Combinación de compuestos antimicrobianos naturales y procesado por altas presiones (HPP) como garantía de “etiqueta limpia” y seguridad alimentaria

imagen de un sándwich

La contaminación cruzada es una de las principales preocupaciones de la industria alimentaria, que comercializa productos listos para el consumo (RTE). El contacto directo del producto final antes de su envasado, con superficies de trabajo que podrían estar contaminadas, reduce su vida útil e incrementa el riesgo de transmisión de patógenos. Los sorbatos, ascorbatos, benzoatos o nitritos son algunos de los antimicrobianos añadidos de forma tradicional  para inhibir el crecimiento de bacterias en productos listos para el consumo (RTE).

Sin embargo, para minimizar las posibles contaminaciones cruzadas, su uso está en entredicho por las posibles implicaciones que tiene en la salud del consumidor. La industria alimentaria, por tanto, busca eliminar dichos compuestos de sus productos para conseguir una “etiqueta limpia”.

Pero, ¿es posible garantizar ambos, la extensión de la vida útil y una correcta seguridad alimentaria? Las altas presiones hidrostáticas (HPP) junto con los compuestos naturales son una opción real para controlar el problema.

Una de las razones de la creciente popularidad de los productos orgánicos, es que evitan completamente el uso de aditivos sintéticos, favoreciendo la comercialización de productos con “etiquetas limpias”. Las ventas de productos orgánicos en EE.UU., crecieron un 6,4 % en el 2017. Sin embargo, en productos ecológicos o de “etiqueta limpia”, las limitaciones de vida útil y seguridad de los alimentos pueden no resolverse cuando el producto no contiene conservantes naturales que remplacen completamente los productos químicos.

Las HPP son un proceso no térmico posterior al envasado, capaz de inactivar los microorganismos alterantes y patógenos ya presentes en el producto. Su uso combinado con compuestos antimicrobianos, beneficia a los productos ecológicos o con “etiqueta limpia”, ya que elimina los  productos químicos, evita las contaminaciones cruzadas y proporciona alimentos seguros,  con una larga vida útil.

Sin embargo, el control de algunas esporas bacterianas (como el Clostridium sp. o el Bacillus sp.) puede conllevar medidas adicionales. Con el objetivo de, conseguir una “etiqueta limpia”, el uso de antimicrobianos naturales se convierte en una herramienta valiosa para cumplir este objetivo. La naturaleza es sabia y pone en nuestras manos una amplia gama de ingredientes con propiedades antimicrobianas para controlar el deterioro de las bacterias y los patógenos.

¿Que son los compuestos antimicrobianos naturales?

Cualquier sustancia activa que haga frente a los microorganismos, es considerada un compuesto antimicrobiano. Los compuestos químicos son la alternativa más común utilizada por la industria alimentaria. Sin embargo, una mejor comprensión de las respuestas bacterianas frente al estrés ambiental ha supuesto, en los últimos años, el descubrimiento de sustancias naturales que tienen efectos similares.

La continua investigación, no sólo ha demostrado que los antimicrobianos naturales son efectivos para controlar las bacterias, sino que también son inofensivos para los humanos y tienen un menor impacto en la creciente preocupación por la resistencia antimicrobiana (AMR). Esto animó a los organismos reguladores a aprobar algunas de estas sustancias para su aplicación alimentaria y es que, los antimicrobianos naturales no requieren ser etiquetados como “aditivos” en la mayoría de los casos, por lo que disfrutan de una imagen saludable y se convierten en un excelente complemento para los alimentos HPP.

¿Cómo trabajan los antimicrobianos naturales?

Muchos de los productos HPP (especialmente productos RTE) ya incluyen algunos de los compuestos antimicrobianos aprobados para controlar el crecimiento bacteriano. No obstante, basados en la novedad de esta categoría de sustancias, desde Hiperbaric animamos a consultar a un experto en APCC antes de implementarlos en la formulación de productos HPP.

Fermentos

La primera generación de estos compuestos antimicrobianos naturales, es el resultado de subproductos de la fermentación (fermentos) y fueron incluidos en la lista de ingredientes reconocidos como seguros (GRAS) list por la Food Drug Agency (FDA) en 2003. Si avanzamos en el tiempo, en los últimos años se han reconocido diversos compuestos comerciales, como MicroGARD® (DuPont), la gama DuraFresh® (Kerry, que incluye los antiguos productos Alta y Perlac de Quest) o Verdad® Corbion) que son los más comunes.

Los fermentos son ingredientes resultantes de la fermentación de materia en descomposición, producidos por microorganismos de grado alimentario, normalmente bacterias lácticas (LAB) o bacterias acéticas propiónicas (GRAS en EE.UU.o Calificadas presuntamente como seguras Qualified Presumption of Safety en Europa) (Elsser-Gravesen, 2014)). Las materias primas empleadas para la producción de fermentos, incluyen dextrosa, leche o subproductos derivados de plantas como el almidón del maíz o trigo.

Lamentablemente, se dispone de escasa información científica sobre la composición de los fermentos. Se sabe que, la acción antimicrobiana está basada en la mezcla de diferentes ácidos orgánicos y bacteriocinas. Por lo tanto, las pruebas in situ son esenciales para justificar esta aplicación y establecer la idoneidad sensorial de los productos resultantes(Crowley et al., 2013). Por ejemplo, la adicción de 1 % de MicroGARD en hamburguesas supuso una reducción inicial de recuentos en Escherichia coli O157:H7 y un efecto bacteriostático contra Listeria monocytogenes (Dave et al., 2003).

Algunos productos HPP ya incluyen fermentos en su formulación para complementar los efectos letales de la tecnología. Es el caso de la gama de sopas de Garden Fresh Gourmet®, las ensaladas Giant Eagle®  o los platos preparados de Chef’d® (Figura 1).

Figure 1. Las ensaladas Giant Eagle (izquierda) y los platos preparados Chef’d (derecha), son productos procesados por altas presiones y algunos incluyen compuestos antimicrobianos naturales en su composición

Figure 1. Las ensaladas Giant Eagle (izquierda) y los platos preparados Chef’d (derecha), son productos procesados por altas presiones y algunos incluyen compuestos antimicrobianos naturales en su composición (fuente: http://grocery.gianteagle.com/pd/category/Grocery/Deli/Prepared-Foods/Salads-and-More/1357)

Bacteriocinas

Las bacteriocinas son péptidos antimicrobianos (pequeñas proteínas) generalmente producidos por varias especias de bacterias lácticas. Varias bacteriocinas de LAB, tienen potenciales aplicaciones en la conservación de alimentos. ELa nisina, una bacteriocina producida por Lactococcus lactis, es la más utilizada, ya que se encuentra aprobado por GRAS status en EE.UU. y, desde 1983, por la European Food Safety (EFSA) en Europa

Las aplicaciones más frecuentes de la nisina se basan en el control de bacterias Gram-positivas (como Listeria monocytogenes) o formadoras de esporas (ej. Clostridium sp.), en productos cárnicos y lácteos. Por ejemplo, la adición de 200 UA/cm2 de nisina en dos tipos diferentes de jamón curado (aw = 0,92 and aw = 0,88) trabajando a su vez con HPP (600 MPa/87.000 psi durante 5 min) consiguió la inactivación de Listeria monocytogenes, tal y como se muestra en la Figura 2.

Figure 2. Inactivación de L. monocytogenes después de procesado HPP (600 MPa/87.000 psi durante 5 min) en dos tipos diferentes de jamón curado, cony sin nisina (Hereu et al., 2012).

Figure 2. Inactivación de L. monocytogenes después de procesado HPP (600 MPa/87.000 psi durante 5 min) en dos tipos diferentes de jamón curado, cony sin nisina (Hereu et al., 2012).

Otros estudios muestran que L. monocytogenes y Salmonella spp pueden ser controladas de forma efectiva durante al menos 90 días, combinando HPP (600 MPa /87.000 psi durante 5 minutos) y añadiendo 800 UA/g de nisina en jamón cocido (pH = 6,28, aw = 0,98). Sin un tratamiento con HPP los patógenos podrían sobrevivir, incluso bajo condiciones de refrigeración (1 o 6 ºC) (Jofré et al., 2008).

Proceso natural de curado

Los nitratos y nitritos han sido cuestionados de un tiempo a esta parte, ya que en recientes investigaciones se les relaciona con el cáncer. El jamón curado, el bacon o las salchichas son algunos productos que sufren el proceso de curación y que requieren del uso de nitritos para evitar el crecimiento y la germinación de Clostridium. La adición de agentes de curado procedentes de fuentes naturales proporciona productos con la misma funcionalidad y una etiqueta más limpia, cumpliendo así con algunas de las afirmaciones de los alimentos HPP.

Recientemente, el USDA de EE.UU., aprobó el uso como fuente natural de nitritos, de cereza en polvo, sal de mar o zumo de remolacha, combinado con una fuente de ascorbato como la cereza en polvo. Los productos que usen estas sustancias y no empleen agentes de curación en sus productos, deben etiquetarse como “sin curar” y declarar en la etiqueta “No se agregan nitratos ni nitritos, excepto los que presentes naturalmente en el jugo de apio y la cereza en polvo”. Normalmente se requiere de cultivos iniciadores de LAB para convertir los nitratos a nitritos y hacerlos funcionales.

Los productos “no curados” como la gama Natural Choice® de Hormel Foods son el ejemplo perfecto de cómo las HPP trabajan sinérgicamente en este tipo de productos que se declaran libres de aditivos sintéticos y que ofrecen la misma calidad que los productos cárnicos curados tradicionalmente.

Figure 3. Salami no curado de Hormel Foods declarado libre de conservantes, pero con antimicrobianos naturales en su lugar

Figure 3. Salami no curado de Hormel Foods declarado libre de conservantes, pero con antimicrobianos naturales en su lugar (fuente: http://hormel.com/Brands/Hormel-Natural-Choice-Products-Deli-Meats-Wraps-Snacks-Bacon-Hams-Stacks-Pepperoni)

Bioconservación: proyecto BLAC HP

La extensión de la vida útil de los alimentos y la preservación de su seguridad alimentaria mediante el uso de conservantes o antimicrobianos naturales, ya sea de manera natural o alterando la microflora del alimento, ese  denomina bioconservación (Ananou et al., 2007). El potencial de producción de bacteriocinas de LAB para controlar el crecimiento indeseable de microorganismos en alimentos, ha sido ampliamente estudiado. No obstante, las principales limitaciones de este enfoque se basan en la variabilidad del crecimiento de LAB, la composición no homogénea de los alimentos y la dificultad para controlar la temperatura de almacenamiento.

El proyecto BLAC HP, en el cuál colaboró Hiperbaric junto con otros socios del ámbito industrial, tenía como objetivo desarrollar una nueva estrategia de “conservación” de los productos cárnicos refrigerados, combinando HPP y bioconservación con LAB. Gracias a la tolerancia a la presión de algunas bacterias acido-lácticas, se espera que este uso combinado consiga controlar los patógenos formadores de esporas sin la adición de conservantes químicos como los nitritos.

Los investigadores desarrollaron en el marco de este proyecto un procedimiento de selección de cultivos LAB para su uso combinado con las HPP, y poder controlar la formación de esporas en jamón cocido (Ramaroson et al., 2018). Se esperan resultados más prometedores en los próximos meses. Sin ir más lejos, los días 25 y 26 de febrero de 2019 Hiperbaric ha organizado en sus instalaciones una reunión para discutir las principales conclusiones del proyecto.En el siguiente vídeo se recogen algunos de los principales momentos de su visita.

Si quieres saber más sobre cómo las HPP pueden mejorar la seguridad y vida útil de tus productos, no dudes en contactar con Hiperbaric, el proveedor líder mundial de equipos de procesado por alta presión para la industria alimentaria.

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