Aplicación de pulsos eléctricos sobre alimentos envasados

Concha BoschBy Concha Bosch 2 años ago
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El consumidor reclama alimentos de alta calidad y disponibilidad nutricional, además de seguros desde el punto de vista microbiológico. Por su parte, la industria alimentaria requiere tratamientos eficaces. El proyecto NOVAPACK en el que han participado Grupo Riberebro, Gvtarra y AINIA Centro Tecnológico se ha centrado en desarrollar nuevos materiales de envase sobre los que poder aplicar la tecnología de pulsos eléctricos a verduras y hortalizas envasadas, tratando así de atender los requerimientos del consumidor y la industria alimentaria

La innovación tecnológica en la industria alimentaria ha proporcionado las herramientas necesarias para satisfacer las demandas del consumidor que reclama alimentos con una elevada calidad y disponibilidad nutricional y, además, seguros desde el punto de vista microbiológico.

El método de conservación de alimentos más empleado se basa en tratamientos térmicos consistentes en someter al alimento a temperaturas entre 60º y 100ºC durante un corto periodo de tiempo.

A día de hoy, los tratamientos térmicos son los más adecuados para garantizar la seguridad alimentaria, ya que consiguen disminuir considerablemente la flora microbiana. Aún así, la industria alimentaria está explorando otras vías de conservación que pudieran suponer alguna ventaja adicional, como pudiera ser una mayor velocidad en el tratamiento o alguna mejora en las variaciones organolépticas (textura, sabor…) que los tratamientos ocasionan sobre los alimentos.

Tratamientos más rápidos

Entre las tecnologías de conservación alternativas basadas en tratamientos no térmicos disponibles hoy en día destaca la aplicación de pulsos eléctricos. Ésta consiste en la aplicación intermitente de campos eléctricos, generalmente de alta intensidad (1–40 kV/cm) y corta duración (μs) a un alimento colocado entre dos electrodos. Estos tratamientos producen el fenómeno conocido como electroporación, que resulta en la permeabilización transitoria o permanente de las membranas celulares.

La tecnología de pulsos eléctricos es muy atractiva debido a que presenta tiempos cortos de tratamiento y minimiza los cambios organolépticos ocasionados por tratamientos más severos. El mecanismo de actuación de los pulsos eléctricos es que provocan la aparición de poros sobre la membrana citoplasmática de las células (electroporación) y esto puede tener aplicaciones para la extracción de componentes o derivar en la muerte de los microorganismos. Ahora bien, para conseguir la inactivación microbiana se requiere de la aplicación de pulsos eléctricos de alta intensidad (PEAI) (del orden de 20-40 kV/cm) que resulten en la formación irreversible de poros. Este requerimiento ha hecho que la efectividad de los PEAIs haya podido ser comprobada experimentalmente sólo en alimentos líquidos (zumos, leche, purés).

Limitaciones en alimentos sólidos

Pese a que la inactivación microbiana por PEAIs no ha sido aplicada con éxito sobre alimentos sólidos – principalmente por las limitaciones en los dispositivos experimentales – sí que se han llevado a cabo tratamientos de pulsos eléctricos sobre alimentos sólidos. En este caso se limitan a procesos de extracción de componentes (por ejemplo, nutrientes, compuestos fenólicos…), a facilitar el procesado de los alimentos sólidos (por ejemplo, facilitar el pelado de tomates, acondicionar las patatas para su pelado, corte y fritura…) o para mejorar la eficiencia en procesos de deshidratación de frutas y verduras (extensión de vida útil). En estos casos, se aplican pulsos eléctricos de menor intensidad que dan lugar a la generación de poros en las membranas celulares y que favorecen los fenómenos de extracción o deshidratación.

La aplicación de pulsos eléctricos para la conservación de alimentos se considera una tecnología emergente, y como tal, todavía no ha sido implementada a escala industrial. Las principales limitaciones que presenta están relacionadas con las altas intensidades de tratamiento necesarias para alcanzar la inactivación microbiana efectiva (>20 kV/cm) y a los problemas técnicos derivados de su aplicación en productos sólidos (elevada potencia eléctrica requerida, dificultad de escalado en continuo, etc.). Así mismo, se requiere de avances en los dispositivos de tratamiento de modo que se permita un mayor flujo de producto (cantidades de producto tratado mayores) y se eviten migraciones desde los electrodos hacia los alimentos.

Además, la efectividad de la inactivación microbiana mediante PEAIs depende de gran cantidad de factores relacionados con el alimento como son su pH, o la elevada variabilidad en la resistencia entre cepas de la misma especie patógena. Es por ello, que la aplicación comercial de esta tecnología de conservación exige la realización de un estudio individualizado que garantice la seguridad del alimento tratado comparándolo con el tratamiento térmico equivalente.

Nuevos materiales y envases para verduras y hortalizas

Una de las limitaciones de la tecnología de PEAIs para su implementación industrial viene dada por las cámaras de tratamiento, la necesidad de evitar flujo desde los electrodos hacia el producto y de diseñar cámaras de tratamiento que garanticen la homogeneidad del procesado. En este sentido, los estudios realizados se han llevado a cabo, principalmente, sobre alimentos líquidos que se pasan de manera continua a través de tuberías de pequeño diámetro, en celdas especiales de mayor diámetro para productos sólidos, pero en ningún caso se han llegado a realizar estudios sobre productos envasados.

El proyecto NOVAPACK en el que han participado Grupo Riberebro, Gvtarra y AINIA Centro Tecnológico, y el cual ha estado financiado por el Ministerio de Economía, Industria y Competitividad a través del programa Retos de Colaboración (2014-1017) ha perseguido efectivamente este objetivo, diseñar nuevos materiales de envase y envases sobre los cuales conseguir tratar mediante PEAIs verduras y hortalizas envasadas. El hecho de envasar el alimento como paso previo a la aplicación del tratamiento permite contener el riesgo de contaminación del alimento por contacto con los electrodos y, además, a través del diseño de los envases podría ser posible conseguir aplicar de forma más homogénea el tratamiento.

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