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Conservación de productos enlatados


Los principios activos

En la actualidad se dispone de productos, de gran eficacia y respetuosos con el medio ambiente, que cubren una amplia área de aplicación como estabilizantes de sistemas acuosos durante el transporte y almacenamiento de éstos. Los principios activos no se pueden emplear independientemente sino que deben ser formulados o combinados para conseguir una efectividad máxima.

A la hora de escoger un conservante adecuado se deberán tener en cuenta varios criterios.

Lo primero que hay que hacer es verificar la eficacia del conservante contra los microorganismos perjudiciales.

En la literatura hay disponible información acerca de las concentraciones mínimas inhibitorias (valores MIC), que representan las concentraciones mínimas necesarias para conseguir unos niveles efectivos de inhibición del crecimiento bajo condiciones de laboratorio y, por tanto, no son aplicables para su uso en la práctica.

En la práctica se consume algo del compuesto activo, una parte como resultado del proceso de conservación y otra en reacciones químicas. Además, los principios activos en sistemas complejos tales como pinturas, emulsiones de polímeros, etc., migran hacia las diferentes fases físicas y, como consecuencia, no estarán totalmente disponibles para cumplir con su cometido.

Por consiguiente, las concentraciones de conservantes que se requieren para la práctica diaria son considerablemente superiores a los valores MIC.

La dosis necesaria, sin embargo, se ve afectada por otros factores. Y lo que es quizá más importante es que las condiciones en la práctica a menudo son muy diferentes de aquéllas ensayadas en el laboratorio, por ejemplo las de humedad y temperatura o la introducción de nuevos microorganismos contaminantes.

Esto presupone la utilización de agregados inertes y en gran medida libres de gérmenes. Así es generalmente en los casos del cuarzo, el dióxido de titanio y otras masillas de relleno. Sin embargo la situación es completamente diferente cuando se trata de otros materiales naturales que, dependiendo de su origen, se pueden ver gravemente contaminados con microorganismos.

Los microorganismos también se encuentran con condiciones particularmente favorables en sistemas que contienen proteínas naturales como, por ejemplo, la caseína.

El pH del sistema a conservar también juega un papel primordial a la hora de efectuar la elección. Muchos de los conservantes sólo son estables, o efectivos, dentro de un rango limitado de pH. Sin embargo este rango puede ampliarse por medio de un buen desarrollo del producto.

En la mayoría de los casos se dispone de unos valores empíricos que permiten recomendar qué productos se pueden utilizar.

Otros criterios incluyen las propiedades ecológicas y la aprobación de los principios activos para usos especiales, como en los casos de cosméticos, envasado de alimentos, sistemas con la certificación de calidad medioambiental (el Ángel azul, o en el ámbito europeo la Ecoetiqueta), etc.

Debido a sus efectos perjudiciales para la salud o el medio ambiente, o por sospecharse que los pudieran tener, el empleo de algunos principios activos se ha limitado durante los últimos años y es de esperar que en el futuro se introduzcan aún más restricciones.

La Directiva de la Unión Europea sobre Productos Biocidas (directiva BPD) restringirá en un futuro la gama de compuestos activos utilizables. Esto imprimirá aún una mayor importancia al uso responsable y experto de los principios activos que permanezcan autorizados. Los compuestos que se utilizan con mayor frecuencia para la conservación de materiales enlatados se enumeran más abajo. La lista, sin embargo, no debe considerarse completa de ninguna manera.
Derivados de la isotiazolinona

Metilisotiazolinona / 5-clorometilisotiazolinona (MIT/CIT)

Esta mezcla de compuestos activos todavía se utiliza con frecuencia. Esto se debe tanto a su amplia eficacia para combatir a las bacterias, hongos y levaduras, como a su favorable coste por vida útil.

El pH del producto a conservar es uno de los principales factores que limitan su uso. Dependiendo de la estabilización y de los demás compuestos presentes en la formulación, el MIT/CIT se puede emplear con valores de pH no superiores a 9. Por encima y por debajo de estos valores el componente CIT comienza a degradarse rápidamente. La degradación del CIT también se produce en sistemas que incluyan pequeñas cantidades de agentes reductores, como los sulfitos, los sulfuros o los aminoácidos que contienen azufre.

Las aminas primarias y secundarias producen el mismo efecto.

En mayores cantidades, los agentes oxidantes también causan la degradación de los componentes activos.

Desde mediados de 2002, cuando entró en vigor la 28ª adaptación al progreso técnico (APT) de la Directiva de la UE sobre sustancias peligrosas, se ha restringido el uso del MIT/CIT. En la UE los sistemas que contengan este producto en unas concentraciones de 15 partes por millón (ppm) o superiores deben clasificarse con la etiqueta R43 (sensibilizantes).

Como consecuencia, los productos de combinación como el MERGAL® K12N y el MERGAL® K19 han adquirido aún mayor interés dado que en las concentraciones en las que se utilizan comúnmente se encuentran por debajo de los límites mencionados.
Benzoisotiazolinona (BIT)

Este compuesto se emplea con frecuencia en sistemas alcalinos con pHs de 9 o superiores. Sin embargo el BIT también se utiliza en condiciones neutras o ligeramente alcalinas y, si se combina con otros ingredientes activos (por ejemplo el Mergal K15), se puede mejorar su eficacia.

El BIT es relativamente estable en presencia de bajas concentraciones de agentes reductores, pero se degrada con rapidez por agentes oxidantes como el peróxido de hidrógeno o los persulfatos, compuestos que se emplean para controlar la reacción de los procesos de polimerización de las emulsiones de polímeros. El BIT también resulta eficaz en sistemas ácidos susceptibles de ser atacados por bacterias y levaduras, como pegamentos y emulsiones de polímeros. En la Unión Europea el BIT se puede utilizar en concentraciones de hasta 500 ppm sin que sea necesario etiquetarlo como R43 (sensibilizante).
Compuestos de aductos con formaldehído

En vista de su extremadamente favorable relación de coste por vida útil, su efectividad contra una amplia variedad de organismos, su largo historial de uso seguro y su grado relativamente alto de estabilidad, estos productos se utilizan individualmente y en combinación con otros conservantes. En su descripción general -productos de reacción del formaldehído con compuestos nucleofílicos- esta clase de compuestos abarca una amplia variedad de materiales: desde los aductos simples, como los compuestos con grupos hidroximetilo (los llamados O-formales), hasta una amplia variedad de productos de condensación, como las 1,3-oxazolidinas. No se incluye el Bronopol, aunque pueda liberar una cantidad considerable de formaldehído, porque éste sólo es detectable por métodos muy destructivos para el producto.

A pesar de que las estabilidades química y termodinámica de estos materiales sean muy diferentes, generalmente se etiquetan de forma imprecisa como liberadores o donadores de formaldehído. Debido a los problemas asociados al formaldehído, este desafortunado modo de agrupar a estos productos ha generado mucha desconfianza y prejuicios contra todo este tipo de conservantes.

Aunque existan pocas dudas en lo relativo a que algunos productos como los O-formales, generados por un simple equilibrio espontáneo a partir de la reacción del formaldehído con alcoholes, puedan ser considerados liberadores o donadores de formaldehído, los compuestos de condensación (aquéllos en los que el agua se forma como producto de reacción) normalmente no pueden revertir a los materiales originales una vez que se incluyen en los productos finales de empleo, por ejemplo las pinturas. Estos últimos, por consiguiente, en todo caso emiten unas cantidades muy pequeñas de formaldehído “libre”.

El nivel de formaldehído libre que se encuentre en los productos que contengan estos compuestos puede variar considerablemente y dependerá del tipo de compuesto empleado. Por desgracia resulta casi imposible determinar las cantidades de formaldehído presentes tanto en el producto conservante como en el producto final, ya que los métodos empleados para medir las cantidades de formaldehído libre exigen el empleo de unos reactivos ácidos o que los análisis se efectúen en condiciones ácidas. Estos compuestos ácidos conducen a la descomposición de muchos de los aductos con formaldehído y dan como resultado una medida falsa de la cantidad de formaldehído libre.

Los expertos europeos han acordado que la determinación del contenido de formaldehído “libre” se debe realizar conforme a un método desarrollado y publicado por la Asociación Alemana de Fabricantes de Pinturas (VdL). Este método se utiliza actualmente para determinar los niveles de formaldehído en pinturas y recubrimientos bajo las exigencias del Ángel azul (RAL UZ102, etiqueta alemana para pinturas de interior respetuosas con el medio ambiente) y de la Ecoetiqueta de la UE (el equivalente a nivel europeo).

Este método se encuentra disponible en www.lackverband.de.
Nuestra propia experiencia nos ha llevado a la conclusión de que el mejor modo de determinar el potencial de exposición al formaldehído para estos productos consiste en llevar a cabo estudios en pequeñas cámaras con el conservante incluido en el producto final.

Mediante este procedimiento hemos sido capaces de proporcionar datos que demuestran que los productos como el MERGAL® 174, 186 y 395 cumplen incluso con las exigencias más estrictas de cualquier parte del mundo relativas a emisiones de formaldehído.
Compuestos fenólicos

En concordancia con su gran estabilidad química los compuestos fenólicos son particularmente adecuados para la conservación de productos acuosos que tengan una base de materiales naturales, como la gelatina y la caseína. Si se combinan con el BIT pueden constituir un eficaz agente conservante. Los compuestos fenólicos más utilizados son el o-fenil fenol y el p-cloro-m-cresol. Al ser poco biodegradables y por causa del contenido en cloro en la forma relevante AOX en el p-cloro-m-cresol, estos principios activos se usan sobre todo para aplicaciones especiales.
Bronopol

Durante los últimos años la utilización del bronopol ha aumentado ligeramente, sobre todo en los países escandinavos y combinado con el MIT/CIT, ya que en estos países el uso del MIT/CIT había estado restringido de forma no oficial durante bastante tiempo. El bronopol tiene un amplio espectro de eficacia y actúa muy rápidamente, incluso combatiendo las bacterias anaeróbicas reductoras del azufre. Por esto se viene utilizando con mucho éxito en la restauración de productos que hayan sufrido descomposición. El bronopol tiene un contenido relativamente alto de bromuro orgánico AOX. Su hidrólisis y desactivación se producen a valores de pH superiores a 8, por lo que su empleo en el sector de las pinturas, yesos y escayolas se ve limitado, ya que estos productos normalmente tienen un pH con valores entre 8 y 9.

También hay que mencionar que el empleo del bronopol puede producir una decoloración del producto. Su compatibilidad debe ensayarse en cada caso particular.

Cloracetamida

Este conocido conservante, de eficacia demostrada, se utiliza en combinación con otros principios activos. En combinación con MIT/CIT y aductos con formaldehído consigue una protección muy fiable a valores de pH que no sobrepasen el 9. Por encima y por debajo de este rango de pH puede producirse su hidrólisis y desactivación. La cloracetamida sólo es soluble en agua a muy bajas concentraciones.

Su uso se ha ido restringiendo debido a su alto contenido en cloro orgánico AOX y a la consiguiente exigencia de llevar la etiqueta correspondiente.

Los productos que contienen cloracetamida se suelen suministrar marcados como “T” (venenosos) y en consecuencia implican ciertas exigencias en las instalaciones de almacenamiento.

En los casos en los que se exceda la concentración de 1000 ppm en la aplicación final, esto se debe indicar en la etiqueta de forma obligatoria.

Conservación de productos enlatados

Métodos de análisis

Ensayo de esterilidad

El propósito de este test es determinar si una muestra contiene o no microorganismos capaces de multiplicarse.

Se extienden aproximadamente 0,3 gramos del material de muestra sobre placas que contengan agar nutritivo para bacterias, hongos o levaduras. Las placas de cultivo se mantienen durante 5 días en incubadores que mantengan unas condiciones óptimas de crecimiento para cada tipo de microorganismo. Los microbios se multiplican creando unas colonias fácilmente reconocibles a simple vista, que posteriormente se cuentan.
Valoración:

0 no se observan colonias

1 1 – 10 colonias reconocibles

2 11 – 100 colonias reconocibles

3 Más de 100 colonias reconocibles, no han cubierto la placa de Petri por completo

  1. La placa de Petri se ha cubierto de colonias por completo.


Ensayo de inoculación con bacterias y levaduras

El propósito del ensayo de inoculación es determinar si la muestra es susceptible de recibir una contaminación externa. Se pesan 50 gramos de la muestra y se colocan en una botella de polietileno con tapón de rosca. A continuación se mezcla y homogeniza con 0,5 mililitros de una mezcla de inoculación compuesta por bacterias y levaduras en suspensión (lo normal es que contenga 109 UFC/ml (UFC = unidades formadoras de colonias)). Tras incubarse en condiciones óptimas de crecimiento la muestra se somete al análisis de esterilidad tras 1, 2 y 7 días. Si transcurridos dos días desde que se realizó la inoculación la valoración fuera <”4”, se procederá a reinocular la muestra.

Normalmente se efectúan cuatro ciclos de inoculación.

Un material bien conservado soporta entre 2 y 4 inoculaciones sin que aparezcan colonias en el test (una valoración de 0).
Conservación de productos enlatados utilizando fungicidas

Con objeto de evaluar la capacidad de conservar materiales enlatados que tienen los fungicidas se cogen 50 gramos del material de muestra, se cubre su superficie con una mezcla de esporas de hongos de aparición frecuente y todo ello se incuba durante 28 días a una temperatura de 24ºC. Una vez transcurrido el periodo de incubación se chequea la muestra para ver si sobre su superficie superior se apreciase crecimiento de hongos. Tras esta evaluación se homogeniza la muestra y con el homogenizado se realiza un ensayo de esterilidad sobre un agar preparado con solución nutritiva para hongos.

Un sistema bien conservado no debe mostrar ni crecimiento de hongos en su superficie ni aparición de colonias tras el test.
Higiene en las instalaciones: los prerrequisitos

En principio todos los sistemas acuosos se pueden conservar adecuadamente durante el transporte y almacenamiento si se utiliza la dosis apropiada de conservantes.

Realizar un proceso de producción ecológico y económico posibilita la reducción de la cantidad de conservantes que se requerirían en el caso contrario. La naturaleza y cantidad de los principios activos necesarios también dependerán del grado de higiene que se mantenga durante el proceso de producción. Toda contaminación que se evite no tendrá que ser tratada posteriormente.

En épocas anteriores el argumento que se sostenía era, en parte, opuesto: la falta de higiene en el proceso se compensaba con un aumento en la dosis de conservantes.

Al haberse impuesto unas restricciones mayores con respecto a los conservantes, esa manera de pensar ha dejado de ser aceptable.

La condición biológica de las sustancias acuosas está influenciada principalmente por los siguientes factores:

• La selección de unas materias primas biológicamente estériles

• El mantenimiento de un proceso de producción libre de gérmenes

• La selección de un conservante adecuado

• La optimización de la concentración necesaria del mismo
Materias primas estériles

El cometido de un agente conservante es prevenir el crecimiento de microorganismos que infecten al producto durante los procesos de producción y almacenamiento. Si éste fuera el único problema sólo se requerirían unas concentraciones relativamente bajas de conservantes.

Sin embargo, si se pretende eliminar a los microbios que ya vienen en las materias primas, como ocurre con el agua o los materiales de relleno, se precisan unas cantidades considerablemente mayores de conservantes. Por esta razón las materias primas deben estar tan libres de contaminación como sea posible. En el agua o en los materiales de relleno se han detectado más de 1 millón de gérmenes por gramo de material. Éste es un número realmente gigantesco de gérmenes que de entrada se deben destruir.
Procesos de producción estériles

A los inóculos de bacterias y hongos les encanta alojarse en bombas, filtros, conducciones y tanques de almacenamiento. Con frecuencia se encuentran con unas condiciones favorables para crecer en lugares donde no se efectúa un adecuado movimiento de material. Los microorganismos, que incluso se han adaptado a las características particulares de cada producto, penetran en él constantemente desde las mencionadas fuentes de infección.

Si se realizan con regularidad, las purgas y procedimientos de limpieza mecánica pueden prevenir infecciones potenciales y reducir el uso de conservantes.

Una desinfección rutinaria de los sistemas ayuda a mantener en niveles bajos la cantidad de bacterias presentes. Cuando el producto conservante se diluye hasta aproximadamente un 3%, las soluciones de formalina, de compuestos de amonio cuaternario o los conservantes que incluyen estos compuestos son adecuados para este procedimiento. Se debe inundar los conductos y fumigar las paredes de los tanques de almacenamiento. Debe dejarse actuar al desinfectante durante aproximadamente 48 horas. El agua contaminada resultante de los procedimientos de limpieza se debe desactivar o bien emplearse en el siguiente ciclo de producción. No está permitido, bajo ninguna circunstancia, verter el agua del proceso de lavado a la red de aguas residuales. Nuestros especialistas en aplicaciones tecnológicas estarán encantados de prestarle ayuda para proceder a la restauración de sistemas contaminados y, si fuera necesario, también podríamos realizar una auditoría de higiene en sus instalaciones.
Selección y optimización

La selección y el empleo de forma optimizada del conservante constituyen la última etapa del proceso de estabilización biológica de un producto. La elección del conservante depende en gran medida de la composición del sistema que se pretende conservar. La concentración necesaria de los principios activos se ve influenciada de forma decisiva por las condiciones tanto de las materias primas como del proceso de producción.
Conservación de productos enlatados: nuestros productos

La siguiente lista le proporciona una perspectiva de los conservantes para productos enlatados que suministra TROY Corporation. También le informa acerca de las propiedades de cada producto, su eficacia, los campos típicos de aplicación y los ingredientes de relevancia que incluyen. Está diseñada para proporcionarle una ayuda inicial a la hora de decidir el modo de resolver sus problemas de conservación del producto. Además tenemos otros productos disponibles para aplicaciones especiales.

Sus representantes locales de TROY, junto con nuestros departamentos de aplicación tecnológica, se encuentran constantemente a su disposición para prestarle asistencia y atender sus consultas.

Las direcciones y números de teléfono de las diferentes delegaciones de TROY se encuentran en la contraportada de este folleto.

Estarán encantados de prestarle su ayuda.
Protección de películas secas

La necesidad de proteger a los materiales del deterioro y la descomposición es tan antigua como la primera choza que construyó el hombre. Ya hace varios miles de años que las personas que vivían en los lagos protegían la madera carbonizándola, con lo que aumentaban considerablemente la vida útil de sus casas.

Los primeros intentos de protección química también están relacionados con la protección de la madera. En 1832 el inglés J.H. Kyan impregnó la madera de construcción con cloruro de mercurio para preservarla de las plagas.

Las sustancias como el mercurio y demás metales pesados no son aceptables, desde luego, por los estándares de hoy en día referentes a salud y protección medioambiental.

En la actualidad hay muchos más materiales que proteger de la corrupción o el deterioro: pinturas, barnices y esmaltes, yesos y escayolas, y masillas de relleno.

Si se usan correctamente, los productos de que se dispone hoy en día proporcionan una protección óptima sin perjudicar a los seres humanos ni al medio ambiente.

Aunque la protección de las películas secas sea en principio una cuestión de protección de materiales, los aspectos decorativos que esto conlleva también juegan, desde luego, un papel muy importante.

Ningún propietario disfruta con la idea de ver cómo su casa recién pintada sufre un ataque por hongos y algas. Aparte de la apariencia estética, los ataques de los microbios destruyen la integridad de las superficies cubiertas.
Pinturas y enlucidos: daños causados por los microorganismos
Los artículos utilizados para el recubrimiento, como las pinturas de exteriores, yesos y pinturas de interiores, están sometidas a numerosas influencias que limitan su vida útil. Además de las influencias puramente físicas, como el cambio de temperatura, la humedad o el efecto de los rayos solares, hay otros factores ambientales de naturaleza química, como los humos o la lluvia ácida, que también dañan a las pinturas y enlucidos exteriores. A ello hay que sumarle los factores biológicos:

Cuando disponen de un mínimo de humedad y nutrientes prolifera todo tipo de microbios.

Pueden aparecer bacterias, moho, hongos, algas o líquenes, dependiendo de las condiciones ambientales locales.

Si asumimos que se dan unas buenas condiciones para su crecimiento, estas influencias de carácter biológico son aún más agresivas que las agresiones químicas y físicas y reducen de forma significativa la vida útil de enlucidos y pinturas. En lo que respecta a estas agresiones biológicas la prevención está a la orden del día. Los protectores de películas secas que vienen incorporados en la gama de productos de TROY Corporation son unos compuestos que cumplen su misión de forma eficiente y efectiva.
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