Un dispositivo de seguimiento a base de enzimas para seguir el impacto térmico de un tratamiento térmico en un objeto dentro de un intervalo de temperatura de 80ºC a 160ºC,

comprendiendo dicho dispositivo un envase que contiene al menos una enzima y al menos una barrera, en el que: - dicho envase es un envase herméticamente cerrado y - dicho envase encierra una mezcla deshidratada sólida que comprende al menos dicha enzima y al menos una primera carga, en el que el contenido en agua de dicha mezcla deshidratada está por debajo de 0,6 en peso, cierre hermético del envase herméticamente cerrado que se obtiene mediante al menos dicha barrera para evitar la entrada de humedad en dicho envase

La presente invención se refiere al campo de tratamiento térmico de objetos, tales como alimentos, en condiciones de esterilización o pasteurización y más en particular se refiere a un dispositivo de seguimiento a base de enzimas para controlar el tratamiento térmico de pienso, alimento para seres humanos o animales u otro objeto, especialmente en condiciones de pasteurización o esterilización. La invención también se refiere al uso de una mezcla de carga enzimática deshidratada como un biointegrador para controlar el tratamiento térmico de objetos, por ejemplo, en forma de una etapa del procedimiento de pasteurización o esterilización. Además, esta invención se refiere a un método para controlar el impacto térmico del tratamiento térmico en un objeto.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Hoy en día, una parte importante de la cadena de suministro alimenticio para seres humanos o ganado o animales consiste en alimentos conservados por un tratamiento térmico tal como escaldado, pasteurización o esterilización. En este contexto, es importante para los fabricantes de alimentos medir el impacto de los procedimientos térmicos en términos de seguridad y calidad en el contexto de diseño del procedimiento, optimización, evaluación y control.

El objeto del tratamiento térmico de los alimentos es conservar los alimentos frente al deterioro que podía hacer al alimento no apto para el consumo, por inactivación de microorganismos patógenos y/o de deterioro y de enzimas con acción deteriorante. Desafortunadamente, junto con estos efectos deseados, el tratamiento térmico también afecta a tanto la calidad nutricional como sensorial del producto. La tecnología de los alimentos intenta por lo tanto minimizar las pérdidas de calidad y al mismo tiempo proporcionar un procedimiento adecuado para conseguir el grado deseado de destrucción. Esta optimización es posible debido a la dependencia más pronunciada de la temperatura de la inactivación microbiana (esporas) cuando se compara con la velocidad de destrucción de la calidad, sensorial así como nutricional, Por lo tanto, el pertinente conocimiento de los datos cinéticos para la inactivación de microorganismos inducida por el calor y la evolución de la calidad es esencial para optimizar los procedimientos térmicos. Además, para fines de conservación, la medida cuantitativa del impacto de un procedimiento térmico en términos de seguridad y calidad es importante para el diseño del procedimiento, la evaluación y optimización para obtener un producto alimenticio seguro con máxima retención de la calidad.

El impacto de un tratamiento por calor en un atributo de seguridad o calidad del producto alimenticio depende de las velocidades de las reacciones inducidas por calor que afectan a este atributo y a la vez el intervalo durante el que transcurren estas reacciones.

El estado de un producto alimenticio, expresado en términos de su seguridad o calidad, se determina por el efecto de todas las reacciones que tienen lugar en el producto, integrado por la historia completa del producto hasta el momento del consumo. Este concepto se puede aplicar a una cadena de producción alimenticia completa (incluyendo la preparación y envasado, elaboración, distribución y almacenaje) o es aplicable a una operación de una sola unidad. Las velocidades a las que tienen lugar las reacciones deseadas y no deseadas (referidas a seguridad y calidad alimenticia) son función de tanto propiedades intrínsecas (es decir, específicas de los alimentos) como extrínsecas (es decir, específicas del procedimiento).

La elaboración de pienso para ganado es también una fuente de riesgo potencial tanto para el propio ganado (por ejemplo, la denominada “enfermedad de las vacas locas”) como posiblemente incluso para carne para consumo humano de animales infectados. La Directiva del Consejo Europeo 90/667/EEC de 27 de noviembre de 1.990, Anexo II, capítulo II, sección G, requiere que el desperdicio de animales con alto riesgo se debe tratar a una temperatura de núcleo de 133°C durante 20 minutos a una presión de 3x105 Pa (3 bar). Sin embargo, debido a zonas muertas en el transporte rápido de algunas partículas, la residencia requerida puede no conseguirse.

Debido a que en el tratamiento térmico de los alimentos, la temperatura es el principal factor extrínseco para garantizar la seguridad y la calidad durante la producción y el almacenaje de productos alimenticios, la presente invención hace frente principalmente a sistemas para los que la temperatura es el único factor extrínseco determinante de la velocidad.

Comúnmente se usan dos modelos para cuantificar la influencia de la temperatura en la velocidad de inactivación de aspectos de seguridad así como de calidad: el modelo de Arrhenius (1.889) usado comúnmente en el campo de la cinética de las reacciones químicas y el modelo del Tiempo de Destrucción Térmica (1.921), especialmente para cinéticas de primer orden y usados comúnmente en termobacteriología y en el campo de tratamiento térmico. Estos dos modelos son conocidos en la técnica y no se requiere que se describan más en la presente memoria.

El impacto de un tratamiento térmico en un atributo de los alimentos se cuantifica normalmente por supuesto usando el concepto de un “tiempo equivalente a una temperatura de referencia”, referido como el valor F del procedimiento (normalmente expresado en minutos). Este concepto traduce el perfil de las variables tiempo-temperatura en un tiempo equivalente elegido a una temperatura de referencia constante que afectará al atributo de la calidad de la misma manera que el perfil variable. En otras palabras, F representa el tiempo equivalente a una temperatura Tref de referencia constante elegida que daría como resultado exactamente el mismo impacto en el atributo de calidad específica que el perfil de las variables tiempo-temperatura real al que se sometió el alimento (es decir, el atributo de interés). Matemáticamente, F se puede escribir en términos de la historia de la temperatura del producto o alternativamente en términos de un estado de respuesta antes y después del tratamiento. El impacto de un tratamiento por calor sobre el atributo de la seguridad o la calidad de un producto depende de las velocidades de las reacciones inducidas por calor que afectan a este atributo y del intervalo de tiempo de reacción durante el que tienen lugar las velocidades de estas reacciones.

En la práctica, casi nunca tienen lugar perfiles de calentamiento isotérmico debido a que los equipos de calentamiento requieren tiempo para alcanzar la temperatura de mantenimiento del proceso y requieren tiempo para enfriamiento y debido a la transferencia de calor en el interior del producto. Por lo tanto, las velocidades de reacción están variando como una función del tiempo del proceso. El valor del procedimiento se define como la integral en el tiempo de la velocidad de cada temperatura encontrada referente a la velocidad a una temperatura de referencia elegida.

Por lo tanto, basándose en la historia de temperaturas del aspecto del producto, o registrada o simulada, junto con el conocimiento de la cinética del aspecto seguido, el impacto del procedimiento térmico en ese atributo se puede calcular como se mencionó anteriormente, esta propuesta se refiere comúnmente como el método físico-matemático.

Además, el impacto de un tratamiento térmico sobre un parámetro específico también se puede determinar contando solamente con el estado inicial y final del parámetro de interés y en su cinética. Basándose en el estado de respuesta de un atributo antes y después de tratamiento térmico, junto con su cinética, el impacto del tratamiento se puede calcular dependiendo del orden de la reacción inducida por calor que produce este atributo. En el caso de que el nivel del atributo de calidad real de interés se mida antes y después del tratamiento, esta propuesta se refiere como el método in-situ.

Como resumen, el método in-situ y la aproximación físico-matemática son dos técnicas de evaluación comunes en el control del tratamiento térmico de los alimentos. En el método in-situ el nivel de un atributo de calidad o seguridad (es decir, contenido en tiamina) se mide en el alimento mismo antes y después de tratamiento por calor, mientras el método físico-matemático se basa en el conocimiento de la historia del tiempo-temperatura del producto, junto con el conocimiento de parámetros de resistencia al calor del atributo de calidad de los alimentos en estudio.

En el método in-situ se siguen los... [Seguir leyendo]

1. Un dispositivo de seguimiento a base de enzimas para seguir el impacto térmico de un tratamiento térmico en un objeto dentro de un intervalo de temperatura de 80ºC a 160ºC, comprendiendo dicho dispositivo un envase que contiene al menos una enzima y al menos una barrera, en el que:

- dicho envase es un envase herméticamente cerrado y

- dicho envase encierra una mezcla deshidratada sólida que comprende al menos dicha enzima y al menos una primera carga, en el que el contenido en agua de dicha mezcla deshidratada está por debajo de 0,6 en peso, cierre hermético del envase herméticamente cerrado que se obtiene mediante al menos dicha barrera para evitar la entrada de humedad en dicho envase.

2. Un dispositivo de seguimiento a base de enzimas según la reivindicación 1, en el que al menos dicha enzima representa entre 0,001 y 10% en peso, de la mezcla deshidratada sólida encerrada en dicho envase herméticamente cerrado y en el que al menos dicha primera carga representa entre 90 y 99,999% en peso de la mezcla deshidratada sólida encerrada en dicho envase herméticamente cerrado.

3. Un dispositivo de seguimiento a base de enzimas según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que al menos dicha primera carga es una carga no porosa.

4. Un dispositivo de seguimiento a base de enzimas según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que al menos dicha primera carga es una carga inorgánica o una carga orgánica.

5. Un dispositivo de seguimiento a base de enzimas según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que dicha mezcla deshidratada sólida comprende además al menos una segunda carga que representa hasta 10% en peso de la mezcla deshidratada sólida encerrada en dicho envase herméticamente cerrado.

6. Un dispositivo de seguimiento a base de enzimas según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que al menos dicha enzima es de origen bacteriano, vegetal, animal o fúngico y en el que la cantidad de al menos dicha enzima en dicho dispositivo está por debajo de aproximadamente 3 mg.

7. Un dispositivo de seguimiento a base de enzimas según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que dicho envase herméticamente cerrado se fabrica de uno o más materiales impermeables a la humedad seleccionados del grupo que consiste en vidrio, sílice, metales y polímeros.

8. Un método para seguimiento del impacto térmico del tratamiento térmico en un objeto mediante un dispositivo de seguimiento a base de enzimas, comprendiendo dicho dispositivo un envase que contiene al menos una enzima y al menos una barrera, comprendiendo dicho método las etapas de:

(a) poner dicho dispositivo de seguimiento a base de enzimas en contacto con dicho objeto o en las proximidades de dicho objeto;

(b) exponer dicho objeto y dicho dispositivo de seguimiento a base de enzimas a tratamiento térmico a una temperatura dentro de un intervalo de 80ºC a 160ºC durante tiempo suficiente para degradar una porción sustancial de al menos dicha enzima sin romper al menos dicha barrera de dicho envase;

(c) retirar dicho envase del contacto con dicho objeto o de las proximidades de dicho objeto después de la terminación de la etapa (b);

(d) abrir dicho envase herméticamente cerrado y obtener una muestra de al menos una enzima de dicho envase herméticamente cerrado;

(e) medir la actividad residual de al menos dicha enzima en la muestra obtenida y

(f) usar la actividad residual medida como un medio para cuantificar el impacto térmico del tratamiento térmico de la etapa (b) en uno o más atributos objetivo dados de dicho objeto.

9. Un método de seguimiento del impacto térmico del tratamiento térmico en un objeto según la reivindicación 8, caracterizado por que:

caracterizado por que:

- en la etapa (d), se obtiene una muestra de al menos dicha enzima encerrada en dicho envase herméticamente cerrado en la forma de una disolución enzimática por solubilización en o más disolventes de la fracción de dicha mezcla deshidratada sólida que comprende al menos dicha enzima y

- en la etapa (e), se pone en contacto dicha disolución enzimática con un sustrato para al menos dicha enzima, dando como resultado un producto, y se efectúa la medición de la actividad residual de al menos dicha enzima por cuantificación de la velocidad de formación de dicho producto.

10. Un método de seguimiento del impacto térmico del tratamiento térmico en un objeto según la reivindicación 9, en el que dicho atributo objetivo dado de dicho objeto que se cuantifica en la etapa (f) es una propiedad química, física, organoléptica o microbiológica de dicho objeto.

11. Un método de seguimiento del impacto térmico del tratamiento térmico en un objeto según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, en el que dicho objeto se selecciona del grupo que consiste en alimento para seres humanos o animales y herramientas o dispositivos médicos.

12. Un método de seguimiento del impacto térmico del tratamiento térmico en un objeto según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, en el que dicho objeto es una composición farmacéutica en forma de un líquido, jarabe, crema o pasta.

13. Un método de seguimiento del impacto térmico del tratamiento térmico en un objeto según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 12, en el que al menos dicha enzima representa entre 0,001 y 10% en peso de dicha mezcla deshidratada sólida.