Barreras Multiples

Tecnología de Barreras

1. Introducción

La estabilidad y seguridad microbiana de la mayoría de los alimentos se basa en la combinación de varios factores (obstáculos), que no deberían ser vencidos por los microorganismos. Esto es ilustrado por el llamado “efecto barrera”, que es de fundamental importancia para la preservación de alimentos dado que las barreras en un producto estable controlan los procesos de deterioro, intoxicación y fermentación no deseados. Además, el concepto de barrera ilustra el hecho de que las complejas interacciones entre temperatura, actividad de agua, pH, potencial redox, etc., son significativas para la estabilidad microbiana de los alimentos. La tecnología de barreras (o tecnología de obstáculos o métodos combinados), permite mejoras en la seguridad y calidad, así como en las propiedades económicas (esto es, cuánta agua en un producto es compatible con su estabilidad) de los alimentos, mediante una combinación inteligente de obstáculos que aseguran la estabilidad y seguridad microbiana, así como propiedades nutritivas y económicas satisfactorias.

Consumidor

La calidad del producto debe satisfacer al consumidor, ya que esto hace o deshace a los productos y a sus tecnologías. La diversidad de productos en el mercado hace que los consumidores sean cada vez más exigentes en cuanto a la calidad de los productos. La tendencia es hacia el procesado mínimo de alimentos, es decir más naturales, que conservan más sus propiedades organolépticas, nutrientes, color,, textura, olor y sabor característicos. Otra tendencia de los mercados es hacia los productos ready-to-eat o productos listos para el consumo. Ambas tendencias requieren de tecnologías como ésta para preservar las cualidades mencionadas y ser a la vez un alimento inocuo y seguro para su consumo.

Abuso Razonable

Casi con una certeza matemática, el producto sufrirá condiciones abusivas en algún punto de la producción, distribución, display en minoristas, etcétera. Mas allá de que esto ocurra o no, el diseño del producto debe hacerse de tal manera que pueda soportarlo y, en el peor de los casos, debería mostrar señales visibles de deterioro antes del posible desarrollo de microorganismos patógenos. Por lo tanto es recomendado el uso de métodos de preservación combinados (conocidos también como métodos de preservación con barreras o vallas) cuando se formulan nuevos productos. En cuanto a lo que el término “abuso razonable” se refiere, depende de lo que se considera como “riesgo aceptable”. Por ejemplo, en alimentos enlatados poco ácidos, esto se traduce como el desarrollo de un caso de botulismo en 2.6 x 1011 latas producidas, esto es un riesgo aceptable.

Seguridad

Seguridad no es un término absoluto. Es un entendimiento y apreciación de las muchas maneras en las que un alimento puede tornarse peligroso para la salud, y las medidas especiales que se toman para evitar que tales probabilidades ocurran. Aún tecnologías bien establecidas tienen sus pequeños, pero definidos riesgos potenciales.

Calidad vs Precio

Un factor más que importante en el desarrollo de un producto alimenticio es el costo del mismo. El uso de tecnología significa invertir, requiere equipos, mano de obra especializada, controles (HACCP), etc. Sin embargo, la inversión en tecnología generalmente aumenta la rentabilidad a largo plazo, le da al producto mayor valor agregado, mayor seguridad bacteriológica y una mayor calidad, que en definitiva es lo que el consumidor busca.

2. Ejemplos del “efecto barrera”

A cada alimento estable y seguro le es inherente una cierta serie de barreras que difieren en calidad e intensidad según el producto particular. Las barreras deben mantener bajo control la población “normal” de microorganismos en el alimento. Los microorganismos presentes en el producto, no deberían poder vencer (“saltar”) las barreras; de otro modo, el alimento se alterará. Este concepto se ilustra en la figura 1. En el ejemplo 1) el alimento contiene 6 barreras: alta temperatura durante el proceso (valor F), baja temperatura durante el almacenamiento (valor t), actividad de agua (aw), acidez (pH), potencial redox (Eh) y conservantes (pres.). Los microorganismos presentes no pueden vencer las barreras y así, el alimento es microbiológicamente estable y seguro. Este ejemplo es solo un caso teórico, ya que todas las barreras son de la misma estatura (igual efectividad) y esto raramente ocurre.

En el ejemplo 2) se ve una situación más probable, ya que la estabilidad microbiológica del producto se basa en barreras de distinta intensidad. Las principales barreras son la aw y los conservantes, otras barreras de menor importancia son la temperatura de almacenamiento, el pH y el Eh; estas 5 barreras son suficientes para inhibir el numero y tipo de microorganismos usualmente asociados a dicho producto.

En el ejemplo 3) hay pocos microorganismos desde el comienzo por lo que se precisan pocas barreras o bien barreras bajas para la estabilidad del producto. El envasado aséptico de alimentos perecederos se basa en este principio.

El ejemplo 4) debido a malas condiciones higiénicas inicialmente hay presentes demasiados microorganismos indeseados y las barreras no pueden prevenir el deterioro o envenenamiento del producto.

El ejemplo 5) ilustra un alimento rico en nutrientes y vitaminas que promueven el crecimiento de microorganismos por lo que las barreras deben ser realzadas, de otro modo serán vencidas.

El ejemplo 6) muestra el comportamiento de organismos dañados subletalmente en el alimento. Si por ej., esporas bacterianas en productos cárnicos son dañadas subletalmente por calentamiento, entonces a las células vegetativas derivadas de dichas esporas les falta vitalidad y por lo tanto son inhibidas por unas pocas barreras o barreras de menor intensidad.

En el ejemplo 7) se ilustra un proceso de maduración en el cual la estabilidad microbiana se logra mediante una secuencia de barreras que son importantes en distintas etapas del proceso y llevan a un producto final estable. En etapas tempranas del proceso de maduración de salame, las barreras importantes son la sal y los nitritos, que inhiben muchas de las bacterias presentes. Otras bacterias se multiplican, consumen oxigeno y así causan una disminución del potencial redox del producto. Esto, a su vez, aumenta la barrera Eh, lo que inhibe organismos aerobios y favorece el crecimiento de bacterias ácido lácticas, que son la flora competitiva, lo que causa acidificación del producto y así un incremento de la barrera de pH. En salame con larga medicaron la barrera de nitrito se ve debilitada y el recuento de bacterias ácido lácticas disminuye, mientras que el Eh y pH aumenta otra vez. Todas las barreras se vuelven débiles durante un proceso de maduración largo. Solo la actividad agua se refuerza con el tiempo y es la principal responsable de la larga estabilidad de salchichas crudas de larga maduración.

Fig. 1: Diferentes ejemplos de métodos combinados de proceso

3. Homeóstasis y Tecnología de Barreras

Un fenómeno importante que merece atención en la preservación de alimentos es la homeóstasis de los microorganismos, que es la tendencia a la uniformidad o estabilidad en su condición normal (equilibrio interno). Si la homeostasis es interrumpida por factores de conservación (barreras), los microorganismos no se multiplicarán (permanecerán en la fase lag) o incluso morirán antes de que su homeostasis se reestablezca. Así, se puede lograr la preservación de alimentos interrumpiendo la homeostasis de los microorganismos en forma temporaria o permanente. Existe la posibilidad de que distintas barreras no solo tengan efectos en la estabilidad (aditivos) sino que también actúen sinérgicamente (ver ejemplo 8 en la figura 1).

El efecto sinérgico se puede lograr si las barreras tienen impacto en distintas partes de la célula (membrana, ADN, sistemas enzimáticos, pH, aw, Eh) afectando así la homeostasis de los microorganismos en varios sentidos. En términos prácticos, esto significa que es más efectivo usar distintos conservantes en cantidades pequeñas que solo un conservante en cantidades mayores, ya que distintos conservantes podrían tener impacto en distintos puntos de la célula bacteriana, y así actuar sinérgicamente.

Barreras de Calidad y Seguridad

Las barreras más importantes comúnmente usadas en la conservación de alimentos, ya sean aplicadas como barreras de proceso o como aditivos, son:

l altas temperaturas (valor F)

l bajas temperaturas (valor t)

l actividad de agua

l acidez

l potencial redox

l microorganismos competitivos(por ejemplo, bacterias ácido lácticas)

l conservantes (nitrito, sorbato, sulfito).

De todos modos, han sido identificadas más de 40 barreras de uso potencial para alimentos de origen animal o vegetal, que mejoran la estabilidad y/o calidad de dichos productos, incluyendo:

l Alta o baja tensión de oxigeno

l Atmósfera modificada ( CO2, N2, O2)

l Alta o baja presión

l radiación (UV, microondas, irradiación)

l Calentamiento Ohmico

l Pulsaciones de campos eléctricos

l Ultrasonido

l nuevos envases

l micro estructura de los alimentos (fermentación en estado sólido, emulsiones)

l varios conservantes.

Calidad Total de los Alimentos

Indudablemente la tecnología de barreras no se aplica solamente a la seguridad sino también a los aspectos de calidad. Las distintas barreras

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