Cinetica Destruccion Termica

2.5.1.
Aplicacin
microorganismos
de
la
temperatura
en
la
termodestruccin
de
Un aspecto aplicado muy importante de la temperatura es su utilizacin

para la esterilizacin por calor. Es necesario esterilizar ciertos ambientes o
instrumentos, o eliminar de ellos una parte muy importante de su carga
microbiana. Esto se puede hacer con facilidad y de forma controlada mediante
tratamientos trminos. En esta seccin veremos cmo se puede predecir cmo
ser la evolucin de las poblaciones microbianas como consecuencia de su
exposicin a las temperaturas.
Habamos visto en su momento que durante la fase de muerte, la
desaparicin de microorganismos segua la cintica descrita en la ecuacin
siguiente:
esto es: la fase de muerte tambin sigue una cintica exponencial y puede ser
sometida a un tratamiento matemtico similar al usado para el tratamiento
matemtico del crecimiento. Si representamos la variacin del logaritmo del
nmero de clulas supervivientes a un tratamiento trmico realizado a una
temperatura dada en funcin del tiempo de tratamiento, se obtiene una grfica
como la siguiente:
el descenso del logaritmo de supervivientes es lineal con el tiempo. La recta

tiene una pendiente que permite calcular la velocidad de termodestruccin. Se
define el valor D como el tiempo necesario para que el nmero de
supervivientes caiga al 10% del valor inicial (o, lo que es lo mismo, para que
el logaritmo del nmero de supervivientes se reduzca en una unidad). Si
consideramos N0 como el nmero de clulas al inicio del tratamiento y Nx el nmero
de clulas supervivientes despus de un tratamiento de x minutos a una tempertatura t,
el tiempo de termodestruccin se calcula de la siguiente manera:
Las unidades del D son minutos.El tiempo de termodestruccin (D) vara para
cada temperatura (de ah el subndice t) de forma que a mayores temperaturas
el valor de D es menor, es diferente para distintos microorganismos, distintos
entornos y diferentes condiciones fisiolgicas.
Si aumentamos la temperatura de tratamiento, el valor de D disminuye de
forma logartmica tal y como se indica en la siguiente grfica:
De manera anloga a como el valor D indicaba el tiempo necesario para lograr

que el nmero de supervivientes se redujera al 10% de la poblacin inicial, el
valor z indica el incremento en la temperatura (medida en nmero de grados)
necesario para que el valor D se reduzca a la dcima parte del inicial. La
frmula incluida en la grfica permite calcular el valor z cuando conocemos el
incremento de temperatura (t2-t1) y los respectivos valores D.
Los valores d y z varan para cada microorganismo y para cada condicin. Las
esporas, por ejemplo, tienen valores D mucho ms altos que las clulas
vegetativas de los mismos microorganismos. Los microorganismos presentes
en los alimentos, por otra parte, suelen tener valores D ms altos que cuando
se cultivan en condiciones de laboratorio. Para poder determinar las
condiciones en las que hacer un tratamiento trmico para destruir
microorganismos es necesario dominar los conceptos de los valores D y z.
Otro valor que tiene gran importancia aplicada en el estudio de la
microbiologa de la termodestruccin es el parmetro F que corresponde al
tiempo equivalente (medido en minutos de tratamiento a 250F, o 121.1C) a
todo el calor recibido considerando su capacidad de destruir microorganismos.
Al valor de la integral del calor recibido se la denomina F0. Cuando
consideramos que el calentamiento es un proceso instantneo, se puede
calcular usando la siguiente frmula:
Destruccin Trmica, D
Grfica 1. Supervivencia terica de un microorganismo vs. temperatura

D es el tiempo de reduccin decimal y se expresa en minutos, se puede expresar
en funcin de l la duracin total del tratamiento:
t=n*D
n: n de reducciones decimales que se aplican.
D caracteriza la termorresistencia de un m.o a una T determinada y su valor
corresponde a la inversa de la pendiente cambiada de signo de la grfica 1.
Grfica 2. Curvas de reduccin decimal a distintas temperaturas.
PROBLEMAS DE CLCULO DE CINTICA DE

TERMODESTRUCCIN DE MICROORGANISMOS
1.- Determinar el valor del tiempo decimal de termodestruccin a 116 C
(D116) de un microorganismo a partir de los siguientes datos de supervivencia
al tratamiento
Duracin del
tratamiento
Nmero de
viables
340.0
10
65.0
15
19.0
20
4.5
25
1.3
(Resultado: D116 = 8 minutos)

2.- El valor D120 para un microorganismo es de 3.0 minutos. Si tenemos una
contaminacin inicial de 8 x 1012 clulas por gramo. Qu valor de
contaminacin tendr la muestra despus de un tratamiento trmico a 120C
de 18 minutos?
(Resultado: 8 x 106 clulas por gramo)
3.- Cuando el valor de D se calcula a 121.1C (D 121.1) se denomina
frecuentemente valor Dr. Calcular el valor de F0 para un tratamiento de una
conserva destinado a reducir en un factor de 1012 el riesgo de presencia de
esporas de Clostridium botulinum (Dr = 0.21 minutos).
(Resultado: 2.52 minutos)
4.- Explicar qu se deduce de los datos de la tabla siguiente en la que se

someten diferentes tipos de alimentos a tratamientos trmicos a distintos
valores de pH.
Valor de D (min.)
pH
Espagueti en
salsa de tomate
Macarrones
con queso
Paella
4.0
0.128
0.127
0.117
4.2
0.143
0.148
0.124
4.4
0.163
0.170
0.149
4.6
0.223
0.223
0.210
4.8
0.226
0.261
0.256
5.0
0.260
0.306
0.266
6.0
0.491
0.535
0.469
7.0
0.515
0.568
0.550
5.- Para un microorganismo determinado el valor D 104.4 es 113.0 min. y Dr es

2.3 min. Calcular el valor z.
(Resultado: 9.9 C)
6.- Calcular el valor de F0 de un tratamiento trmico para una muestra

sabiendo que D90 = 15 min. y z = 18 C.
(resultado: 3.4 minutos)

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2.5.1.

Un aspecto aplicado muy importante de la temperatura es su utilizacin

el descenso del logaritmo de supervivientes es lineal con el tiempo. La recta

De manera anloga a como el valor D indicaba el tiempo necesario para lograr

Grfica 1. Supervivencia terica de un microorganismo vs. temperatura

Grfica 2. Curvas de reduccin decimal a distintas temperaturas.

PROBLEMAS DE CLCULO DE CINTICA DE

(Resultado: D116 = 8 minutos)

4.- Explicar qu se deduce de los datos de la tabla siguiente en la que se

5.- Para un microorganismo determinado el valor D 104.4 es 113.0 min. y Dr es

6.- Calcular el valor de F0 de un tratamiento trmico para una muestra

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