Filtración de TAB mejora en gran medida la calidad y el rendimiento del té listo para beber
Descripción general
El té listo para beber, los jugos y las bebidas de frutas, las bebidas carbonatadas, entre otras, están sujetas a alteraciones debido a la presencia de TAB (esporas bacterianas acidofílicas) resistentes al calor. Las esporas termoacidofílicas pueden originarse debido a la exposición a la materia prima agrícola, como en la producción de jugo de frutas, o debido a la contaminación en los ingredientes de la bebida, como los edulcorantes, el jugo o té concentrados, o los saborizantes, las esencias y los colorantes de los extractos naturales. Estas esporas de TAB (bacterias termoacidofílicas) abarcan especies de Alicyclobacillus de varios tipos, entre ellos, A. acidoterrestris, A. acidocaldarius, A. herbarius, A. acidophilus y otros. Su integración en el entorno de fluido apto para la germinación y el crecimiento microbiano tiene como resultado una degradación de la calidad de la bebida final, debido principalmente a la formación de sabores y olores desagradables.
Lamentablemente, el alterante no suele ser evidente, porque los organismos de TAB (bacterias termoacidofílicas) no producen gas, y es posible que no se reconozca el problema hasta que se reciban quejas de los consumidores. Las esporas son muy resistentes al tratamiento con calor, la radiación ultravioleta, los desinfectantes y los valores de pH extremos. Por lo tanto, incluso la aplicación de métodos de preservación para las bebidas, como la pasteurización, con frecuencia no es suficiente para producir un producto libre de esporas.
Se necesitaría un tratamiento extenso con calor para matar estas esporas; no obstante, un tratamiento de este tipo podría tener una influencia negativa en los atributos del producto, como el sabor, el color y el valor nutricional, y podría insumir grandes costos y mucha energía. Las especies de Alicyclobacillus, aunque no sean patogénicas, causan serios daños económicos para los productores de bebidas. Son difíciles de controlar una vez que se introducen en el entorno de procesamiento. Por lo tanto, las especificaciones para los proveedores de ingredientes pueden incluir el requisito de un producto libre de esporas de TAB (bacterias termoacidofílicas). La tecnología de filtración que permite la remoción de esporas de los ingredientes o de las bebidas es una solución ideal para este desafío.
El desafío
Un fabricante de bebidas crea diversas bebidas de té saborizadas listas para beber. Son una marca nacional con amplia distribución, que envía 5 millones de litros (1,32 millones de galones estadounidenses) por año a sus clientes. El fabricante extrae té de las hojas de té de diversas fuentes extranjeras. Ocasionalmente, se encontraban esporas de TAB (bacterias termoacidofílicas) en el té, lo que tenía un efecto perjudicial en la calidad de los productos finales y daba como resultado la necesidad de descartar los lotes afectados. A un valor de 85.000 USD por lote de producto terminado, el impacto financiero era alto y se necesitaba una solución. El objetivo del fabricante era encontrar una solución de filtración cuya integridad se pudiera probar y que garantizara una calidad final del té según el Boletín de aplicación y eliminara las pérdidas de producto.
La solución
Se seleccionaron elementos filtrantes de membrana MEMBRAcart XL II (0,45 micrones) de Pall y un dispositivo de prueba de integridad Palltronic® Compact Star para satisfacer la necesidad de monitoreo de la eliminación de esporas de TAB (bacterias termoacidofílicas) y el rendimiento del filtro. Después de remojar las hojas de té en agua caliente, el té extraído se clarifica con un sistema de microfiltración de flujo cruzado y luego se enfría. Después se realiza la filtración de membrana final para la eliminación de las esporas de TAB (bacterias termoacidofílicas). Se monitorea la calidad del lote filtrado resultante y, si cumple con los resultados del control de calidad, avanza a los pasos de procesamiento de purificación posteriores, que incluyen la adición de ingredientes, la mezcla, la pasteurización y el envasado.
La familia de productos de filtro MEMBRAcart XL II es muy utilizada en la industria de las bebidas para proporcionar remoción segura y confiable de microorganismos alterantes en diversas aplicaciones. En particular, la opción MEMBRAcart XL II de 0,45 micrones se ha validado para la remoción no solo del organismo alterante modelo Serratia Marcescens1, sino también para las esporas de TAB (bacterias termoacidofílicas)2. Amplios estudios de laboratorio con pruebas de desafío microbiano revelan que estos filtros proporcionan una retención completa de las esporas de bacterias termoacidofílicas en distintos fluidos evaluados bajo condiciones de prueba definidas. Al realizar el desafío con esporas de A. Acidoterrestris a un nivel de desafío entre 105 y 106 cm2 de área de filtración, la membrana de PES (polietersulfona) de 0,45 micrones demuestra un LRV (valor de reducción logarítmica) mayor que 7 en un modelo de líquido acidificado (jugo de manzana) y mayor que 7,8 en un modelo de fluido de alta viscosidad (jarabe de maíz). Es importante tener en cuenta que todos los filtros con clasificación microbiana deben acompañarse con un sólido trabajo de prueba de validación con documentación, puesto que una clasificación de micrones por sí misma no garantiza resultados adecuados.
En la aplicación de té, los filtros MEMBRAcart XL II han demostrado un rendimiento uniforme según lo esperado, con una ausencia de esporas de TAB (bacterias termoacidofílicas) en el producto de té. Este resultado se confirma con cada lote de té mediante un método de cultivo microbiano para detectar la presencia de células vegetativas y esporas de TAB (bacterias termoacidofílicas)3. Los filtros pueden tratarse en forma repetida con SIP (vapor in situ) y limpiarse con agua caliente, sin comprometer su solidez o su rendimiento de remoción. En el productor de té, los filtros se procesan al vapor en el lugar antes del primer uso, con un régimen de esterilización típico de 121 °C (250 °F) durante 20 minutos. Después de que se enfría con el aire, comienza la filtración.
Al final del lote, los filtros se enjuagan con agua fría, luego se vuelven a tratar con vapor, se enfrían y se guardan en la carcasa de filtro bajo presión con dióxido de carbono hasta el próximo uso. Con cada uso sucesivo, los filtros primero se tratan con vapor en el lugar y se enfrían antes de la filtración. Con este protocolo, el productor de bebida de té puede lograr hasta 320 ciclos de procesamiento al vapor en esta aplicación. Los filtros generalmente duran hasta cuatro meses, con un rendimiento de 140.000 litros (37.000 galones estadounidenses) de té por elemento de 30 pulgadas.
La vida de servicio extremadamente prolongada amortiza los gastos operativos relacionados con la filtración, como el gasto de filtro desechable, el agua, los químicos de limpieza y la mano de obra, además de reducir el tiempo de inactividad del proceso. A fin de confirmar el rendimiento del filtro de membrana, se usa un instrumento de prueba de integridad de filtro Palltronic Compact Star, tanto antes como después de completar cada lote de filtración. Pall Compact Star es un dispositivo portátil y sencillo de usar, basado en el principio de la prueba de integridad de caída de presión. Los resultados pueden imprimirse o descargarse para suplementar los registros de control de calidad.
Monitoreo de calidad para contaminación con TAB (bacterias termoacidofílicas)
A medida que se incrementa el tamaño y la complejidad de los procesos, también aumenta el riesgo de exposición a pérdidas económicas por parte del fabricante, debido a aumentos en las insuficiencias de calidad. Las técnicas de filtración sólidas y de alto rendimiento ofrecen los resultados deseados; no obstante, es indispensable contar con un programa de control de calidad integrado que monitoree los puntos de control críticos en el proceso. Cada paso del proceso, desde la recepción de materia prima hasta el envasado final y la gestión de los fluidos de red pública (por ejemplo, el agua) es un potencial punto de contaminación microbiana no deseada.
El sistema de reacción en cadena de la polimerasa en tiempo real GeneDisc® de Pall es un método de detección e identificación de bacterias alterantes TAB rápido, sensible, confiable y fácil de usar, que proporciona resultados en cuestión de horas. La herramienta de confirmación rápida de la calidad del producto no solo reduce el tiempo antes del envío, sino que también proporciona monitoreo informativo con el cual los procesadores pueden diagnosticar o prevenir problemas en los distintos puntos de control críticos de un proceso.
Los beneficios
Con la solución MEMBRAcart XL II y Palltronic Compact Star, el productor de bebida de té ha logrado sus objetivos y ha obtenido estos beneficios:
- Protección de marca, debido a la producción constante de productos TAB sin esporas con rendimiento de filtración validado
- Mayor rendimiento de producto debido a la eliminación total de lotes contaminados con bacterias termoacidofílicas
- Preservación de la calidad organoléptica del producto
- Bajos costos de operación de filtración debido a la vida de servicio prolongada del filtro
- Monitoreo, control y documentación del rendimiento del filtro con sencilla prueba de integridad
Notas al pie
- Informe técnico de Pall FBTPD1006 Rev. 2: “Rendimiento microbiano de los elementos filtrantes finales MEMBRAcart XL II de 0,45 micrones”
- Informe técnico de Pall FBTPD1017: “Remoción de esporas de bacterias termoacidofílicas mediante elementos filtrantes MEMBRAcart XL II de 0,45 micrones”
- Pall ofrece el sistema PCR en tiempo real GeneDisc para la detección e identificación de esporas de TAB (bacterias termoacidofílicas). Puede solicitar información adicional, incluido el Boletín Técnico de Pall FBTBGDTABEN “Nuevo ensayo molecular y método de preparación de muestras para la detección de Alicyclobacillus en concentrados de jugos de frutas y materiales del proceso de embotellado”.
Acerca de Pall Corporation
Pall Corporation es un líder mundial en filtración, separación y purificación que ofrece soluciones para satisfacer las necesidades críticas de gestión de fluidos de clientes de todo el espectro de las ciencias de la vida y la industria. Trabajamos con nuestros clientes para ayudar en el progreso de la salud, la seguridad y las tecnologías responsables con el medio ambiente. Pall Food and Beverage provee productos y servicios para garantizar la calidad del producto y mantener la fiabilidad del proceso en la producción de bebidas y alimentos. Nuestras soluciones también ayudan en la protección del consumidor, la minimización de desechos y la reducción de los costos operativos.
