratamiento, únicamente podían obtenerse reducciones
logarítmicas máximas de sólo 3,7 de Salmonella enteritidis.
Al aumentar más los tiempos de retención de los huevos a estas
temperaturas a 40 minutos se producía la formación de precipitado y
los huevos presentaban un aspecto turbio. Entonces se decidió
experimentar más con temperaturas diana más elevadas. A una
temperatura diana de 59ºC, ya se había obtenido una reducción
logarítmica máxima de 3,24 después de sólo 15 minutos de tiempo de
retención sin daños a la clara de huevo. La temperatura de la
superficie de los huevos medida mediante el sensor de temperatura
IR, en lo sucesivo denominadas temperaturas IR, variaba y parecía
que fueran necesarias temperaturas IR de al menos 58ºC para lograr
unas reducciones logarítmicas suficientes. La temperatura IR se
mide después de completar el tiempo de procesamiento e indica la
temperatura de la superficie de la cáscara de los huevos al final
del procedimiento. La temperatura IR se ve muy influenciada por la
temperatura del aire caliente que rodea a los huevos ya que ayuda a
evitar la pérdida de calor de la superficie del huevo.
Basándose en los diversos ensayos realizados
usando la sonda de fibra óptica insertada en el huevo, se desarrolló
un procedimiento en el que los huevos podían calentarse sin
necesidad de insertar la sonda. Esto era necesario para repetir los
tratamientos, tal y como sería el caso en un entorno industrial, es
decir, los huevos se procesarán sin sondas. El procedimiento que se
describe a continuación se desarrolló para los aparatos a escala de
laboratorio que se utilizaron y permitía controlar el calentamiento
de los huevos sin inducir la formación de áreas blancas turbias en
el interior de los huevos. Para que el procedimiento tuviera éxito,
se demostró que eran importantes los siguientes criterios:
\bullet Para un lote específico de huevos, los
huevos deben estar dentro de un intervalo de peso de 1 g los unos
con respecto a los otros
\bullet Los huevos deben estar a la misma
temperatura inicial (los huevos se incubaron toda la noche a
30ºC)
\bullet La fuente de potencia microondas
variable debe tener suficientes niveles de control
\bullet La unidad de aire caliente debe tener
suficientes niveles de control
\bullet El laboratorio debe estar a una
temperatura constante si la cavidad del horno no está lo
suficientemente aislada.
\vskip1.000000\baselineskip
El procedimiento desarrollado incluía las
siguientes etapas, y el uso de un sensor de temperatura
infrarrojo:
\sqbullet Incubar el huevo inoculado toda la
noche en una incubadora a 30ºC.
\sqbullet Introducir el huevo en la posición
demarcada en el interior de la cavidad de microondas. Cerrar la
tapa.
\sqbullet Dejar equilibrar el huevo en aire
caliente durante 2 minutos.
\sqbullet Primer ciclo de calentamiento:
Calentar durante 2 minutos con un ajuste de la potencia de
aproximadamente 18. El visor de la unidad de potencia fluctuará
pero no debe superar los 44 W. La lectura promedio de la potencia
será de 35 a 37 W.
\sqbullet Apagar durante 2 minutos.
\sqbullet Segundo ciclo de calentamiento:
Calentar durante 90 segundos con ajuste de la potencia a 18 como
durante el primer ciclo de calentamiento.
\sqbullet Apagar durante 2 minutos.
\sqbullet Tercer ciclo de calentamiento.
Calentar durante 8 minutos a un ajuste de la potencia de
aproximadamente 4 (el visor no debe superar los 17 W - la media será
de 12 a 14 W) para subir hasta la temperatura de pasteurización.
\sqbullet Apagar durante 1 minuto.
\sqbullet Pasteurización. Calentar durante un
minuto al ajuste de potencia establecido en el tercer ciclo de
calentamiento. Registrar el tiempo (iniciar el "tiempo de
espera"). Apagar durante 3 minutos. Continuar calentando durante
1 minuto seguido de descansos de 3 minutos hasta el final del tiempo
de retención de 20 minutos (es decir cinco ciclos de encendido y
apagado).
\sqbullet Registrar la lectura de la
temperatura en el lector del sensor de temperatura IR al fina del
último periodo de descanso de tres minutos (final del ciclo de 20
minutos) y retirar el huevo.
Usando los datos iniciales obtenidos a partir de
los ensayos empleando el controlador PID, se desarrolló el
procedimiento anterior basándose en la entrada de potencia
microondas, tiempo y mediciones IR de la temperatura de la
superficie del huevo. Las temperaturas internas de los huevos se
registraron usando la sonda de fibra óptica, pero la sonda estaba
desconectada del controlador PID. Los resultados de los perfiles de
temperatura, las mediciones IR y las reducciones logarítmicas de
Salmonella enteritidis se muestran en las Figuras 9 a 13. La
Figura 9 muestra el perfil de temperatura básico del procedimiento.
Este perfil permaneció sin cambios durante todos los tratamientos
excepto cuando se acortaban o alargaban los tiempos de retención.
Las zonas de tratamiento de la Figura 7 son las siguientes: A =
calor rápido a 44 W; B = potencia desconectada; C = calor lento a
12 - 14 W basándose en la lectura IR; D = desconexión (descanso
corto); E = calor lento (12 -14 W); F = desconexión (descanso
largo); G = enfriar. En la Figura 10 puede observarse que las
diferencias en la masa de los huevos no parecieron tener un efecto
significativo sobre las temperaturas del punto caliente detectadas
en el intervalo analizado en estas condiciones. En la Figura 11 se
muestra que la aparición de precipitación u "opacidad" está
relacionada con las temperaturas internas de los huevos y se decidió
concentrarse en tiempos de procesamiento más cortos a temperaturas
más elevadas (tiempos de retención de 15 minutos a
58-59ºC) para lograr una mejor calidad de la clara
de huevo después del procedimiento de pasteurización. En la Figura
12 se muestran los perfiles de temperatura de los huevos
pasteurizados con éxito. Se consiguieron reducciones logarítmicas
por huevo superiores a 6, sin embargo, había problemas con las
reducciones logarítmicas inferiores a 3. El experimento se repitió
varias veces para obtener los datos de las reducciones logarítmicas
que se muestran en la Figura 13. Uno de los problemas que se
encontró en los ensayos era la variabilidad de los inóculos
inyectados en los huevos. Las muestras de control están formadas por
seis huevos inyectados con los mismos inóculos que se inyectaban en
los huevos procesados. El problema es que no pueden obtenerse las
cifras de recuperación y control de los microorganismos
supervivientes en el mismo huevo. Las cantidades de microorganismos
inyectados pueden variar hasta 2 unidades logarítmicas en un grupo
de seis huevos. Esto puede explicar parcialmente la variabilidad de
la medición final de los microorganismos que sobrevivieron tal como
se muestra en la Figura 13. En la Figura 13, se calcularon las
reducciones logarítmicas a partir de recuentos promediados del
control así como a partir de los valores mayor y menor del control.
El procedimiento de cálculo en sí mostraba un error experimental de
2 unidades logarítmicas y tomando en consideración otras variables
del problema tales como el control de la temperatura del aire que
producía variaciones en la temperatura de la superficie de los
huevos, puede explicarse parcialmente la gran variación en las
reducciones logarítmicas. Sin embargo, fue interesante observar que
un aumento en los tiempos de retención de 15 a 20 minutos no pareció
reducir los recuentos de microorganismos de forma más eficaz. Esta
tendencia se observó en otros experimentos también. Se lograron
reducciones logarítmicas superiores a 5 muchas veces después de un
procesamiento de 15 minutos (los resultados de la Figura 12 no
están agrupados en la Figura 13 tampoco y se produjeron muchos más
conjuntos de datos que mostraban esta tendencia). La Figura 13 es
únicamente un resumen de cuatro conjuntos de datos. Todos los
huevos procesados en la Figura 13 se describieron como
"completamente crudos" es decir no había
precipitado/opacidad/lechosidad/turbiedad.
Las primeras etapas del calentamiento (zonas A,
B, y C de la Figura 9) no crearon problemas y solamente si se
producía un calentamiento excesivo de forma accidental, aparecían
cambios visibles en la clara de huevo. Los cambios en la clara se
detectaron sólo después de añadir al procedimiento tiempos de
retención de diversa extensión. Los tiempos de retención de 15
minutos producían menos turbiedad con la mayoría de los huevos
completamente transparentes. La turbiedad afectará a la
aceptabilidad de los huevos pasteurizados desde el punto de vista
del consumidor, así como su potencial efecto sobre las propiedades
de formación de espuma de la clara.
También se investigó el efecto de calentar
excesivamente de forma localizada sobre el aspecto de la clara de
huevo. Los huevos se calentaron a 110 W durante 2,5 minutos para
crear una coagulación localizada. Varios huevos sometidos al
procesamiento de "pendiente lenta" se abrieron por los extremos
inferiores (puntiagudos) después del procesamiento. Se encontró que
la clara coagulaba con un patrón con forma de tornado que se
iniciaba en la base de la yema. Sin embargo, la coagulación inicial
no se inició en el mismo tiempo todas las veces. La coagulación
parecía iniciarse en posiciones diferentes de la mitad inferior de
la yema. No se coaguló ninguna yema, sólo las secciones de clara
unidas. Parece como si el punto caliente estuviera en esta posición
- entre la parte inferior de la yema y la parte inferior del huevo
y se desarrollara desde la yema hacia abajo en diversas posiciones.
Fue difícil encontrar el punto caliente con una sonda insertada, ya
que la sonda se inserta en el centro del huevo. Sin embargo, las
condiciones del procesamiento se diseñaron de acuerdo con la
sensibilidad a la temperatura del punto caliente y se plantea como
hipótesis que la velocidad de calentamiento en el punto caliente
será la misma independientemente de la posición. Dado que era
posible repetir los tratamientos en condiciones controladas sin
necesidad de una sonda de la temperatura, parece como si esta
hipótesis fuera cierta y pudiera usarse como línea básica para el
diseño de una unidad a mayor escala. Insertando la sonda en la yema
y clara respectivamente (eliminando la porción superior de un huevo
y cubriéndola de nuevo mediante una caperuza de cáscara distinta),
se estableció que las velocidades de calentamiento entre la yema y
la clara lejos del punto caliente eran similares. La formación del
punto caliente posiblemente puede deberse a los efectos de
resonancia de las microondas en el interior del huevo y aunque sólo
pudieron obtenerse datos cualitativos, parece que los huevos con
una base muy puntiaguda desarrollan estos puntos más fácilmente ya
que podían crearse más rápido y de forma más consistente con los
huevos con base redondeada. En la terminología general, la parte
del huevo opuesta a la cámara de aire es la base y la cámara de aire
está situada en la parte superior. Se encontraron huevos que tenían
formas muy irregulares, mientras que se encontraron otros en los que
las formas superior e inferior eran similares (no podía
distinguirse la parte superior de la inferior). Así parece que la
forma del huevo y no sólo la masa influirá también sobre el
procedimiento de tratamiento.
El solicitante inicialmente esperaba que los
huevos pudieran calentarse con microondas solo sin necesidad de
mantener los huevos en un entorno caliente. Aunque se produjeron
huevos con un aspecto aceptable y sin daños en la clara usando
radiación microondas sólo, las reducciones logarítmicas de los
microorganismos Salmonella enteritidis diana fueron
sorprendentemente inadecuados (reducción de 1 unidad logarítmica o
menos). El uso simultáneo de microondas y aire caliente para evitar
la pérdida de calor de la superficie del huevo por el contrario es
sorprendentemente eficaz. De hecho, la temperatura de la superficie
del huevo después del procesamiento aparentemente influye en la
eficacia del procedimiento de pasteurización de la invención. Otro
resultado sorprendente fue que los huevos no pueden mantenerse en
un entorno de aire caliente solo durante el tiempo de retención
diana (15 - 20 minutos) incluso aunque los huevos con una
temperatura interna particular se introduzcan en aire caliente a la
misma temperatura. Las temperaturas internas de los huevos
descendían y se encontró que tenía que añadirse una energía
microondas de baja intensidad a los huevos de forma continuada
durante el tiempo de retención también. Esta reducción de la
temperatura durante la retención puede achacarse a la evaporación
de la humedad de la superficie del huevo (por ejemplo, los huevos a
58ºC situados en un entorno de aire caliente de 58ºC perderán 2ºC
de temperatura cada tres minutos debido a la evaporación de humedad
de la cáscara). Se encontró que los huevos perdían hasta 0,3 g de
humedad durante cada tratamiento. La adición de aceite mineral a la
superficie de los huevos reducirá este efecto, pero no lo eliminará
completamente, manteniendo la necesidad de una unidad de retención
con microondas de baja energía/aire caliente. Así no es posible
pasteurizar huevos con microondas solo hasta que se alcanza una
temperatura de 58ºC en la cáscara del huevo (superficie externa).
Incluso después de tiempos de retención de una hora de duración con
temperaturas de aire a 20 - 25ºC solamente durante la exposición a
microondas, las temperaturas de la superficie solo alcanzaban los
52ºC.
La invención ahora se describirá adicionalmente
haciendo referencia a la Figura 14 de los dibujos, que muestra un
dibujo diagramático de una instalación de pequeña capacidad para la
pasteurización de huevos con cáscara de acuerdo con la
invención.
Haciendo referencia a la Figura 14 de los
dibujos, se indica una instalación de pequeña capacidad para la
pasteurización de huevos con cáscara de forma general mediante el
número de referencia 10. La instalación 10 incluye medio de
desplazamiento, en forma de una cinta transportadora 12 que pasa por
una etapa de carga 14, una etapa de elevar la temperatura 16, una
etapa de estabilización 18, una etapa de pasteurización 20, una
etapa de retención 22, una etapa de enfriamiento 24 y una etapa de
carga 26.
La cinta transportadora 12 es una cinta de
silicio. De forma ventajosa, una cinta de silicio es compatible
tanto con las microondas como con los alimentos y puede limpiarse
fácilmente. La cinta transportadora 12 es accionada por un motor de
CA de frecuencia variable con una caja de marchas de reducción (no
se muestra) que proporciona a la cinta transportadora 12 una
velocidad mínima de 0,15 m por minuto y una velocidad máxima de 0,3
m por minuto, con una exactitud de \pm 0,004 m por minuto. Esto
proporciona una velocidad de pasteurización de entre
aproximadamente 3 huevos por minuto y aproximadamente 6 huevos por
minuto. La longitud de la cinta transportadora 12, desde la etapa
de carga 14 a la etapa de carga 26, es de aproximadamente 6,1 m.
La instalación 10 incluye un generador de
microondas (no se muestra) y un acoplador de 10 dB (no se muestra)
para dividir las microondas generadas en dos fracciones. El
generador de microondas tiene una potencia de salida de microondas
máxima de 2000 W y una potencia de salida de microondas mínima de
aproximadamente 50 W y opera a una frecuencia de 2,45 GHz. El
acoplador está conectado a una guía de ondas 28 y una guía de ondas
30 para guiar las microondas generadas desde el generador de
microondas a la etapa de elevar la temperatura 16 y a la etapa de
pasteurización 20.
La etapa de elevar la temperatura 16 y la etapa
de pasteurización 20 incluyen una cavidad de microondas 32 cada una
en la que se irradian las microondas generadas que se usan. La etapa
de pasteurización 20 incluye una antena de guía de ondas alargada
que se extiende de forma longitudinal 34 con una pluralidad de
ranuras espaciadas longitudinalmente desde las que pueden
irradiarse las microondas. De forma similar, la etapa de elevar la
temperatura 16 incluye una antena de guía de ondas alargada que se
extiende de forma longitudinal 35 con una pluralidad de ranuras
espaciadas longitudinalmente.
Se proporciona un surco de microondas 36 a un
extremo de admisión de la etapa de elevar la temperatura 16 y se
proporciona un surco de microondas 38 a un extremo exterior de la
etapa de pasteurización 20.
Tanto la etapa de elevar la temperatura 16 como
la etapa de pasteurización 20 tienen cada una un calentador de aire
dedicado (no se muestran). Cada calentador de aire comprende un
reductor de caudal, un ventilador y una caja calefactora y se
controla con un controlador PID. Se usa un sensor PT100 (no se
muestra) para medir y controlar la temperatura del aire. Estos
sensores de la temperatura están situados en el lugar por el que el
aire entra en la etapa de elevar la temperatura 16 y la etapa de
pasteurización 20 respectivamente. Los calentadores de aire tienen
cada uno una capacidad de 7 m^{3} por hora con un intervalo de
temperatura de la ambiental a 70ºC y una exactitud de 0,5ºC.
La etapa de enfriamiento 24 incluye un único
refrigerador (no se muestra) que comprende un condensador,
evaporador y ventilador de circulación. El refrigerador tiene una
capacidad de 2 kW y produce aire frío a una temperatura de 5ºC.
Durante el uso, se sitúa una bandeja de seis
huevos sobre la cinta transportadora 12 en la etapa de carga 14.
Los huevos pasan a través del surco 36 a la cavidad de microondas 32
de la etapa de elevar la temperatura 16 en la que se irradian de
forma continua con microondas para lograr un perfil de calentamiento
seleccionado. La temperatura diana final del punto caliente para
los huevos es de 59,5ºC y, como se entenderá, se determina mediante
la velocidad de la cinta transportadora y la intensidad de las
microondas. Para una velocidad de la cinta transportadora de 0,15 m
por minuto, es necesario un tiempo de exposición de 600 segundos con
una potencia de microondas de salida de 900 W. Dado que los huevos
atraviesan de forma longitudinal la etapa de elevar la temperatura
16, la potencia microondas absorbida por los huevos desciende
siguiendo una curva logarítmica inversa, mientras que las
temperaturas de la clara y la yema del huevo aumentan siguiendo una
curva logarítmica. De forma simultánea, la temperatura de las
superficies externas de los huevos aumenta como resultado de la
radiación microondas y el aire caliente se alimenta a la etapa de
elevar la temperatura 16 de forma que la temperatura de la
superficie de los huevos esté en el entorno de 57ºC- 60ºC. Cuando
los huevos dejan la etapa de elevar la temperatura 16, pasan a
través de la etapa de estabilización 18 durante un periodo de
aproximadamente 1 minuto, dejando que se estabilicen las
temperaturas interna y superficial de los huevos.
Los huevos dejan la etapa de estabilización 18
para entrar en la etapa de pasteurización 20 en la que se irradian
con microondas durante un periodo de aproximadamente 10 minutos. En
la etapa de pasteurización 20, se mantienen las temperaturas
interna y externa de los huevos usando tanto microondas como aire
caliente. Los huevos de la etapa de pasteurización 20 reciben
irradiación microondas uniforme durante todo el transcurso de la
etapa 20 desde la antena ranurada 34.
Al salir de la etapa de pasteurización 20, los
huevos pasan a través del surco de microondas 38 y después a través
de la etapa de retención 22. El tiempo de retención de los huevos en
la etapa de retención 22 es de aproximadamente 5 minutos. Dado que
la etapa de retención 22 también está provista de aire caliente, los
huevos de la etapa de retención 22 reciben energía del aire
caliente, aunque no sean irradiados con microondas en la etapa de
retención 22.
Los huevos dejan la etapa de retención 22 para
pasar por la etapa de enfriamiento 24, con un tiempo de retención
de aproximadamente 5 minutos en la etapa de enfriamiento 24. En la
etapa de enfriamiento 24, los huevos se enfrían mediante el aire
frío hasta una temperatura superficial final de aproximadamente
20ºC, antes de retirar la bandeja de huevos de la cinta
transportadora 12 en la etapa de descarga 26.
Es una ventaja de la invención, tal como se
ilustra, que los huevos puedan pasteurizarse ya envasados, y que
los huevos puedan pasteurizarse en un procedimiento completamente
seco. Los huevos se pasteurizaron con éxito en una posición
estática similar a la posición en el interior de un envase de huevos
envasados. Por lo tanto, será posible tratar los huevos ya
envasados sin necesidad de rotar o mover los huevos individuales
excepto por el transporte de los huevos en sus envases sobre un
transportador a través de las diversas zonas de la instalación de
pasteurización. La pasteurización se realiza de forma simultánea
usando energía microondas y aire caliente permitiendo unos tiempos
de procesamiento significativamente reducidos con la consiguiente
mejora de la calidad de la clara comparada con los sistemas de baño
de agua convencionales. Se espera que el procedimiento de la
invención haga posible pasteurizar grandes cantidades de huevos ya
envasados, basándose en parámetros del procedimiento determinados
mediante la caracterización de la velocidad de calentamiento del
punto caliente de los huevos, que se encontró que no estaba en la
yema tal y como se creía anteriormente, sino justo debajo de la
yema. El control preciso de este punto caliente permite producir los
huevos dañando menos las claras.
Claims (18)
1. Un procedimiento de pasteurización de huevos
con cáscara que incluye
en una etapa de elevar la temperatura, elevar la
temperatura de la clara de un huevo con cáscara predominantemente
mediante radiación microondas a una temperatura de entre 57ºC y
60ºC, y en una etapa de pasteurización, mantener la temperatura del
huevo mediante radiación microondas y radiación o conducción térmica
externa durante al menos algún tiempo, caracterizado porque
la temperatura de la clara se eleva a una velocidad que se reduce
al menos una vez en función del tiempo; y porque
de forma simultánea, en la etapa de elevar la
temperatura, la temperatura de una superficie externa del huevo se
eleva predominantemente mediante radiación o conducción térmica
externa a una temperatura de entre 57ºC y 70ºC, o de forma
alternativa o además, la temperatura de la superficie del huevo se
deja subir a una temperatura de entre 57ºC y 70ºC como resultado de
la radiación microondas al inhibir la pérdida de calor del
huevo.
2. El procedimiento tal como se reivindica en la
reivindicación 1, en el que la inhibición de la pérdida de calor
del huevo se realiza manteniendo el huevo en una atmósfera
caliente.
3. El procedimiento tal como se reivindica en la
reivindicación 1 o en la reivindicación 2, en el que dichas
temperaturas se mantienen durante un periodo de al menos 15 minutos,
pero inferior a 25 minutos.
4. El procedimiento tal como se reivindica en
una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que se
pasteuriza una pluralidad de huevos de forma simultánea y en el que
los huevos están envasados al menos parcialmente.
5. El procedimiento tal como se reivindica en la
reivindicación 4, en el que todos los huevos están envasados en la
misma orientación.
6. El procedimiento tal como se reivindica en
una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que incluye
seleccionar los huevos para la pasteurización simultánea basándose
en un predeterminado intervalo de pesos de los huevos.
7. El procedimiento tal como se reivindica en
una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la
temperatura de la clara se eleva a una velocidad que se reduce
siguiendo una curva aproximadamente logarítmica inversa en función
del tiempo.
8. El procedimiento tal como se reivindica en
una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que incluye
preacondicionar el huevo o huevos de forma que estén a una
temperatura inicial deseada antes de elevar las temperaturas de la
clara y la superficie.
9. El procedimiento tal como se reivindica en
una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que incluye una
etapa de mantener la temperatura, en la que se proporciona energía
al huevo o huevos únicamente mediante radiación o conducción
térmica, es decir sin radiación microondas.
10. Una instalación para la pasteurización de
huevos con cáscara (10) que incluye
una etapa de elevar la temperatura (16) que
comprende una cavidad de microondas (32) o porción de cavidad de
microondas en la que pueden radiarse las microondas;
una etapa de pasteurización (20) que comprende
una cavidad de microondas (32) o porción de cavidad de microondas
en la que pueden radiarse las microondas; y
medios de desplazamiento (12) para proporcionar
un desplazamiento relativo entre un huevo con cáscara y las
cavidades de microondas (32) o porciones de cavidades de microondas,
caracterizado por medios de calentamiento para proporcionar
calor radiante o por conducción a un huevo con cáscara situado en la
etapa de elevar la temperatura (16) y a un huevo con cáscara
situado en la etapa de pasteurización (20).
11. La instalación tal como se reivindica en la
reivindicación 10, en la que las cavidades de microondas (32) están
conectadas directamente de forma que, cuando se usa, un huevo con
cáscara pasa directamente de la cavidad de microondas (32) de la
etapa de elevar la temperatura (16) a la cavidad de microondas (32)
de la etapa de pasteurización (20).
12. La instalación tal como se reivindica en la
reivindicación 10, en la que una única cavidad de microondas define
dichas porciones de cavidades de microondas.
13. El procedimiento tal como se reivindica en
la reivindicación 10, en el que las cavidades de microondas (32)
están separadas, incluyendo la instalación una etapa de
estabilización (18) entre las cavidades de microondas (32), en las
que la temperatura de un huevo con cáscara se estabiliza durante el
uso.
14. La instalación tal como se reivindica en la
reivindicación 13, en la que la etapa de estabilización (18) está
calentada.
15. La instalación tal como se reivindica en una
cualquiera de las reivindicaciones 10 a 14 inclusive, que incluye
una etapa de retención (22), después de la etapa de pasteurización
(20), en la que un huevo con cáscara puede mantenerse en un entorno
caliente durante un periodo de tiempo.
16. La instalación tal como se reivindica en una
cualquiera de las reivindicaciones 10 a 15 inclusive, en la que la
cavidad de microondas (32) de la etapa de elevar la temperatura (16)
y/o la cavidad de microondas (32) de la etapa de pasteurización
(20) son alargadas e incluyen una antena de guía de ondas alargada,
que se extiende longitudinalmente (35, 34).
17. La instalación tal como se reivindica en la
reivindicación 16, en la que la antena de guía de ondas (35, 34)
incluye una pluralidad de ranuras que se espacian longitudinalmente
desde los que pueden radiarse microondas, proporcionando con su uso
una radiación microondas sustancialmente uniforme a un huevo con
cáscara que pasa a través de la cavidad de microondas (32) de la
etapa de pasteurización (20).
18. La instalación tal como se reivindica en la
reivindicación 16 o en la reivindicación 17, en la que la antena de
guía de ondas (35) de la cavidad de microondas (32) de la etapa de
elevar la temperatura (16) está configurada para proporcionar una
dosis relativamente alta de radiación microondas a los huevos que
penetran en la cavidad de microondas (32) de la etapa de elevar la
temperatura (16), elevando así bruscamente al principio la
temperatura interior de la clara y yema del huevo, y proporcionando
a un huevo, que pasa a través de la cavidad de microondas (32) de
la etapa de elevar la temperatura (16) progresivamente menos
radiación microondas, reduciéndose la radiación microondas recibida
siguiendo una curva aproximadamente logarítmica inversa, que
asegura que las temperaturas de la clara y yema aumentan siguiendo
una curva aproximadamente logarítmica.
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