Lectura N 1: La conservacin de alimentos

Los avances cientficos estn permitiendo encontrar diferentes procesos no trmicos que consiguen, sin elevacin de las temperaturas de los alimentos, la eliminacin de grmenes patgenos para mejorar la conservacin. Las nuevas tecnologas en la conservacin de alimentos van desde la aplicacin de altas presiones, irradiacin, ultrasonidos o la aplicacin de campos electromagnticos, entre otros.As, la mayor demanda de alimentos crudos o poco procesados, ha impulsado el uso de estos mtodos, que adems no alteran el color, sabor y textura. Pero otra ventaja aadida es que, al no someter los alimentos a bruscos cambios de temperatura, se consiguen mantener sus nutrientes al mximo, alargando la vida til.Entre estas nuevas tcnicas, podemos citar la aplicacin de campos elctricos de alta intensidad, que generan cambios en las membranas celulares de los microorganismos patgenos, destruyndolos. Esta sofisticada tcnica es ideal, como alternativa a la pasteurizacin, en lquidos como la leche, huevo lquido, zumos de frutas, sopas y cremas y extractos de carne.

Los ultrasonidos son otra alternativa que genera microburbujas dentro del medio al que se aplica, que al destruirse generan gran cantidad de energa que destruye los agentes patgenos. Se utiliza sobre todo en la descontaminacin de vegetales crudos, limpieza de equipos para el procesado de alimentos y, combinado con sistemas de presin, en la esterilizacin de mermeladas, huevo lquido y para prolongar la vida til de cualquier lquido.Otra novedosa tcnica es la aplicacin de pulsos de luz blanca de alta intensidad, que generan cambios en el ADN celular, destruyendo as los grmenes patgenos en la superficie de alimentos. Genera algo de calor en la superficie, pero no lo suficiente para penetrar dentro del alimento, que se conserva intacto. Muy til para carnes y pescado envasado, gambas, pollo y salchichas, por ejemplo.Estas nuevas tecnologas en la conservacin de alimentos nos permiten adquirir materias primas de gran calidad, sin alteraciones en sus cualidades organolpticas, con gran respeto del producto. Y desde el punto de vista del distribuidor y fabricante, permiten ofrecer productos frescos de calidad, alargando mucho la vida til de dicho producto, y mejorando por tanto la rentabilidad.

Nuevas tecnologas para mejorar la conservacin de alimentos

La Organizacin Mundial de la Salud (OMS) calcula que 2 millones de nios mueren al ao por enfermedades transmitidas por los alimentos y el agua. Por otra parte, la diarrea de los viajeros, que es la enfermedad ms comnmente contrada por los visitantes a los pases en desarrollo, se ha estimado que afecta a entre el 20 y el 50% de los 35 millones de viajeros que anualmente atraviesan las fronteras de estos pases.Cules son las causas del problema?El consumo de nuevos alimentos que se procesan con viejas tecnologas o con nuevos mtodos todava no suficientemente contrastados es una de las ms importantes. Esta es la causa de la aparicin de los microorganismos denominados patgenos emergentes, que incluyen a especies de grmenes que tradicionalmente no constituan un problema importante para la salud. El desarrollo de nuevos alimentos potencia, en ocasiones, su crecimiento frente al de otros patgenos tradicionales.El cambio de los mtodos convencionales de produccin animal y vegetal favorece la aparicin de nuevas enfermedades (sndrome de las vacas locas, intoxicacin por dioxinas etc.) y el contagio de grandes grupos de animales y plantas con especies patgenas bien conocidas.La concentracin en grandes compaas de las industrias agroalimentarias hace que un fallo en los sistemas de control de calidad afecte a un gran nmero de consumidores, incluso de distintos pases. Por idnticas razones, el cambio en los hbitos de vida, con la creacin de grandes comedores colectivos, es tambin una causa importante del problema.Finalmente, los cambios demogrficos que han experimentado los pases desarrollados han conducido a un aumento considerable de la poblacin especialmente sensible (YOPIS= jvenes, ancianos, embarazadas e inmunodeprimidos).Cules son las limitaciones de las tecnologas tradicionales?.En la actualidad, el nico mtodo de conservacin que simultneamente garantiza la seguridad sanitaria de los alimentos es el calor. Sin embargo, recientemente se ha demostrado que diversas especies microbianas patgenas para el hombre (que originan una enfermedad) son capaces de sobrevivir a los actuales tratamientos trmicos. Adems, alimentos aparentemente bien pasteurizados han sido responsables de graves toxiinfecciones alimentarias.El principal problema de los tratamientos trmicos radica en su inespecificidad, dado que, al tiempo que inactivan microorganismos y enzimas, producen una serie de cambios qumicos en los componentes de los alimentos cuyas consecuencias son la prdida de su calidad nutritiva, sensorial y funcional. Esta circunstancia impide, en muchas ocasiones, incrementar la intensidad de los tratamientos actualmente utilizados y, por tanto, su seguridad sanitaria.Por otra parte, los cambios en los hbitos de consumo y la mayor preocupacin del ciudadano medio por la calidad de los alimentos que consume, han inducido a la industria alimentaria al desarrollo de nuevos productos mnimamente procesados. Una de las principales limitaciones para la expansin industrial en este campo es la inexistencia de mtodos de conservacin e higienizacin adecuados que, asegurando la conservacin y salubridad de estos alimentos, afecten mnimamente a su calidad.Existen soluciones para este problema?La Tecnologa de los Alimentos est realizando en la actualidad un enorme esfuerzo para el desarrollo de nuevos mtodos de conservacin e higienizacin de los alimentos. Por una parte, se intentan mejorar en lo posible los actuales tratamientos trmicos buscando mtodos ms eficientes de calentamiento, como los microondas, el calentamiento hmico, etc. Por otra, se intentan combinar diversas tecnologas que permitan reducir la intensidad de los tratamientos y, de esta forma, sus efectos sobre la prdida de calidad (por ejemplo la adicin de cidos permite reducir la temperatura y el tiempo de esterilizacin de algunas conservas vegetales). Finalmente, se intentan buscar nuevos mtodos de tratamiento, ms especficos, que permitan destruir de forma eficaz a los microorganismos y afecten mnimamente a la calidad de los alimentos. Dentro de este ltimo grupo, los ultrasonidos y los campos elctricos pulsantes son dos de las tecnologas ms prometedoras en fase de investigacin.Qu son los ultrasonidos? Cmo pueden usarse?Los ultrasonidos son ondas sonoras que resultan inaudibles para el hombre por su elevada frecuencia. Al atravesar los medios lquidos, los ultrasonidos generan ciclos alternativos de compresin y expansin y, como consecuencia, la aparicin de burbujas de gas en la masa del lquido. En sucesivos ciclos, las burbujas crecen, alcanzan un tamao crtico y, al superarlo, implosionan (algo similar a retirar sbitamente el aire del interior de un globo). Al chocar entre s las molculas del lquido, como consecuencia del colapso, se producen ondas de presin que se transmiten por el medio inactivando a las bacterias y disgregando la materia en suspensin. Aunque el efecto de este fenmeno, denominado cavitacin, se conoce de antiguo, su utilidad es muy limitada dada la escasa eficacia del proceso en las condiciones habituales de tratamiento.Nuestro grupo ha investigado la posibilidad de incrementar la intensidad de la cavitacin mediante la aplicacin de ultrasonidos bajo presin (Manosonicacin), y potenciar la eficacia letal del proceso mediante la aplicacin simultnea de calor (Manotermosonicacin). En nuestro laboratorio se ha diseado una instalacin que permite aplicar ultrasonidos y calor en condiciones perfectamente controladas de temperatura, presin y amplitud de las ondas ultrasnicas. Esta instalacin nos ha permitido demostrar que la inactivacin microbiana por ultrasonidos aumenta con la presin del sistema, de forma que es posible disear tratamientos de manosonicacin que aumenten hasta 100 veces la seguridad sanitaria conferida por un tratamiento de ultrasonidos a presin y temperatura ambiente. Por otra parte, es posible disear procesos de manotermosonicacin (ultrasonidos bajo presin + calor) a temperaturas moderadas que pueden actuar sinrgicamente aumentando miles de veces la seguridad sanitaria que conferira un tratamiento trmico a la misma temperatura. La Manosonicacin y/o la Manotermosonicacin pueden resultar especialmente tiles para la pasteurizacin y esterilizacin de alimentos lquidos contaminados con microorganismos muy resistentes al calor, y para la de aquellos cuya composicin aumenta de forma importante la termorresistencia microbiana (mermeladas, salmueras, etc) o dificulta la transmisin del calor (p.e. el huevo lquido). Tambin puede resultar muy til para la descontaminacin de vegetales crudos y del utillaje de uso corriente en la industria agroalimentaria.Qu son los campos elctricos pulsantes? Para qu pueden usarse?Una de las nuevas tecnologas que podra sustituir a los tratamientos trmicos convencionales son los campos elctricos pulsantes (CEP), producidos mediante la aplicacin de descargas elctricas de alto voltaje en condiciones controladas. Los campos elctricos producen la acumulacin de cargas de distinto signo a ambos lados de las membranas celulares. Cuando la fuerza del campo (E) alcanza un valor crtico (Ec), la atraccin entre cargas vence la resistencia mecnica de las membranas y se producen poros. Si la fuerza del campo supera ampliamente el valor crtico (Ec), los poros producidos son numerosos, grandes e irreversibles conduciendo a la muerte de la clula.Nuestro grupo ha colaborado con el grupo del Prof. D. Knorr, de la Universidad Tecnolgica de Berln, para el desarrollo de un nuevo equipo de pulsos elctricos que es, en la actualidad y a escala mundial, el que mejor permite controlar los parmetros de tratamiento. Se ha demostrado que la eficacia de los campos elctricos pulsantes aumenta con la fuerza del campo elctrico aplicado . Aunque para lograr la inactivacin microbiana es preciso aplicar campos elctricos que en general superan los 10.000-15.000 voltios/cm, el medio de tratamiento apenas aumenta de temperatura dado que los pulsos elctricos que los generan apenas duran algunas millonsimas de segundo. Esta es la razn por la que esta tecnologa apenas afecta a la calidad de los alimentos.Sus principales usos seran la higienizacin de alimentos lquidos especialmente sensibles al calor (por ejemplo zumos de frutas) y, dado que rompe las envolturas celulares, la aplicacin sobre los tejidos animales y vegetales como paso previo a los procesos de extraccin de sus componentes (por ejemplo para extraer el almidn de la patata, el azcar de la remolacha, el zumo de las frutas etc).

Nuevas tecnologas en la conservacin de alimentosLa aplicacin de nuevas tecnologas en el mbito de la conservacin de alimentos pretende dar respuesta al incremento de la demanda, por parte de los consumidores, de alimentos con aromas ms parecidos a los frescos o naturales, ms nutritivos y fciles de manipular.

Las tecnologas ms estudiadas en la actualidad se basan en el empleo de sistemas de destruccin o inactivacin bacteriana sin necesidad de emplear un tratamiento trmico intenso, como la Alta Presin Hidrosttica (HHP, son sus siglas inglesas) y el Campo Elctrico Pulsado (PEF), as como todos aquellos sistemas de envasado y modificacin de la atmsfera gaseosa y otras varias.

No obstante, y a pesar de todos los esfuerzos en trminos de investigacin y de inversiones, se est implementando, de forma generalizada en la obtencin de nuevos productos, un nmero reducido de estas tecnologas.

Tecnologas de inactivacinLas tcnicas de inactivacin microbiana han sido las ms estudiadas, especialmente en la ltima dcada. Algunas de las ms destacadas son la radiacin ionizante, HHP, PEF, homogeneizacin por alta presin, descontaminacin por radiacin ultravioleta, lser de alta intensidad, ultrasonidos o los campos magnticos. De entre ellos, han tenido especial fortuna la alta presin y el campo elctrico pulsado, ya que no requieren la aplicacin de calor, son tratamientos relativamente econmicos, especialmente cuando se puede trabajar en continuo y con volmenes adecuados de producto, y no producen problemas de residuos peligrosos.

Alta presin hidrostticaAlgunas tcnicas permiten incrementar la vida comercial de productos frescos despus de su elaboracin La tcnica de alta presin hidrosttica (HHP) se basa en el tratamiento de un producto por encima de 100 MPa, una elevada presin, que consigue afectar, especialmente, a las membranas celulares y a la estructura de algunas protenas sensibles. La consecuencia es que se puede limitar el desarrollo microbiano y eliminar una parte significativa de las bacterias presentes en el producto.

Actualmente, los equipos que mayoritariamente se encuentran en el mercado son discontinuos, aunque es posible conseguir, a un precio elevado, algunos sistemas que empiezan a ofrecer la posibilidad de trabajar en continuo. Las capacidades de tratamiento suelen ir de 1 a 4 toneladas por hora con sistemas de elevada, con un coste estimado de entre 10 y 15 cntimos de euro por kilogramo de producto.

Se ha realizado una produccin comercial de algunos alimentos como mermeladas de frutas, gelatinas, salsas, zumos, guacamole y jamn cocido, entre otros productos. Sin embargo, desde casi el principio se haba considerado su aplicacin para el tratamiento de leche y derivados. No obstante, ms que en aplicaciones comerciales, se ha trabajado en el estudio cientfico de los tratamientos por alta presin para incrementar la vida comercial de algunos productos, despus de su elaboracin, como el queso de cabra, para reducir el tiempo de maduracin de algunos quesos y para limitar la sobre-acidificacin del yogur.

A pesar de todo, un punto que no ha sido estudiado con suficiente profundidad todava es la aplicabilidad de este sistema a la leche para conseguir una reduccin de su alergenicidad. Desde hace tiempo se est poniendo de manifiesto que la leche es uno de los alimentos que ms fcilmente inducen a alergias en nios si se introduce pronto en la alimentacin infantil. En este sentido, parece que la alta presin hidrosttica puede afectar la estructura de la beta lactoglobulina, una de las protenas ms implicadas en el mecanismo de desarrollo de la alergia a la leche. Por tanto, un tratamiento complementario podra conseguir un producto significativamente ms seguro.

Con este tratamiento se ha puesto demostrado que se consigue una reduccin importante del recuento microbiano, aunque no est an resuelto qu pasa con un grupo de bacterias, las denominadas viables no cultivables. Es decir, microorganismos que se ven daados, que no pueden crecer pero que no han muerto. stos pueden activarse de nuevo, lo que supondra un peligro potencial, especialmente si el alimento no se mantiene en refrigeracin.

Campo elctrico pulsadoLa tecnologa basada en el campo elctrico pulsado (PEF, en sus siglas inglesas) es tambin un tratamiento en el que no se produce un calentamiento de los alimentos y busca inactivar grandes cantidades de microorganismos. Esto implica una reduccin de la actividad biolgica en el producto con el consiguiente incremento en la vida comercial del producto.

El PEF se basa en colocar el producto entre un set de electrodos que envuelven una cmara de tratamiento. Cuando se introduce el alimento en esa cmara, se le suministran pulsos elctricos de elevado voltaje, lo que produce una rotura en la pared y la membrana de las clulas microbianas. No obstante, slo se pueden tratar en la actualidad alimentos lquidos. Este sistema no se encuentra con facilidad en la industria, debido quizs a lo relativamente reciente de su aplicabilidad. Por el momento an est en fase experimental.

Generalmente, las bacterias Gram positivas son ms resistentes, lo que inicialmente siempre se ha considerado como algo negativo, y especialmente las esporas de bacterias, que se muestran habitualmente como altamente resistentes. Estos datos no son especialmente buenos, sobre todo si tenemos en cuenta que son tratamientos que han salido al mercado con el inters de sustituir el calor, sin provocar modificaciones en los alimentos.

No obstante, es posible aplicarlo a alimentos que no requieran tratamientos especialmente intensos y en los que la microbiota Gram positiva sea la dominante, como por ejemplo la mayora de los alimentos fermentados, como quesos, yogures, embutidos y productos crnicos.