INACTIVACIÓN MICROBIANA EN PRODUCTOS CÁRNEOS ACOPLADA A LA SIMULACIÓN NUMÉRICA DE TRANSFERENCIA DE ENERGÍA

M. V. SANTOS; N. ZARITZKY; A. CALIFANO

La Plata

Jornada; Primeras Jornadas de Investigación y Transferencia; 2011

Facultad de Ingeniería de la UNLP

La presencia del microorganismo Escherichia coli O157:H7 en productos cárnicos y derivados provoca alteraciones gastrointestinales que pueden ser severas, formando parte de las ETA (enfermedades transmitidas por los alimentos). La bacteria E. coli O157:H7 produce toxinas que son la causa principal de los síntomas gastrointestinales pudiendo derivar en Síndrome Urémico Hemolítico (SUH). En la Argentina existen al menos 400 casos al año (Dirección de Epidemiología, 2005), constituyéndose en el país con mayor incidencia mundial. El SUH puede causar la muerte o dejar secuelas permanentes como insuficiencia renal crónica, hipertensión arterial y alteraciones neurológicas. El microorganismo se puede inactivar adecuadamente en productos como hamburguesas si se realiza la completa cocción del producto (temperatura del centro alcanzado los 70 ºC o 68 ºC durante 15 segundos (CFR, 2009; FDA, 2009). Los embutidos pre-cocidos (entre ellos las morcillas)  constituyen un alimento de consumo habitual en varias partes del mundo además de la Argentina. Según el Código Alimentario Argentino (2005) este tipo de embutidos cocidos, sufren un proceso térmico de cocción para incrementar su vida útil. Sin embargo si el proceso de calentamiento no es eficiente esto implicaría un riesgo sanitario potencial para los consumidores. En general en la industria se utilizan recipientes con agua a una temperatura entre 80-90ºC donde el producto es tratado térmicamente durante 30-40 minutos. El método utilizado para determinar la finalización de la cocción es empírico y se basa en la verificación visual de que la sangre ha coagulado (no se observa líquido) cuando se realiza una incisión en el producto. Por otro lado es importante tener en cuenta que en sistemas industriales donde la relación volumen de agua a volumen de embutido es baja, la temperatura del fluido disminuye considerablemente cuando se introducen las piezas cárneas. Como consecuencia se requiere modificar las especificaciones de tiempo-temperatura teniendo en cuenta este descenso de temperatura del agua para lograr un producto inocuo para los consumidores. El Código Alimentario Argentino no establece las condiciones tiempo-temperatura de calentamiento que deben aplicarse a este producto para cumplir con las normas higiénico-sanitarias de inocuidad. La simulación computacional aporta a la industria alimentaria importantes ventajas en cuanto a disminución de costos y tiempos para desarrollo de productos, además de ser una herramienta útil para optimizar el proceso para mejorar la calidad y seguridad microbiológica. Existen en el mercado simuladores comerciales que predicen  temperatura en función del tiempo, utilizando el método de los elementos finitos (MEF), sin embargo un programa computacional escrito e implementado por el usuario (código abierto) es más fácil de modificar y comprender cuando se busca acoplar subrutinas específicas, que son de interés para simular el problema físico. En este sentido se desarrolló un programa computacional propio utilizando el MEF que permita predecir los requerimientos mínimos de tiempo y temperatura para asegurar la destrucción de microorganismos patógenos como la Escherichia coli O157:H7 mediante la simulación numérica del proceso de calentamiento acoplando la cinética de inactivación térmica de dicho microorganismo. Se validó el modelo computacional comparando el perfil de temperaturas predichos con las historias térmicas obtenidas mediante experimentos de laboratorio. Se simuló el descenso de temperatura del agua en función de la carga del producto (LC=kg producto/kg agua) acoplando el balance microscópico diferencial de energía con el balance macroscópico de energía, validando el modelo con mediciones experimentales. Se establecieron los requerimientos de tiempos mínimos de proceso para asegurar una reducción de 12log en la población microbiana patógena de E. coli O157:H7 considerando el descenso en la temperatura del agua en función de la LC y de la temperatura inicial del fluido calefactor que puedan ser aplicados en plantas industriales.