La demanda de productos mínimamente procesados en fresco (MPF), también denominados comercialmente de la IV Gama, es creciente tanto en los mercados internacionales como nacionales. El consumidor espera obtener un producto de fácil y de rápido consumo, con una alta calidad nutricional, sensorial y microbiológica. Estos productos MPF deben ser seguros y, para ello, es necesario emplear agentes desinfectantes en la etapa de lavado. Desde hace décadas, el cloro se ha usado como principal agente desinfectante. Sin embargo, algunos estudios indican que no siempre destruye la microflora. Además, organizaciones de la salud y del medio ambiente han expresado su preocupación por su empleo debido a la formación de residuos químicos en el agua de proceso que recaen en el medio ambiente, o por generar compuestos perjudiciales para la salud como trihalometanos (THM) y cloraminas considerados tóxicos para el hígado y el riñón (GRAHAM, 1997). Surge así el interés por otras técnicas sostenibles y emergentes de desinfección que puedan reemplazar al cloro, proporcionando otros beneficios como sucede con el ozono, radiaciones ionizantes o no, antimicrobianos naturales, bacteriocinas, tratamientos térmicos, salas blancas, y otros que se revisan seguidamente.

 

Ozono (O3)

Es un oxígeno triatómico con un potente efecto oxidante. En 1997, en EE UU un panel de expertos revisó la seguridad y potencialidad del O3 para la industria alimentaria y lo consideró un agente reconocido como seguro (GRAS) para las aplicaciones en contacto con los alimentos (USDA, 1997). La ventaja más importante de este gas es su espectro más amplio frente a los microorganismos que el cloro (KRADRE et al., 2001).

La aplicación de O3 reduce la flora microbiana en la superficie de los alimentos ya que su descomposición en la fase acuosa del alimento es rápida y su acción antimicrobiana tiene muy escaso poder de penetración (ACHEN, 2000). La inactivación de microrganismos por el O3 es un proceso complejo dado que afecta a numerosos constituyentes celulares: proteínas, lípidos insaturados y enzimas respiratorias en las membranas celulares, péptidoglicanos en envolturas celulares, enzimas y ácidos nucléicos del citoplasma, proteínas y péptidoglicanos en cubiertas de esporas y cápsides de virus. Además, el O3 puede inactivar microorganismos al dañar su material genético.

La solubilidad del O3 depende de la temperatura, pureza y pH del medio. El mezclado, burbujeo o turbulencia aumenta el contacto con las burbujas y la solubilización en agua y, además, rompe los grupos de microorganismos (KIM et al., 1999). Ameur (2004) y Aguayo et al. (2007) encontraron que los lavados de escarola MPF con agua ozonizada (0,4 ppm) aplicados en duchas incrementaron el efecto microbicida del O3, frente a la inmersión directa del producto.

Una de las ventajas del O3, en especial, en regiones con escasez de agua es que este gas permite recircular y reutilizar el agua de lavado de frutas y hortalizas tras una filtración, al eliminar el color, olor y turbidez del agua tras reducir las cargas orgánicas (AGUAYO et al., 2005; RICE et al., 1982).

Se ha demostrado una mayor eficacia del O3 cuando los microorganismos se suspenden y tratan en agua pura (con baja demanda de O3) que en los sistemas complejos como los alimentos (KHADRE et al., 2001) donde se requiere mayor dosis de O3 para eliminarlos, ya que los constituyentes orgánicos del alimento reaccionan fácilmente con el O3 reduciendo su capacidad desinfectante. Singh et al. (2002) redujeron 1,47 log ufc g-1 de E. coli al lavar lechuga con una carga inicial de 7,8 log ufc g-1 en agua ozonizada (10 ppm) durante 5 min.

Pocos investigadores han estudiado la disminución de los conteos microbianos en productos vivos tras un periodo de conservación, donde las diferencias con el testigo pueden ser todavía más estrechas. Aguayo (2003) obtuvo con lavados ozonizados (3 min y 6,5 ppm) en melón Amarillo MPF, reducciones microbianas de 1,2; 0,2; 0,4 y 1,5 log ufc g-1 en la flora de mesófilos, psicrotrofos, levaduras y mohos, respectivamente. Asimismo, en tomate ?Thomas? procesado en cascos y conservado 10 días a 5ºC se logró una notable reducción frente al testigo con los lavados ozonizados (3 min y 3,8 ppm) de 1,9; 1,6 y 0,7 unidades log en los recuentos de mesófilos, psicrotrofos y levaduras, respectivamente.

Zhang et al. (2005) también redujeron en 1,69 log ufc g-1 la flora microbiana de apio MPF con tan sólo 0,18 ppm O3 en agua. Silveira et al. (2007a) lograron reducir en 1 unidad log el crecimiento de psicrotrofos al lavar melón Galia MPF en secciones con 150 ppm de NaOCl o 0,4 ppm de O3, combinados con el envasado en sala blanca. Por su parte, Selma et al. (2007) redujeron la población de Shigella sonnei en 1,8 unidades log cuando lavaron con agua ozonizada (5 ppm) durante 5 min lechuga MPF.

 

Irradiación

Consiste en exponer el producto a la exposición de radiaciones ionizantes (capaces de transformar moléculas y átomos en iones, quitando electrones) durante un cierto lapso, proporcional a la energía que el alimento absorba. Esta energía por unidad de masa del producto se define como dosis y su unidad es el Gy (la absorción de un J de energía por kg de masa irradiada). Esta técnica inhibe los microorganismos patógenos no esporulados. La aplicación de dosis bajas como 1 kGy, en apio procesado en fresco, redujo en 2 unidades log la población bacteriana de apio MPF, que mantuvo una mayor calidad nutricional (LU et al. 2004). Fan y Sokorai (2002) observaron que la lechuga, bróculi y cilantro MPF, toleran 1 kGy, manteniendo el contenido en vitamina C. Dosis de 1,5 y 2 kGy redujeron el crecimiento de E. coli O157:HT y Salmonella spp. en rábano y brotes de judía a un límite no detectable (BARI et al., 2004). Sin embargo, este tratamiento no está autorizado en la UE.

 

Radiaciones UV

La radiación UV-C (200 a 295 nm) se produce mediante una lámpara de vapor de mercurio de baja presión. La energía UV es una radiación no ionizante que posee propiedades germicidas al dañar el ADN microbiano y desnaturalizar las proteínas, aunque esto último en menor medida (KUO et al., 1997). La radiación UV-C induce la formación de dímeros de pirimidina (aparición de enlaces covalentes entre bases pirimidímicas adyacentes: citosina-citosina o citosina-timina), que distorsionan la doble hélice de ADN, bloqueando la replicación celular al tiempo que produce entrecruzamientos entre los dobles enlaces C=C de los aminoácidos aromáticos. La desnaturalización de las proteínas resultante contribuye a la despolarización de la membrana y la generación de un flujo iónico anormal. De esta manera, las células que no son capaces de reparar el daño causado al ADN, no sobreviven. Sin embargo, la exposición de las células microbianas a la radiación UV-C seguida de una exposición a la luz visible puede inducir mecanismos enzimáticos de fotorreparación así como la expresión de genes de excisión-reparación capaces de restaurar la integridad del ADN (LADO y YOUSEF, 2002). Según Lamikanra et al. (2002), al exponer melón cantaloupe a radiación UV-C se modifica la composición de los volátiles presentes, sintetizándose compuestos terpenoides cíclicos y acíclicos como las fitoalexinas ?-ionona, geranilacetona y terpenil acetato, responsables de la reducción en el crecimiento microbiano. Asimismo, se ha comprobado que la aplicación de radiación ultravioleta corta (UV-C, 254 nm) a diferentes productos vegetales, controla el crecimiento microbiano y retrasa los procesos asociados con su maduración y senescencia. Se ha citado la reducción de crecimiento de patógenos poscosecha en fresa (MARQUENIE et al., 2002), uva (NIGRO, et al., 1998), calabacín (ERKAN, et al., 2001) y lechuga (ALLENDE y ARTÉS, 2003). Al parecer la radiación UV-C induce la acumulación de sustancias naturales antifúngicas que limitan el crecimiento microbiano. Silveira et al. (2006) encontraron que con aplicación de 1,2 a 4,8 kJ m-2 de radiación UV-C en melón "Galia" MPF combinada con el envasado bajo sala blanca fueron una alternativa eficaz a la desinfección con agua clorada (100 mg L-1 NaOCl), permitiendo alcanzar una vida útil de 10 días a 5ºC.

 

Agua electrolizada (AE)

Esta agua funcional se ha empleado como higienizante en la industria japonesa y se produce por la electrólisis de una solución salina. Las características del AE generada por la parte positiva del electrodo son más de 1100 mV de potencial de óxido-reducción, un pH menor a pH y genera de 20 a 60 ppm de cloro libre.

Esta agua se conoce como agua ácida electrolizada (AAcE) y debido al alto poder oxidativo tiene un fuerte efecto microbicida. Por otra parte, el AE producida por el electrodo negativo se conoce como agua alcalina electrolizada (AAlE) con un pH 11 y posee un importante efecto detergente. Actualmente en Japón se estudian las aplicaciones de AE en el control de microorganismos, preservación del poder antioxidante de los alimentos y eliminación de pesticidas residuales tóxicos en alimentos. La combinación de AE (AAcE y AAlE) redujo la carga de microorganismos sobre la superficie de hortalizas frescas sin alterar su color.

También se comprobó el poderoso efecto antimicrobiano superficial del AE aplicada en baños de 1, 5 y 10 min a 20ºC sobre esporas de Botryosphaeria sp inoculadas en peras (AL-HAQ et al., 2002). Park et al. (2001) encontraron que la actividad microbicida de AE sobre E. coli y L. monocytogenes fue elevada cuando el nivel de cloro residual fue igual o superior a 1 mg L-1. Otras investigaciones han demostrado un fuerte efecto bactericida del AAcE contra patógenos y bacterias de deterioro debido al bajo pH y elevado potencial oxido-reducción de estas aguas (BARI et al., 2003). En ensaladas de lechuga tratadas con AAcE durante 10 min se redujeron los recuentos de aerobios en 2 log ufc g-1 sin afectar su calidad organoléptica (KOSEKI et al., 2001). En cilantro cortado conservado 14 días a 0ºC, la aplicación de AAcE tuvo un moderado control sobre el crecimiento de bacterias aerobias (WANG et al., 2004).

 

Antimicrobianos químicos

Actualmente, los desinfectantes orgánicos emergentes para sustituir al NaClO son ácido peroxiacético (conocido comercialmente como Tsunami), clorito sódico acidificado con un 50% de cítrico (denominado comercialmente Sanova), dióxido de cloro (ClO2) y ácidos orgánicos como cítrico y láctico. El Pro-Sam, es un formulado comercial, compuesto de 66% de ácido cítrico con un 3,6% de dodecilbenzen sulfonato de sodio y Purac la fórmula comercial de ácido láctico tamponado o en polvo, en forma de lactato de sodio, potasio o amonio (Purasal, Puramex) combinado o no con gluconatos (Gluconal), etc. Seguidamente se revisan sus características.

 

Ácido peroxiacético: se ha demostrado que es efectivo contra Escherichia coli y Listeria monocytogenes en frutas y hortalizas frescas (BEUCHAT et al., 2004; RODGERS et al., 2004). Los tratamientos de lechuga MPF con 40 y 80 ?g ml-1 durante 5 min redujeron la flora de Enterobacter sakazakii hasta en 5 unidades log (KIM et al., 2006). Silveira et al. (2007a) con 68 ppm de ácido peroxiacético redujeron en 2 unidades log la población psicrotrofa y en 1 unidad log los recuentos de mesófilos respecto al tratamiento convencional (150 ppm NaOCl), prolongando la vida útil de melón Galia MPF hasta 10 días a 5ºC.

 

Clorito sódico acidificado: González et al. (2004) utilizaron este desinfectante para reducir la población E. coli O157:H7 en zanahoria rallada. Ruiz-Cruz (2007) inocularon con E. coli O157:H7, Salmonella spp. o Listeria monocytogenes y lavaron durante 1 ó 2 min con Na ClO (200 ppm), ácido peroxiacético (40 ppm) o clorito sódico acidificado (100, 200, 500 ppm). La reducción microbiana más efectiva se obtuvo con clorito sódico que mantuvo a los patógenos con un crecimiento inferior a 1 unidad log tras 10 días a 5ºC. Conesa et al. (2007) redujeron en 2 unidas log el crecimiento de mesófilos, psicrotrofos y enterobacterias de rodajas de pimiento cuando se lavaron con 250 ppm de clorito sódico respecto al tratamiento convencional (150 ppm NaClO a pH 6,5) después de 7 días a 5ºC. Además observaron que la actividad antioxidante se mantenía, frente a una pérdida del 10% en el tratamiento con NaClO.

 

El dióxido de cloro: es un biocida oxidante que destruye microorganismos por la interrupción del transporte de nutrientes a través de la membrana celular y no por interrumpir el proceso metabólico. El ClO2 esta protegido en soluciones acuosas y añadiendo ácido hasta una cierta concentración se activa el desinfectante. Es uno de los biocidas oxidantes más selectivo, reaccionando solo con compuestos de sulfuro reducidos, y aminas secundarias y terciarias, y algún otro reactivo reducido orgánico activo. En concreto, se ha comprobado la eficacia del ClO2 a unas 5 ppm para reducir la carga de E. coli O157:H7 y L. monocytogenes inoculadas en manzanas, lechuga, fresa y melón cantaloupe MPF (RODGERS et al. 2004).

 

Ácidos orgánicos (cítrico, láctico, ascórbico, acético, etc): en general, los lavados con Tsunami, Sanova y Purac tienen un efecto muy importante para reducir la carga bacteriana, aunque su efecto frente a mohos y levaduras es mucho menor, probablemente debido a la alta acidez de estos compuestos en disolución (pH entre 2,1 y 2,7). Martínez-Sánchez et al. (2006) utilizaron 20 mL L-1 de ácido láctico en el lavado de hojas de "rocket" logrando reducir 2 unidades log frente al lavado con agua. Goméz y Artés (2004) observaron en apio cortado en secciones.que una solución de ácido ascórbico (0,5 M) y ácido acético (0,1M) tenía igual eficacia para reducir la flora microbiana que el lavado con 100 mg L-1 ClONa.

 

Antimicrobianos naturales

Muchos compuestos naturales con actividad antimicrobiana, pueden prolongar la vida útil de los alimentos. Los sistemas antimicrobianos naturales pueden clasificarse por su origen animal, vegetal y microbiano. El primero de ellos incluye proteínas, enzimas líticas (como lisozima) e hidrolasas, como lipasas y proteasas (BEUCHAT, 2001) y polisacáridos como el quitosano (DAVIDSON y ZIVANOVIC, 2003). El segundo grupo incluye compuestos fenólicos provenientes de cortezas, tallos, hojas, flores, ácidos orgánicos de frutos y fitoalexinas producidas en plantas (BEUCHAT, 2001), mientras que el tercero incluye compuestos producidos por microorganismos. Por la reducida extensión de este trabajo nos limitaremos a citar algunos de ellos. Timol, carvacrol, eugenol, citral y vainillina tienen un alto potencial antimicrobiano y pueden utilizarse como desinfectantes.

La vainillina, el principal constituyente de la vainilla, ha mostrado en mango MPF una importante actividad contra bacterias y hongos (DELAQUIS et al., 2004). Por su parte, Moon et al. (2006) comprobaron también su efecto antimicrobiano en distintas especies de L. monocytogenes.

 

Bacteriocinas

Son compuestos de tipo proteico con efecto bactericida, producidos por diferentes estirpes bacterianas. Las bacteriocinas se consideran compuestos naturales seguros ya que son degradadas por las proteasas gastrointestinales. Las bacterias ácido lácticas y/o sus metabolitos con actividad antimicrobiana se usan como antibacterianos naturales en productos hortofrutícolas (BREIDT y FLEMING, 1998).

Los más utilizados son nisinas, aunque también se emplean pediocinas, plantaricinas y lacticinas. Allende et al. (2006) trataron lechuga MPF con soluciones de bacteriocinas como coagulina (50 AU ml-1) y nisina (50 AU ml-1) logrando reducciones de hasta 2 unidades log con coagulina e incluso 1,5 unidades log de L. monocytogenes.

 

Tratamientos térmicos

El interés en el uso de los tratamientos térmicos, ya sean con vapor o inmersiones en agua caliente, ha aumentado por sus efectos positivos, como la reducción de los daños por frío, el control del crecimiento microbiano y la prolongación de la vida poscosecha al retardar procesos vinculados a la madurez y la incidencia de podredumbres (FALLIK, 2004). La inmersión en agua a 55ºC durante 2min o 52,5ºC durante 4min en cebollas verdes MPF, resultó ser muy efectiva de controlar la germinación y el crecimiento microbiano y para mantener el brillo de las hojas durante el almacenamiento (CANTWELL et al, 2001). También se ha reportado una disminución en la población microbiana de brotes de soja tratados 30s a 60ºC (PARK et al., 1998). Silveira et al. (2007b) realizaron inmersiones en agua caliente durante 60, 90 y 120 s seguidas o no de un lavado con ácido peroxiacético, obteniendo unos recuentos psicrófilos de 6,1 log ufc g-1, mientras que alcanzaron 7,9 log ufc g-1 al lavar con agua a 5ºC 60 s con ácido peroxiacético o con agua a 60ºC durante 60 s sin ácido peroxiacético. En el recuento de mesófilos, los mayores valores también se encontraron en los lavados con agua fría o caliente durante 60 s con o sin ácido peroxiacético (7,4 y 7,9 log ufc g-1 respectivamente) mientras que con tratamientos térmicos de 90 ó 120 s se obtuvieron los más bajos (6,8 y 6,1 log ufc g-1 respectivamente). Por tanto, los tratamientos térmicos de 90 s y, en especial, los de 120 s, potenciaron el efecto antimicrobiano del ácido peroxiacético, siendo una alternativa par prolongar la vida útil del melón Galia MPF hasta 10 días a 5ºC sin agravar su ablandamiento.

 

Salas blancas (SB)

Es una técnica innovadora que contribuye a frenar el crecimiento microbiológico, prolongando así la vida útil del producto. Las SB cumplen la necesidad de controlar la contaminación o calidad del aire en diversas industrias (electrónica, micromecánica, óptica, biotecnológica, etc), aunque apenas se han usado en la industria alimentaria. Los esfuerzos se dirigen a buscar procesos higiénicos, siendo uno de los principales controlar la contaminación del aire en áreas de trabajo de la industria de procesado mínimo, especialmente tras la etapa de lavado para mantener su eficacia. Una SB es un recinto técnicamente limpio. La Federal Standard 209D clasifica las SB de clase 1 a 100.000 donde el máximo número de partículas mayores de 0,5 mm por pie3 de aire será de 1 a 100.000, respectivamente. Hasta ahora, muy pocos trabajos se han realizados en SB para productos MPF. Con la aplicación de SB redujeron en 1 unidad log la población psicrotrofa inicial de arilos de granada MPF y fue un eficaz coadyuvante de la irradiación UV-C o del cloro para reducir la población microbiana final (CONESA et al., 2005) o de melón Galia MPF (SILVEIRA et al, 2006), pero no mostró beneficios al utilizarse de forma aislada.

 

Combinación de tratamientos

Como ya se ha expuesto a través de algunos ejemplos, en general, la combinación de dos o más desinfectantes puede tener un efecto sinérgico permitiendo reducir la dosis de los desinfectantes cuando se emplean por separado.

Recordemos finalmente que para reducir o evitar cualquier riesgo de enfermedad lo mejor es una correcta prevención, ya que la contaminación llega desde el campo a la mesa. Es muy importante entender los mecanismos de contaminación, informar a los productores, procesadores y consumidores, investigar para desarrollar adecuadas estrategias de prevención, rediseñar los procesos alimentarios de producción y aplicar políticas de seguridad. Un buen programa sanitario comienza con unas instalaciones bien diseñadas y sigue con un personal técnico cualificado que disponga de herramientas apropiadas para implantar un programa de seguridad alimentaria. Además, es imprescindible implantar un sistema de análisis de peligros y puntos de control crítico, para prevenir la contaminación de cualquier producto MPF durante el cultivo, recolección, procesado y distribución. Además siempre hay que tener en cuenta, que la eficacia de las técnicas desinfectantes dependerá de la especie, cultivar, variedad, forma de cultivo, época de recolección, métodos de desinfección y conservación, tipo de flora predominante, pH del producto, etc.

 

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