Leche HPP: procesado por altas presiones en la industria láctea

La leche y los productos lácteos son una fuente extraordinaria de proteínas, vitaminas y minerales. Estos productos se han consumido frescos tradicionalmente, lo que ha provocado numerosos brotes de enfermedades y pérdidas comerciales. La pasteurización térmica mejoró enormemente la vida útil y la seguridad alimentaria de estos productos, pero también afectó negativamente a sus características organolépticas. Desde el siglo XIX, las altas presiones se posicionaron como una alternativa válida a la pasteurización térmica para la inactivación de microorganismos y patógenos, a la vez que mantienen el sabor, el color y la textura de los productos lácteos HPP.

Fue en 1899 cuando la idea de aplicar altas presiones a los alimentos se cruzó por la mente de Bert Holmes Hite, la leche fue el producto elegido. El rápido deterioro y los brotes recurrentes relacionados con la presencia de patógenos en productos frescos y pasteurizados térmicamente fue lo que probablemente llevó al investigador de la Universidad de West Virginia (EE.UU.) a iniciar sus estudios.

Curiosamente, ya había comenzado la búsqueda de alternativas para conservar el color y el sabor de este delicado producto y, con ello, evitar los efectos secundarios de la incipiente esterilización térmica en la leche. Los resultados de este primer estudio sobre los efectos de las altas presiones en alimentos no serían sorprendentes en nuestros días, pero sí en aquel entonces: la vida útil incrementó varios días gracias a la inactivación microbiana.

Imagen 1. Portada del artículo de Hite donde describe el efecto de las altas presiones para la conservación de la leche y el primer equipo HPP utilizado para la presurización de las muestras de leche (Hite, 1899)

Imagen 1. Portada del artículo de Hite donde describe el efecto de las altas presiones para la conservación de la leche y el primer equipo HPP utilizado para la presurización de las muestras de leche (Hite, 1899)

La investigación sobre las altas presiones continuó incesantemente, pero las limitaciones técnicas impidieron su implementación industrial hasta el inicio de los años 90, cuando los equipos HPP alcanzaron los niveles de fiabilidad y productividad requeridos. Desde entonces, muchos productos HPP entraron en el mercado, incluyendo los lácteos. Sigue leyendo para conocer más sobre los productos lácteos HPP más prometedores.

¿Quién se beneficia de las HPP en la industria láctea?

La inactivación de microorganismos y patógenos con cambios mínimos en sus propiedades sensoriales abren un amplio rango de oportunidades para los fabricantes lácteos. La empresa mexicana Villa de Patos se aprovechó rápidamente de ello, lanzando la primera leche HPP del mundo. Ellos mantenían que era fresca y consiguieron un aumento de la vida útil en refrigeración.

Años después, la New South Wales Food Authority aprobó la comercialización de leche HPP en Australia. La empresa Made by cow desarrolló un proceso seguro para la producción de leche no homogeneizada sin aplicar calor. El color amarillento y la textura cremosa de la leche de vaca original de Jersey camuflan los ligeros cambios visuales que el procesado HPP podría provocar. Las altas presiones provocan la rotura coloidal debido a la separación de las micelas de las caseínas en submicelas (Huppertz et al. 2006). Estas submicelas se agrupan en grandes clusters, lo que permite el paso de la luz a través de la leche. La luz se refleja en la grasa, elemento que da a la leche su apariencia amarillenta y que contiene los caratenoides (Chawla et al. 2011).

Imagen 2. Leche HPP de Villa de Patos (izquierda) y de Made by cow (derecha) comercializadas en México y en el estado New South Wales (Australia)

Imagen 2. Leche HPP de Villa de Patos (izquierda) y de Made by cow (derecha) comercializadas en México y en el estado New South Wales (Australia)

La tecnología HPP no solo inactiva los micoorganismos causantes del deterioro para extender la vida útil de la leche, sino que también inactiva patógenos (> 5 log CFU/ml), garantizando la seguridad alimentaria (Figura 1). Sin embargo, el pH neutro (entre 6,5 y 6,7) y el alto valor nutricional de la leche hace posible la recuperación de las bacterias dañadas, por lo que se requieren más investigaciones para garantizar la seguridad de la leche HPP y superar los temas regulatorios relacionados con el etiquetado.

Figura 1. Inactivación de microorganismos responsables del deterioro (A) y patógenos (B) en leche fresca de vaca tras el procesado HPP (Stratakos et al. 2019)

Figura 1. Inactivación de microorganismos responsables del deterioro (A) y patógenos (B) en leche fresca de vaca tras el procesado HPP (Stratakos et al. 2019)

Los productores de yogur también se pueden beneficiar de las altas presiones. Por ejemplo, procesando la leche antes de su fermentación mejora la viscosidad final del yogur y reduce la sinéresis. Esto se debe a la desnaturalización de la proteína del suero de leche y a la separación de las micelas (Harte et al. 2003).

La aplicación de altas presiones al yogur después de la fermentación tiene otras ventajas en términos de extensión de su vida útil. No obstante, se requiere del uso de cultivos iniciadores de la fermentación que resisten la presión para asegurar su viabilidad tras el procesado. Algunas regulaciones exigen una concentración final de cultivos iniciadores de al menos 108 CFU/g para considerar como yogur el producto resultante de la fermentación.

Fonterra Co-operative Group desarrolló un proceso para la fabricación de yogur que incluye el uso de cultivos iniciadores seleccionados resistentes a la presión (patente US7854950B2). El uso de estos cultivos asegura la viabilidad después del procesado por altas presiones y extiende la vida útil del yogur debido a la inactivación de microorganismos responsables del deterioro (Figura 2).

Figura 2. Inactivación de moho y cultivos iniciadores en yogur según el aumento de presión. Fuente: Fonterra Co-operative Group, Ltd.

Figura 2. Inactivación de moho y cultivos iniciadores en yogur según el aumento de presión. Fuente: Fonterra Co-operative Group, Ltd.

La alteración de las proteínas causada por las altas presiones en los componentes de la leche no afecta a la funcionalidad de las moléculas bioactivas. Esto ofrece la oportunidad de desarrollar productos funcionales que no serían posibles mediante el uso de los métodos de conservación tradicionales, como la pasteurización térmica. El calostro es la primera forma de leche producida por los mamíferos en el inicio de la etapa de lactancia. Su alto nivel nutricional se debe a la elevada concentración de inmunoglobulinas, que son extremadamente sensibles al calor. La tecnología HPP conserva la funcionalidad de estos anticuerpos al mantener su estructura. New Image Group lanzó junto a Fonterra el primer calostro HPP, asegurando su elevado contenido en inmunoglobulinas (Figura 3).

Figure 3. Calostro HPP desarrollado por New Image Group en colaboración con Fonterra (izquierda) y retención de inmunoglobulinas en comparación con la pasteurización térmica (derecha)

Figura 3. Calostro HPP desarrollado por New Image Group en colaboración con Fonterra (izquierda) y retención de inmunoglobulinas en comparación con la pasteurización térmica (derecha)

Las HPP también se hacen un hueco en otros productos más habituales, como el queso fresco o la mozzarella. Su elevada actividad de agua hace que estos productos sean especialmente perecederos. Debido a que las HPP son aplicadas a productos ya envasados, los microorganismos causantes del deterioro son inactivados. Por ejemplo, Lactococcus sp y hongos fueron inactivados por debajo del límite de detección (102 CFU/g) en queso fresco procesado a 600 MPa durante 5 minutos (Daryaei et al. 2008). L. monocytogenes también puede controlarse de forma efectiva en queso fresco, con reducciones por debajo del límite de detección (0.91 log CFU/g) a 600 MPa (Tomasula et al. 2014). Snacks de queso semicurado y de queso suave son productos de conveniencia populares que ya se benefician de las HPP (Imagen 3).

Imagen 3. Ejemplos de snacks de queso suave y queso semicurado comercializados en el pasado.

Imagen 3. Ejemplos de snacks de queso suave y queso semicurado comercializados en el pasado.

Las altas presiones también extienden la vida útil de quesos regionales con características organolépticas muy específicas y delicadas, atributos que les confieren un valor añadido extra, como es el caso de “Torta del Casar”: un queso español hecho a base de leche de oveja. Los microorganismos causantes del deterioro son inactivados y la proteólisis eliminada. Como consecuencia, el pH permanece estable durante la vida útil y se evita el amargor del producto (Delgado-Martínez et al. 2019).

Una alternativa popular que está ganando relevancia en los últimos años son los smoothies de frutas que incluyen yogur en su formulación. Las HPP conservan el sabor y los vibrantes colores de la fruta, al mismo tiempo que inactivan los microorganismos y los patógenos. Estos productos son una excelente opción para incluir en nuestra dieta todas las vitaminas y antioxidantes de la fruta y las proteínas y minerales del yogur (Imagen 4).

Imagen 4. Smoothies de frutas HPP con yogur como uno de sus principales ingredientes.

Imagen 4. Smoothies de frutas HPP con yogur como uno de sus principales ingredientes.

Leche HPP, Limitaciones de las altas presiones en la industria láctea

A pesar de las numerosas y potenciales aplicaciones del procesado por altas presiones en la industria láctea, se estima que solo el 2% de los equipos HPP en el mundo se destinan al procesado de productos lácteos HPP. Varios factores pueden estar detrás de esta implementación limitada.

La leche y el resto de productos lácteos tienen restricciones muy estrictas en todo el mundo, lo que en ocasiones limita la capacidad de innovación de los productores. Según la FAO, “leche cruda” se define como “leche que no se ha calentado por encima de 40ºC o que no haya sido procesada por cualquier otro tratamiento con un efecto similar”. En la Unión Europea, la tecnología HPP se considera un proceso con un efecto en los microorganismos similar a la pasteurización térmica. La guía para la implementación de la normativa Regulation (EC) No 852/2004 indica claramente que “las HPP para la descontaminación debe considerarse como procesada”. Por este motivo, etiquetar o nombrar la leche HPP como “fresca” o “cruda” parece complicado en el mercado europeo. No obstante, la leche HPP mantiene sus atributos frescos, como ocurre con el zumo HPP.

En Estados Unidos la comercialización de leche solo es posible si se aplica un tratamiento similar a la pasteurización térmica, lo que implica una reducción de 5 log CFU/ml de Coxiella brunetii. A día de hoy no hay ningún artículo científico que demuestre el efecto letal de las HPP en la leche contra C. brunetii.

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