Aplicación de APH, en el desarrollo de una bebida de nuez

Francisco José Delgado, Juan Ramón Sánchez, Teresa Hernández y Rosario Ramírez. Instituto Tecnológico Agroalimentario de Extremadura (INTAEX). Centro de Investigaciones Científicas y Tecnológicas de Extremadura (CICYTEX). Gobierno de Extremadura

El tratamiento térmico es el método tradicionalmente más utilizado para la conservación de alimentos. Aunque esta tecnología es efectiva y económica, en muchos casos produce pérdidas importantes en la calidad de los alimentos. Su principal inconveniente radica en su inespecificidad; el calor además de destruir microorganismos afecta al valor nutritivo y a las propiedades sensoriales de los alimentos.

El consumidor es cada vez más exigente con la calidad de los productos que adquiere. A la hora de elegir, prima que el producto tenga una alta calidad nutritiva y sensorial, y se persigue reducir la presencia de aditivos. En el fondo, se buscan soluciones al problema de un consumidor escaso en tiempo pero exigente en la búsqueda de alimentos saludables, seguros, cómodos, apetitosos y económicos. Esta demanda es la desencadenante en los últimos años del desarrollo de los procesos “no térmicos” en la industria alimentaria, como las altas presiones hidrostáticas, ultrasonidos, pulsos eléctricos, irradiación, etc.

Garantía de seguridad alimentaria

Entre las consideradas como tecnologías emergentes para el procesado de alimentos y bebidas, entre ellos los lácteos, el tratamiento de altas presiones hidrostáticas (APH) se evidencia como la alternativa más exitosa en su aplicación industrial. La APH permite aumentar la seguridad alimentaria del producto afectando mínimamente sus propiedades sensoriales y funcionales. La aplicación de esta técnica consiste en someter al alimento a elevados niveles de presión hidrostática, entre 400 y 700 MPa, continuadamente durante tiempos relativamente cortos a temperatura de refrigeración o ambiente.

Con tratamientos de APH se pueden obtener hasta cinco reducciones decimales en los microorganismos que causan el deterioro de alimentos así como en patógenos tales como Listeria monocytogenes o Salmonella, entre otros

El efecto “pasteurizado” no térmico de las altas presiones en los alimentos es conocido desde el siglo XIX, pero hasta los años 90 no se desarrollaron los primeros productos mediante la utilización de esta técnica. Es desde el año 2000, cuando el estado de la técnica ha permitido implementar esta tecnología de forma exitosa en todo tipo de industrias alimentarias alrededor del mundo.

En las últimas dos décadas, se han establecido importantes programas de investigación sobre esta tecnología en Europa, Japón, Estados Unidos y América Latina. Sus resultados han demostrado que con tratamientos de APH se pueden obtener hasta cinco reducciones decimales en los microorganismos que causan el deterioro de alimentos así como en patógenos tales como Listeria monocytogenes, Vibrio parahaemolyticus, Salmonella typhimurium, S. enteritidis y Staphylococcus aureus.

En general, en las aplicaciones comerciales se utiliza un rango de presiones que oscila entre 300 y 700 MPa durante 3-5 minutos a temperatura ambiente o preferiblemente de refrigeración.

El efecto de la APH, a diferencia de lo que ocurre en los procesos térmicos y otras tecnologías de conservación, es casi instantáneo y uniforme en todo el alimento. Por ende, el diseño del proceso es independiente de la geometría y tamaño del producto, así como del equipo de tratamiento, por lo que el escalado a nivel comercial de los efectos observados en unidades de laboratorio y planta piloto es extremadamente simple.

Principio de funcionamiento

Los equipos de alta presión hidrostática empleados en la industria de alimentos están formados, fundamentalmente, por una cámara de presurización (cilíndrica de acero de elevada resistencia), un generador de la presión (generalmente un sistema de bombeo constituido por una bomba hidráulica y un sistema multiplicador de presión) y un sistema de control de temperatura. Por lo general estos equipos tienen un funcionamiento discontinuo.

El procesado mediante APH proporciona una manera de mantener la calidad y frescura de los alimentos sin necesidad de utilizar conservantes químicos o elevadas temperaturas

En los equipos de alta presión discontinua, los alimentos (líquidos o sólidos) envasados con material flexible se colocan en el interior de la cámara de presurización. El sistema de bombeo va sustituyendo el aire de la cámara por el fluido de presurización hasta su total llenado. Una vez alcanzada la presión deseada, una válvula que cierra el circuito permitirá mantener la presión durante el tiempo estipulado necesario para que el tratamiento sea correcto, y pasar finalmente a la descompresión sin necesidad de un aporte adicional de energía.

El fluido transmisor de la presión suele ser agua, de ahí el nombre de alta presión hidrostática, pues es el único permitido a nivel industrial

El proceso es muy sencillo, consiste en inyectar agua en un cilindro de acero mediante potentes bombas, de modo que introduce en el interior del tanque más volumen del que entraría de forma normal. De este modo, se alcanzan presiones similares o superiores a las que encontraríamos en la fosa más profunda del océano. Estas condiciones de presión son letales para los microorganismos. Sin embargo, la presión altera de forma mínima las propiedades nutricionales, la textura, el color y sabor de los alimentos en comparación con el efecto que tienen las tecnologías térmicas.

Aplicación en alimentos líquidos y sólidos

El tratamiento de alta presión puede ser aplicado tanto a alimentos líquidos como a sólidos con altos contenidos en humedad, y por lo general, se aplican una vez envasado el alimento en su envase final, otra gran ventaja, pues de este modo, los alimentos pueden ser pasteurizados después de ser cortados o envasados, evitando así el riesgo de contaminación en el entorno de la fabricación. Se emplean envases con el suficiente grado de flexibilidad y elasticidad (plásticos) para recobrar el volumen inicial tras la compresión y así prevenir deformaciones irreversibles.

El procesado mediante altas presiones ofrece también varias posibilidades de mejora en el sector de lácteos en aspectos como la seguridad, funcionalidad y posibilidades de exportación e innovación de productos. Los rellenos de sándwich, con base de queso o mayonesa, pueden procesarse para mejorar considerablemente la vida útil manteniendo la calidad.

El procesado por alta presión de queso fresco puede mejorar la maduración (frenándola o acelerándola) y aumentar la vida útil del producto de una forma importante. Este tratamiento es además una interesante opción para preservar la funcionalidad de los componentes bioactivos (inmunoglobulinas, lactoferrinas, vitaminas) presentes en el calostro.

Efectividad de la APH en una bebida de nuez

El tratamiento de altas presiones hidrostáticas para la estabilización de alimentos líquidos, también ha resultado ser muy efectivo en el caso de bebidas vegetales con carácter funcional, como una bebida de nuez desarrollada por investigadores del Instituto Tecnológico Agroalimentario de Extremadura (Intaex).

Desde un punto de vista microbiológico, en las bebidas de nuez sometidas al tratamiento de APH no se detectaron microorganismos patógenos. Además, la población fúngica se redujo a niveles inferiores al nivel de detección

Por la naturaleza de las materias primas con las que se elabora dicha bebida, ésta cuenta con un excelente perfil nutricional en el que destaca un elevado contenido en ácidos grasos poliinsaturados omega 3 y omega 6, minerales, fibra, aminoácidos de alto valor biológico y moléculas activas con alto poder antioxidante como los polifenoles, la melatonina y la serotonina.

Los ácidos grasos más abundantes en la nuez son el ácido linoleico, oleico y linolénico, por este orden, y en menor medida el palmítico.

El alto nivel de ácidos grasos mono y poliinsaturados, así como el bajo contenido en ácidos grasos saturados, hace que la grasa de las nueces resulte altamente recomendable en la dieta. Las nueces también son ricas en minerales, destacando la concentración de magnesio, potasio y calcio, por lo que pueden ser un importante aporte de minerales de alto valor. Otro compuesto de gran interés, al que debe la nuez su gran potencial como alimento funcional, es la melatonina. Ésta es una hormona secretada por la glándula pineal de nuestro cerebro y está relacionada con los ritmos circadianos que afectan a los ciclos de regulación del sueño. Existen numerosas evidencias científicas que demuestran que la administración exógena de esta hormona podría tener varios efectos beneficiosos para la salud debido a su gran capacidad antioxidante, de manera que sería un compuesto altamente efectivo como agente antienvejecimiento, agente oncostático, para la estimulación del sistema inmune y para promover una mayor calidad del sueño.

Uno de los retos que se planteaban a la hora de desarrollar este producto, era mantener la excelente calidad nutricional inicial de la bebida y que fuera microbiológicamente estable durante un tiempo suficiente para asegurar su comercialización. Para ello se optimizó el tratamiento de APH, aplicando diferentes combinaciones de presión y tiempo de procesado y se comparó con un tratamiento térmico equivalente.

Desde un punto de vista microbiológico, en las bebidas sometidas al tratamiento de APH no se detectaron microorganismos patógenos como Salmonella ni Listeria monocytogenes. En cuanto a la evolución de microorganismos alterantes, en algunos casos, como en el de los mohos y levaduras, tras la aplicación de los tratamientos de APH, la población fúngica se redujo a niveles inferiores al de detección, manteniéndose en estos niveles durante varias semanas. Por tanto, según los resultados obtenidos, el tratamiento APH fue muy efectivo a nivel microbiológico y además a nivel sensorial no alteraron las propiedades organolépticas, ni tampoco los valores nutricionales de la bebida.

Otro aspecto interesante a tener en cuenta es que el tratamiento de APH parece tener un efecto de homogenización del producto ya que mejoró considerablemente la estabilidad en la emulsión. Por tanto, el tratamiento de alta presión hidrostática sería muy adecuado para la conservación de la excelente calidad inicial de la bebida de nueces.