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Ingeniería agrícola y biosistemas
On-line version ISSN 2007-4026Print version ISSN 2007-3925
Ing. agric. biosist. vol.14 n.2 Chapingo Jul./Dec. 2022 Epub Feb 16, 2024
https://doi.org/10.5154/r.inagbi.2021.10.115
Articulo
Sistema mecatrónico de desinfección de alimentos mediante luz LED UV-A
1Universidad Autónoma de Zacatecas, Unidad Académica de Ingeniería Eléctrica, campus UAZ Siglo XXI. Carretera Villanueva-Zacatecas, La Escondida km 6, Zacatecas, Zacatecas, C. P. 98160, MÉXICO.
2Tecnológico Nacional de México, campus Pabellón de Arteaga. Carretera a la Estación de Rincón km 1, Pabellón de Arteaga, Aguascalientes, C. P. 20670, MÉXICO.
3Universidad Autónoma de Zacatecas, Unidad Académica de Física. Calzada Solidaridad esquina Paseo de la Bufa s/n, Zacatecas, Zacatecas, C. P. 98060, MÉXICO.
4Universidad Autónoma de Zacatecas, Unidad Académica de Agronomía. Carretera Zacatecas-Guadalajara km 15.5, Cieneguillas, Zacatecas, C. P. 98170, MÉXICO.
Introducción: El último avance sobre luz LED UV ha permitido investigar el efecto germicida con diferentes longitudes de onda del espectro UV, entre ellas el tipo A. Objetivo: Desarrollar y evaluar un sistema de irrandiancia LED UV-A con un pico de emisión de 374 nm, controlado mediante una rutina automática, e integrado en un sistema mecatrónico semi-industrial diseñado para la desinfección de productos frescos. Metodología: Se utilizaron productos frescos (ajo, chile serrano y jitomate) para evaluar los beneficios y funcionalidad del sistema. Las dosis de irradiación establecidas para el experimento fueron de 7.9, 23.7, 47.4 y 71.1 J·cm-2. La temperatura de cada producto se monitoreó durante todo el tratamiento. Resultados: El mayor efecto germicida en ajo, chile serrano y jitomate fue de 1.25, 1.05 y 1.24 Log, respectivamente, con una dosis de 71.1 J·cm-2. La irradiación no presenta efectos secundarios en el peso y el color de cada producto fresco. Se obtuvieron valores máximos de temperatura de 40, 41.9 y 38.3 °C en ajo, chile serrano y jitomate, respectivamente. Limitaciones del estudio: Se requiere un tiempo prolongado para la desinfección debido a la escasa eficacia de la luz LED UV-A. Originalidad: El sistema se diseñó y desarrolló para el sector agroindustrial considerando que se puede implementar en la línea de producción. Para garantizar la seguridad de los alimentos, es posible controlar las dosis y el tiempo de irradiación de cada producto. Conclusiones: Es posible utilizar la luz UV-A como método alternativo para la desinfección de productos frescos.
Palabras clave: irradiación; inocuidad alimentaria; producto fresco; sistema integrado; aerobico mesófilo
Introduction: The recent development of UV LEDs has allowed us to investigate the germicidal effect with different wavelengths in the UV spectrum including type A. Objective: To develop and evaluate a UV-A LED irradiation system at an emission peak of 374 nm, controlled through an automatic routine, and integrated into a semi-industrial mechatronic system designed for fresh products disinfection Methodology: Fresh products (garlic, serrano pepper, and tomato) were used to evaluate the benefits and functionality of the System. The irradiation doses established for the experiment were 7.9, 23.7, 47.4 and 71.1 J·cm-2. The temperature of each product was monitored throughout the treatment. Results: The maximum germicidal effect in garlic, serrano pepper, and tomato was 1.25, 1.05 and 1.24 Log, respectively with a dose of 71.1 J·cm-2. The irradiation emission does not present secondary effects on the weight and color of each fresh product. Obtaining maximum values of 40, 41.9 and 38.3 °C in garlic, serrano pepper, and tomato, respectively in temperature. Study limitations: The high time required for disinfection due to the low efficiency of UV-A LEDs. Originality: The system was designed and developed for the agro-industrial sector considering that it can be inserted as a process within the production line. Ensuring the safety of food is possible to control the doses and irradiation time of each product. Conclusions: These results allow us to use UV-A as an alternative method for the disinfection of fresh produce.
Keywords: irradiation; food safety; fresh product; integrated system; aerobic mesophilic
Introducción
La agricultura es una actividad importante debido a que responde a las demandas nutricionales de millones de personas, preserva los ambientes naturales y estimula el proceso para generar una mejor calidad de vida (Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura [FAO], Organización Panamericana de la Salud [OPS], Programa Mundial de Alimentos [WFP] & Fondo de las Naciones Unidas para la Infancia [UNICEF], 2019). Los productos frescos están expuestos a la contaminación microbiana en cada etapa de producción (cultivo, transporte, envasado, almacenamiento y venta final), y representan un porcentaje elevado del gasto que realizan los consumidores en alimentación en todo el mundo. Los productos frescos con mayor impacto a nivel mundial son el jitomate, el ajo y el chile.
La disponibilidad de productos frescos de calidad (frutas y verduras) es fundamental para una dieta sana desde el punto de vista microbiológico; sin embargo, cuando se consumen sin ningún proceso de desinfección, los productos frescos se vuelven potencialmente peligrosos para el ser humano. La contaminación por patógenos causa pérdidas sustanciales en los alimentos (55 % de frutas y verduras, 25 % de cereales, 35 % de pescados y mariscos, y 20 % de carne y productos lácteos) durante el almacenamiento, el transporte y la comercialización (FAO, OPS, WFP, & UNICEF, 2019; Nüesch-Inderbinen & Stephan, 2016).
La inocuidad y la seguridad alimentaria se consideran la columna vertebral de la industria alimentaria, y están estrechamente relacionadas con la demanda de alimentos en buen estado y sin riesgos. Se reportan más de 200 infecciones (desde pequeñas diarreas hasta cáncer) debidas a la falta de inocuidad (World Health Organization [WHO], 2019).
Se han establecido múltiples enfoques de procesamiento para reducir el deterioro de los alimentos y aumentar su seguridad. La pasteurización (por calor), el enlatado, la congelación, la refrigeración y los conservantes químicos se consideran métodos tradicionales (Ravindran & Jaiswal, 2019). No obstante, estos métodos producen cambios en la textura, el sabor, y las cualidades sensoriales y nutricionales de los productos frescos. Otra tecnología que se puede incluir en la lista es la irradiación, la cual contribuye a extender y mejorar la vida útil de los alimentos frescos o procesados. La irradiación de alimentos es un método más económico en cuanto a energía (cantidad de partículas o rayos), que contribuye a reducir las pérdidas generadas debido al deterioro o a la contaminación por bacterias nocivas y otros parásitos (Ashraf et al., 2019). El potencial del método de irradiación de alimentos se ha reconocido en diferentes países, ya que ayuda a reducir las pérdidas en poscosecha, se ajusta a los requisitos de exportación y de cuarentena, y garantiza la inocuidad de los alimentos. Asimismo, la irradiación ofrece la oportunidad de mantener los nutrientes en los alimentos y sustituir los conservadores químicos, que se pueden considerar de riesgo o perjudiciales para la salud (Cardello et al., 2007; Frewer et al., 2011; Nayga et al., 2005).
El uso de luz ultravioleta (UV) en la irradiación de alimentos se presenta como un método alternativo a las técnicas convencionales para la desinfección. Un problema importante que generan los métodos térmicos es que modifican las propiedades nutricionales y organolépticas de los alimentos (Fan et al., 2017). En los últimos años, las lámparas de mercurio, xenón y UV-LED se han integrado en los procesos de conservación y desinfección de alimentos. A principios del siglo XX, la irradiación UV se utilizó en la desinfección de agua (Kowalski, 2009) y de diferentes alimentos, como el jitomate y el chile. Diversos autores han señalado que los tomates cherry, los huevos, los muslos de pollo, las salchichas, bratwurst, el jitomate y el chile jalapeño expuestos a luz ultravioleta C (UV-C a 254 nm), con dosis de 0.4 J∙cm-2 y 2 KJ∙m-2, mostraron un efecto germicida superior al 90 % (Sommers et al., 2010; Choi et al., 2015).
La luz UV ha demostrado ser una opción adecuada para la desinfección, aunque presenta varias desventajas, como la baja penetración en los alimentos; es decir, la descontaminación se realiza de forma superficial (Koutchma, 2009). Cuando los alimentos pasan por un proceso de descontaminación quedan zonas sombreadas, ya que la irradiación no entra en contacto con todo el producto, lo cual se considera un reto para el diseño y desarrollo de nuevos sistemas de desinfección.
Stoops et al. (2003) propusieron un sistema de desinfección UV a 254 nm (2.88 mW∙cm-2) durante 1 h para alimentos granulados o en polvo (nueces de Brasil, trozos de merengue, cacao en polvo, avellanas pequeñas molidas, avellanas grandes molidas y harina para waffles con avellanas), y obtuvieron resultados superiores al 90 % en dos de los seis alimentos irradiados. No obstante, los autores no indicaron el área de irradiación, ni la altura de las lámparas. Hosseini et al. (2019) desarrollaron un sistema UV rotacional para la descontaminación de pistachos utilizando lámparas de mercurio. La dosis empleada por estos autores fue de 2.1 y 4.5 KJ∙m-2 durante 7 y 15 min, donde el producto recibió la irradiación en todos los flancos y los efectos germicidas fueron superiores al 99.9 %.
Los desarrollos actuales en materia de LED-UV presentan ventajas frente a las lámparas de mercurio convencionales, como una vida útil más larga, mejor control de la temperatura, mayor eficiencia energética, mejor voltaje de accionamiento, flexibilidad en el diseño, ausencia de riesgo de liberación de mercurio y versatilidad para generar diferentes longitudes de onda (Muramoto et al., 2014; Chen et al., 2017). Green et al. (2018) compararon el efecto germicida de luz LED UV (A, B y C) a 259, 268, 275, 289 y 370 nm con una lámpara de mercurio a 253.7 nm. Los resultados obtenidos mostraron que la luz LED UV a 259 y 289 nm con dosis de 7 mJ∙cm-2 fueron potentes para Escherichia coli y Listeria.
Yagi et al. (2007) utilizaron luz UV-A para inactivar E. coli (con una dosis de 54 J∙cm-2) y Vibrio parahaemolyticus (con 27 J∙cm-2), y obtuvieron un efecto germicida de 100 y 85 % durante 30 y 10 min, respectivamente. La reducción de bacterias se determinó en función de su aparición en agar. Malik et al. (2017) aplicaron 57.6 J∙cm-2 de UV-A a E. coli ATCC 11229 y obtuvieron un efecto germicida de 99.9 %. Aunque el efecto germicida es elevado, el experimento se realizó en agar y los alimentos en condiciones reales están totalmente contaminados, por lo que la información de estas investigaciones es sólo un indicador.
De acuerdo con la literatura, el uso de diodos emisores de luz UV ha mostrado tener poder germicida en alimentos, mayor eficiencia energética, mayor vida útil, intensidad luminosa constante, control del calentamiento y la temperatura, y aplicación de luz en bandas específicas (λ) del espectro UV (210 a 400 nm). Por ello, el objetivo de este trabajo fue consolidar el conocimiento y el uso de la tecnología LED UV-A en una rutina automática a través de un sistema mecatrónico semi-industrial para el sector agroindustrial en la desinfección de productos frescos. El sistema integrado permite proporcionar con precisión la dosis de irradiación (controlando el tiempo de exposición), ya que una problemática de esta tecnología es la zona o parte no irradiada de los productos, lo cual se puede resolver si se aplican algunas estrategias asociadas con el sistema mecatrónico (pasos, vibraciones, técnicas de parada/arranque, entre otras).
Materiales y métodos
Sistema mecatrónico de desinfección de alimentos mediante luz LED UV-A
El diseño y fabricación del sistema mecatrónico de desinfección de alimentos mediante luz LED UV-A se desarrollaron en el Laboratorio de Iluminación Artificial (LIA) del Instituto Tecnológico de Pabellón de Arteaga en Aguascalientes, México (Figura 1). El sistema mecatrónico cuenta con una banda transportadora donde se traslada el producto fresco a las diferentes etapas del proceso. En la primera etapa hay un contenedor donde se selecciona el producto (ajo, chile serrano y jitomate). En la segunda etapa, el producto fresco se traslada a la zona de irradiación, donde se encuentran tres lámparas UV-A de 374 nm (Figura 2a) y 25 watts. Las lámparas están montadas sobre una plataforma de altura variable, donde la regulación permite controlar la dosis de irradiación a la que se expone el producto fresco.
Figura 1. Esquema general del sistema mecatrónico LED UV-A: a) diseño, implementación y validación y b) secuencia del proceso de desinfección.
Figura 2. Irradiación LED UV-A: a) irradiación máxima emitida por lámparas y b) zona irradiada por luz LED UV-A.
En la Figura 2b se muestra la zona de irradiación, con un área efectiva de 800 cm2 (aproximadamente 50 x 16 cm). La cinta transportadora está controlada por un sistema externo que permite programar la velocidad de avance del producto y, con ello, el tiempo de exposición. Inmediatamente después de que el producto abandona la zona de irradiación, una cámara térmica toma una imagen para controlar la temperatura. En la tercera etapa del proceso, se realiza un recuento bacteriano para analizar el efecto germicida. Todo el material del sistema es de calidad sanitaria.
Caracterización de la zona de irradiación
Se utilizó luz LED UV-A instalada en una lámpara de aluminio con ventiladores para disipar el calor. La luz LED UV-A alcanzó una potencia máxima de 0.544 mW∙cm-2, a una longitud de onda de 374 nm. La configuración se realizó con tres lámparas en el sistema. La zona irradiada y la caracterización se determinaron mediante un espectroradiómetro (ILT950, International Light Technologies, EUA) (Figura 2).
Ajuste experimental de las dosis
La programación de las dosis incluyó los valores de tiempo y la altura de las lámparas. Las dosis se determinaron mediante la siguiente Ecuación (1):
donde D es la dosis aplicada (J∙cm-2), I es la irradiancia (mW∙cm-2) y t es el tiempo (s). Considerando lo anterior, se establecieron cuatro dosis: 7.9, 23.7, 47.4 y 71.1 J∙cm-2.
Diseño experimental
Se utilizaron tres productos frescos (ajo, chile serrano y tomate) para validar el sistema mecatrónico, los cuales procedían de la misma cosecha y se adquirieron en un establecimiento minorista local o en un mercado de agricultores. A partir de los productos frescos, se determinó la cantidad de bacterias antes del proceso de irradiación. Una vez finalizado el proceso, se seleccionaron 10 g de ajo, chile serrano y tomate para evaluar el efecto germicida. Los experimentos se realizaron por triplicado para todas las condiciones con todas las dosis.
Organismo y método de recuento
Los microorganismos analizados fueron aeróbicos mesófilos (AM), con el fin de verificar la calidad sanitaria de los alimentos, las condiciones de manipulación y las condiciones higiénicas (Gould, 1988). Los tres productos frescos se analizaron con el mismo procedimiento. Se vertieron de manera aséptica 10 g de producto en un frasco estéril con 90 mL de Peptona y se homogenizaron las muestras durante 2 min. Posteriormente, se vertieron 15 mL de agar para métodos estándar en placas de Petri y se inoculó 1 mL de la dilución. Las pruebas se realizaron por duplicado. Las muestras se dejaron 48 h en una estufa a 35 °C y las unidades formadoras de colonias (UFC) se contaron por placa.
Control de temperatura de los productos frescos
Se utilizó una cámara de infrarrojos (One Pro LT, FLIR®, EUA) para controlar la temperatura del producto fresco. La cámara se montó en el sistema y se realizaron mediciones en el mismo punto del producto cada 10 min durante 90 min. Para determinar el cambio en los productos se midió el peso y el color, antes y después de cada tratamiento.
Análisis estadístico
Los experimentos se basaron en un diseño completamente aleatorio, y los resultados se expresan como la media ± desviación estándar o ± error estándar. Los experimentos se realizaron dos veces por triplicado. Se realizó una prueba de Shapiro-Wilks para determinar la normalidad de los datos. Posteriormente, para validar el efecto germicida, se realizó un análisis de varianza (P () 0.05) con el fin de determinar si existían diferencias germicidas significativas entre dosis o técnicas. Las pruebas estadísticas se realizaron con el programa informático R.
Resultados y discusión
En el LIA se llevó a cabo el proceso de desinfección con irradiación LED UV-A. El sistema se configuró y programó para irradiar cada producto fresco con las mismas condiciones (7.9, 23.7, 47.4 y 71.1 J∙cm-2, durante 10, 30, 60 y 90 min), obtenidas mediante los cálculos señalados en la metodología. Con las irradiaciones realizadas, se alcanzó un efecto germicida de 95 %. Además, la ventaja del sistema radica en que se pueden irradiar diferentes productos, ya que variables como el rango de tratamientos, las dosis, el tiempo de encendido/apagado, la velocidad de la cinta transportadora y la altura de las lámparas se controlan a través de una rutina automática, la cual se puede incorporar a una línea de producción. Otra ventaja es la escalabilidad a una mayor capacidad de producción, área de irradiación, entre otros (Figura 1).
Stoops et al. (2013) propusieron un sistema rotativo, aunque con diversas desventajas, como la incapacidad de ajustar la altura, la zona de irradiación y la dosis. Por ello, dicho sistema no es adecuado para ser integrado en una línea de producción. Hosseini et al. (2019) también diseñaron un sistema para productos equivalentes y sin ajuste de altura, zona de irradiación ni velocidad de rotación.
Control de temperatura en los productos frescos
La Figura 3 muestra los resultados obtenidos en cuanto al monitoreo de temperatura durante 90 min de tratamiento en productos frescos (jitomate, chile serrano y ajo). La figura 3a muestra los termogramas obtenidos con la cámara térmica, asumiendo el mismo punto de referencia para todos. Las temperaturas iniciales del jitomate (Figura 3a1), chile serrano (Figura 3a3) y ajo (Figura 3a5) fueron de 19.9, 21.9 y 22.0 °C, respectivamente. Las Figuras 3a2, 3a4 y 3a6 muestran las temperaturas finales de 38.3, 41.9 y 40 °C correspondientes a cada producto (tomate, chile serrano y ajo, respectivamente). De acuerdo con los datos obtenidos, el tiempo de irradiación y el calor generado por el sistema LED UV-A incrementan la temperatura en los productos frescos. No se observaron cambios significativos en el peso y el color de cada producto.
Figura 3. a) Imágenes termográficas al inicio y al final del experimento: jitomate (a1 y a2), chile serrano (a3 y a4) y ajo (a5 y a6), y b) comportamiento de la temperatura durante los tratamientos de los producto fresco.
Los estudios reportados han hecho énfasis en la temperatura del producto cuando se somete a un proceso de desinfección, ya que un incremento excesivo podría provocar cambios en las propiedades físicas y químicas. Por esta razón, es esencial monitorear este parámetro durante el tratamiento. Los sistemas de desinfección elaborados con lámparas de mercurio, en comparación con los de luz LED-UV, pueden causar deshidratación si la exposición es prolongada, lo cual representa un reto para el desarrollo de nuevas estrategias para la desinfección de productos frescos (Fan et al., 2017; Mandal et al., 2020).
Eficacia germicida
En el Cuadro 1 se muestra la cantidad de UFC obtenidas en cada producto (ajo, chile serrano y jitomate) al inicio del experimento, y se puede observar que el ajo presentó el mayor número de UFC.
El efecto germicida por tratamiento y dosis se presenta en el Cuadro 2. Con una dosis de 7.9 y 23.7 J∙cm-2, el jitomate presentó el mayor efecto germicida (41.0 y 71.4 %), seguido del chile serrano (35.6 y 67.2 %) y el ajo (19.4 y 67.6 %), mientras que con 47.4 J∙cm-2, la eficacia germicida fue mayor en el ajo (92.7 %), y fue similar para el chile serrano (85.4 %) y el jitomate (83.2 %). Los máximos efectos germicidas acumulativos (90 min) fueron de 94.4, 90.6 y 93.8 % para el ajo, el chile serrano y el jitomate, respectivamente, con una concentración de 71.1 J∙cm-2.
Cuadro 2. Efecto germicida por irradiación con luz LED UV-A.
| Product / Producto |
Dose (J·cm-2) / Dosis (J·cm-2) |
Germicidal effect (%) / Efecto germicida (%) |
Log (N/N0) / Logaritmo (N/N0) |
|---|---|---|---|
| Garlic | 7.9 | 19.4 ± 5.6 | 0.09 ± 0.03 |
| 23.7 | 67.6 ± 1.9 | 0.49 ± 0.03 | |
| 47.4 | 92.7 ± 0.4 | 1.13 ± 0.04 | |
| 71.1 | 94.4 ± 0.7 | 1.25 ± 0.05 | |
| Serrano peppers | 7.9 | 35.6 ±13.8 | 0.20 ± 0.09 |
| 23.7 | 67.2 ± 4.08 | 0.47 ± 0.09 | |
| 47.4 | 5.4 ± 1.4 | 0.79 ± 0.10 | |
| 71.1 | 90.6 ± 2.9 | 1.05 ± 0.16 | |
| Tomato | 7.9 | 41.0 ± 9.9 | 0.23 ± 0.08 |
| 23.7 | 71.4 ± 12.4 | 0.58 ± 0.18 | |
| 47.4 | 83.2 ± 5.2 | 0.79 ± 0.14 | |
| 71.1 | 93.8 ± 2.0 | 1.24 ± 0.18 |
El desarrollo del sistema mecatrónico de desinfección mediante luz LED UV permitió estudiar diferentes longitudes de onda con luz UV-C, mientras que las propuestas con UV-A mencionadas en la literatura se llevaron a cabo en agar inoculado con bacterias.
En comparación con el experimento reportado por Yagi et al. (2007) y Malik et al. (2017), donde obtuvieron índices germicidas de 100 y 99.9 %, respectivamente, el mayor efecto germicida alcanzado en esta investigación fue de 94.4 % para ajo. Existen diferentes factores que pueden influir en la eficacia germicida, los dos más importantes son las bacterias y el origen de contaminación de las muestras. Los AM representan una amplia gama de microorganismos con diferente resistencia a la luz UV, como lo reportan Yagi et al. (2007), quienes con las mismas dosis consiguieron diferentes efectos germicidas en Salmonella (20 %) y Vibrio parahaemolyticus (100 %). Birmpa et al. (2013) alcanzaron reducciones de 1.75 y 1.27 Log en E. coli y L. innocua, respectivamente, con luz UV-C. En este caso, los productos se irradiaron hasta por 60 min, y no encontraron cambios significativos en las propiedades organolépticas. En comparación con la propuesta del presente trabajo, se obtuvo un efecto germicida similar, pero con una dosis de UV-A mayor. Choi et al. (2015) aplicaron 10 kJ∙m-2 a tomates cherry inoculados con S. typhimurium y obtuvieron reducciones de 1.28 Log.
Rendimiento del efecto germicida
El rendimiento del efecto germicida se define como la diferencia de la eficacia germicida entre periodos; es decir, la diferencia de los porcentajes de efecto germicida en los tratamientos. La Figure 4 representa los efectos germicidas efectivos a través del tiempo de cada tratamiento. En dicha figura, se indicó el comportamiento del efecto germicida en cada producto y se mostró, específicamente, qué porcentaje se obtuvo para cada periodo (de 0 a 90 min). Las figuras del lado izquierdo muestran los porcentajes obtenidos en cada período de los tratamientos.
La zona sombreada refleja la eficacia germicida máxima en los intervalos de cada producto; es decir, el intervalo en el cual la irradiación con luz LED UV-A fue más potente. Las figuras del lado derecho muestran los valores porcentuales de cada periodo, y se puede apreciar si el efecto germicida aumenta o disminuye a través del tiempo. En el intervalo de 10 a 30 min, el mayor porcentaje germicida se produjo en ajo, con 48.1 %, mientras que a los 60 min se redujo 25.1 % y a los 90 min fue solo de 1.7 %. Con el chile serrano, la mayor eficacia germicida se obtuvo los primeros 10 min (35.6 %); posteriormente, el valor comienza a disminuir hasta alcanzar 5.6 % en 90 min (Figure 4).
Figura 4. Las figuras del lado izquierdo muestran la zona de máximo efecto germicida en los tratamientos, y las figuras del lado derecho muestran el rendimiento del efecto germicida a lo largo del tiempo.
El jitomate alcanzó 41.0 % en los primeros 10 min de tratamiento, disminuyendo a 30.4 % en 30 min, 11.8 % en 60 min y 10.7 % en 90 min. El máximo efecto germicida entre intervalos se obtuvo en ajo a los 30 min, y 10 min sobre el chile serrano y el jitomate, inactivando un gran número de AM. El efecto germicida representa un parámetro importante a la hora de establecer nuevas estrategias para la desinfección de alimentos, ya que es importante conocer el tiempo en que existe sinergia con las diferentes longitudes de onda para obtener los tratamientos de irradiación más eficaces para reducir los AM y el consumo energético.
Existe un gran número de trabajos reportados con UV-C, pero muy pocos con UV-A para desinfección.
Comparado con los trabajos de desinfección de alimentos con UV-C emitidos con lámparas de mercurio, el trabajo presentado muestra un menor efecto germicida; sin embargo, puede ser una opción viable para los productos que requieren una disminución de su carga microbiana. Además, la luz LED UV-A tiene mayor área de cobertura, una ventaja que puede abaratar el costo de los sistemas de desinfección. No se observaron cambios en el peso con los tratamientos, ni cambios de color a simple vista, aunque sería interesante realizar un análisis de los compuestos químicos para caracterizar las propiedades en el jitomate.
Conclusiones
El sistema mecatrónico mediante luz LED UV-A diseñado para desinfectar alimentos demostró ser adecuado para alimentos frescos, ya que se observaron reducciones significativas de bacterias. El sistema se diseñó y desarrolló para el sector agroindustrial considerando su inserción como un proceso dentro de la línea de producción. Al garantizar la seguridad alimentaria, es posible controlar las dosis y el tiempo de irradiación de cada producto. De acuerdo con las necesidades, el área de irradiación se puede ampliar a lo largo de la cinta transportadora, estableciendo más matrices de luz LED UV-A.
En este experimento, no se produjeron efectos secundarios, pero es una variable que se debe analizar al utilizar este tipo de tecnología. Para la desinfección de alimentos como el ajo, el chile serrano y el tomate, la irradiación LED UV-A demostró ser un instrumento versátil, que se puede adaptar a diferentes alimentos.
La eficacia germicida se puede ver influenciada por la resistencia bacteriana debido a la gran variedad que existe de aeróbicos mesofílicos y al proceso de infección del alimento (línea de producción, embalaje, al tocar la superficie, entre otros). Lo anterior, son condiciones reales de los productos, y se deben tomar en cuenta.
Finalmente, pocos estudios han evaluado la eficacia de la luz LED UV-A directamente en los alimentos. La técnica presentada abre una brecha en los procesos microbiológicos de conservación y descontaminación, con la intención de proporcionar alimentos nutritivos y seguros.
REFERENCIAS
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Recibido: 04 de Octubre de 2021; Aprobado: 29 de Noviembre de 2022
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