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Nuevas Tendencias de Procesado y Conservación de Alimentos Vegetales

de IV GamaMaría Isabel Gil, Ana Allende, David Beltrán y Victoria Selma. Grupo de Investigación en calidad, seguridad y bioactividad de alimentos vegetales.

Departamento de ciencia y tecnología de alimentos. CEBAS-CSIC

Los productos de IV gama es-tán teniendo cada vez más im-portancia en nuestro país, de-bido al aumento del consumode frutas y hortalizas que son

claves en la dieta mediterrá-nea, así como también debidoa que son alimentos prepara-dos y listos para su consumo ococinado.

Centro de Edafología y Biología Aplicada del Segura

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“Productos IV gama”Los requisitos relativos a las Buenas

Prácticas Agrícolas (BPA), Buenas Prácti-cas de Fabricación (BPF) y Buenas Prácti-cas de Distribución (BPD) tienen como ob-jetivo minimizar el riesgo de contamina-ción de estos productos de IV gama. Laimplantación de estos programas de hi-gienización resulta necesaria para garan-tizar la seguridad de las frutas y hortalizasde IV gama. A pesar de los avances quese están produciendo en el sector de la IVgama para reducir los riesgos de conta-minación, estos productos hortofrutícolasse han visto involucrados en algunos pro-blemas relativos a la salud pública. Enparticular, los microorganismos psicrotro-fos alteradores y patógenos son el princi-pal motivo de preocupación, ya que soncapaces de crecer a temperaturas de refri-geración, necesarias en la conservaciónde productos de IV gama. En realidad, laalteración de la calidad organoléptica deun alimento está generalmente asociadaa un excesivo crecimiento microbiano.Las guías sobre calidad y seguridad defrutas y hortalizas en IV gama (1), especi-fican la necesidad de una etapa de lavadoo higienización que sea capaz de eliminarla suciedad, los residuos de plaguicidasasí como los microorganismos causantesde la pérdida de calidad y podredumbre.No debe olvidarse que, en las etapas deelaboración de los productos vegetales enIV gama, no se emplean procedimientosque puedan garantizar la asepsia comple-ta, como sería el caso de la utilización delos tratamientos térmicos. Por tanto, elcontrol de la microflora sólo podrá conse-guirse mediante una higienización muy

estricta durante las etapas de elaboracióny una adecuada conservación en atmós-fera modificada en condiciones de refri-geración.

Las técnicas de conservación más fre-cuentemente utilizadas hasta ahora parael mantenimiento de la calidad de pro-ductos vegetales de IV gama son las ba-jas temperaturas y el envasado en at-mósfera modificada (AM). Sin embargo,la aplicación de nuevas tecnologías capa-ces de mantener la calidad organolépticay de inhibir el crecimiento de la flora mi-crobiana en todos y cada uno de los pa-sos de la cadena de producción, procesa-do y distribución resulta imprescindible.La principal razón es la adaptación queestán experimentando los microorganis-mos a condiciones desfavorables, provo-cando que los métodos de control con-vencionales dejen de ser efectivos parainhibir la carga microbiana. La industriade las frutas y hortalizas en IV gama havisto la necesidad de iniciar programascomplejos de desinfección que aseguren

la calidad microbiológica de sus produc-tos, debido a la capacidad de algunos mi-croorganismos patógenos para sobrevivire incluso desarrollarse en AM. Por estarazón, se está trabajando en la búsquedade nuevas tecnologías que puedan pro-porcionar alimentos frescos y seguros.

En la actualidad este grupo del CE-BAS-CSIC está desarrollando el proyectotitulado “Control de microorganismos al-teradores y patógenos bacterianos enproductos vegetales de IV gama”(AGL2004-03060) financiado por el Mi-nisterio de Educación y Ciencia. El objeti-vo principal del proyecto es evitar la con-taminación de las frutas y hortalizas enIV gama por bacterias patógenas, garan-tizando su seguridad microbiológica me-diante el control de la contaminaciónbacteriana en el campo de cultivo y en laplanta de procesado. Para ello se estánevaluando diferentes residuos orgánicosy aguas de riego de distintos orígenes ycalidades (aguas de pozos, aguas resi-duales depuradas, aguas del trasvaseetc.). Se está trabajando especialmente enel control de la contaminación de las hor-talizas frescas por microorganismos po-tencialmente patógenos durante el culti-vo así como la proliferación tras la reco-lección mediante la higienización encampo. En la planta de procesado se estárealizando la higienización del productoentero y tras el procesado en IV gama. Lahigienización se está llevando a cabo du-rante el lavado del producto cortado conla aplicación de distintos agentes quími-cos como por ejemplo, ozono en disolu-ción, combinación ozono – ultravioleta,lavados con calor moderado (45-55 ºC),

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clorito de sodio (Sanova®), dióxido decloro, peróxido de hidrógeno y lactopero-xidasa. Por último se están ensayandodistintas atmósferas de envasado comotratamiento preventivo durante la conser-vación, mediante el empleo de atmósfe-ras con niveles elevados de oxígeno(>60%), gases nobles (argón y helio), ozo-no y oxido nitroso.

En este trabajo se recogen los princi-

pales métodos de higienización así comoalgunas tecnologías de conservación dis-ponibles para la industria de alimentosde IV gama y que pueden representaruna alternativa a las técnicas convencio-nales.

Métodos de HigienizaciónLa estrategia más efectiva para asegu-

rar que un alimento en IV gama sea be-

neficioso y seguro para su consumo, es laprevención de la contaminación micro-biana en todas las etapas, desde la pro-ducción al consumo. Por tanto, el mejormétodo para eliminar microorganismospatógenos es, en primer lugar, prevenirsu contaminación. Sin embargo, esto noes siempre posible y el lavado e higieni-zación del producto resulta de vital im-portancia para prevenir brotes de toxiin-

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fecciones alimentarias. Los métodos convencionales utiliza-

dos para la higienización de alimentosvegetales enteros y de IV gama agrupantratamientos físicos y químicos que seaplican al producto, a los equipos, e in-cluso a las superficies de trabajo. Se debede tener en cuenta que en general, cual-quier método de desinfección tiene ven-tajas y desventajas, dependiendo de unaserie de factores, como son las caracterís-ticas de la superficie del producto o equi-po, la fisiología de los microorganismosdiana, el tiempo de exposición, la con-centración del agente desinfectante a uti-lizar, el pH y la temperatura de lavado.Independientemente del tratamiento se-leccionado, el lavado y/o higienizaciónde frutas y hortalizas antes de la prepara-ción del producto para su consumo estátotalmente recomendada, a pesar de queesto no garantiza la total inocuidad delproducto.

En la búsqueda de los tratamientos dehigienización más efectivos para el lava-

do de frutas y hortalizas, la industria tie-ne que operar en áreas de incertidumbre,ya que la legislación vigente es en mu-chos casos escasa e incompleta. Para laaplicación de cualquier tratamiento quí-mico o físico a productos vegetales, losmanipuladores y procesadores debenasumir que dichos tratamientos han sidopreviamente probados y autorizados (Ge-nerally Regarded as Safe, GRAS). En laTabla 1 se describen algunos ejemplosde higienizantes utilizados en la industriade vegetales de IV gama incluyendo elnombre comercial, el alimento vegetal, ladosis aplicada, la temperatura de lavadoy la reducción de la microflora que oca-siona.

Entre estas nuevas tecnologías, los tra-tamientos de choque con agua calientetienen un gran potencial para inhibir laactividad enzimática de los productos ve-getales. Sin embargo, este tratamiento esincompatible con algunos alimentos fres-cos cortados como es el caso de las frutasya que acelera su deterioro. No obstante,

los tratamientos cortos de agua calienteofrecen una buena alternativa para elcontrol de microorganismos patógenosademás de inhibir las oxidaciones de al-gunos vegetales. Así se ha observado quelos lavados con agua a 45-55 ºC prolon-ga la vida útil manteniendo la calidad vi-sual en lechuga IV gama (9). Por otro la-do, también se ha observado en lechugaque estos tratamientos térmicos modera-dos cuando se combinan con agua clora-da (100 ml L-1 a 47 ºC durante 3 min) re-ducen hasta 2 unidades logarítmicas lacarga microbiana inicial, frente al pro-ducto lavado a 4 ºC. Además, con dichascombinaciones se consigue una reduc-ción del pardeamiento en los cortes (10).

Desde que el uso del ozono fue apro-bado por la legislación estadounidenseen el año 2001, han sido muchas las ex-pectativas de su empleo como agente an-timicrobiano para el tratamiento de fru-tas y hortalizas enteras y en IV gama,tanto en su forma gaseosa como acuosa.El ozono tiene un gran poder oxidante

Higienizante Nombre Producto IV Dosis=Concentración x Tª lavado Reducción microflora Citacomercial gama tiempo

Ácido láctico Purac Endibia 2% x 1.5 min 22 ºC RT: 1.6 log 2

Hipoclori to de sodio Lechuga 100 mg/L - 30s, 2 y 5 min. 4º C E. coli 0157:H7: 2.2-2.4 log 3

Hipoclori to de sodio Brócoli 50 mg/L x 30s, 2 y 5 min. 4º C E. coli 0157:H7: 1.9-2.6 log 3

Clori to de sodio Sanova Col china 500 mg/L x 15 min. 25º C E. coli 0157:H7:c 0.9 log 4

Dióx ido de cloro Ox ine Lechuga 5 min/ 22º C Tres E. coli 0157:H7 (Lavados 5

estabilizado lavados consecutivos 1,2 y 3): 1.2, 1.7 y 1.84

Ácido periox iacético Tsunami Zanahoria 80 mg/L x 2 min. 25º C E. coli 0157:H7: 1.65 log 6

RT: 1.3 log.

Honngos filamentosos: 0.35-0.92 log.

Peróx ido de hidrógeno Cantaloupe 5% x 2 min. 25º C Salmonella: 1.8 log 7

Ozono en agua Patata bastones 4 ppm x 3 - 7 min. 8º C RT: 0 log (día 0); 1.14 (día 5); 0.75 (día 14) 8

Segundo lavado: Psicrotrofos: 0.6 log (día 0); 1.14 (día 5)

300 mg/L Tsunami Bacterias anaerobias: 0 (día 0); 1.2 (día 14)

Bacterias ácido lácticas: 0 (día 0); 3.29 (día 14)

Coliformes: 0 (day 0); 3 (day 14)

UV-C Lechuga 30 W x 15 min. A 50 cm. por ambos lados E. coli 0157:H7: 1-1.5 log. 5

TABLA 1: HIGIENIZANTES UTILIZADOS EN LA INDUSTRIA DE PRODUCTOS EN IV GAMA

RT: Recuento total de aerobios mesófilos

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reaccionando rápidamente con molécu-las orgánicas autodegradándose rápida-mente hasta oxígeno, sin formar produc-tos de reacción que deban ser elimina-dos. Una de las desventajas del ozono esque la materia orgánica interfiere en ladeseada acción antimicrobiana. Por estemotivo, el uso de mecanismos de filtra-ción se considera esencial para aumentarla efectividad del ozono en sistemas dere-circulación de agua.

En trabajos llevados a cabo por el gru-po de investigación del CEBAS-CSIC en eldesarrollo del proyecto “Tratamientoscon ozono de hortalizas mínimamenteprocesadas” (AGL 2001-1269), los lava-dos con agua ozonizada y agua ozoniza-da activada con luz UV han sido conside-rados como una alternativa prometedoraal uso del cloro para la higienización defrutas y hortalizas. El ozono en disoluciónse aplicó en forma de baño activado porexposición a luz UV-C (Procesos de Oxi-dación Avanzada) garantizando la seguri-dad microbiológica de las muestras de le-chuga “iceberg” en IV gama de forma se-mejante al lavado con hipoclorito. Ade-más, el lavado con agua ozonizada yagua ozonizada activada con luz UV-Cmantuvo la calidad sensorial y controló elpardeamiento de la lechuga sin causaruna reducción en los constituyentes an-tioxidantes (11).

Recientemente en este grupo se hancomparado diversos métodos de higieni-zación en bastones de patata fresca don-de se puso de manifiesto el efecto sinér-gico del ozono con el ácido peroxiacético(8). Esto se debió a que los microorganis-mos supervivientes al tratamiento con es-tos agentes oxidantes fueron más sensi-bles durante la conservación.

El ozono gas se está utilizando actual-mente en la industria a concentracionesmuy bajas (0.2-1 ppm) durante tiemposde exposición muy prolongados, con elfin de inhibir el crecimiento fúngico du-rante la conservación a bajas temperatu-ras. En el CEBAS-CSIC, el ozono se estáaplicando junto con la radiación UV-Cpara inducir la síntesis de compuestosbeneficiosos para la salud, como es el ca-

so del resveratrol en uvas (12). En estu-dios recientes se ha observado el efectobeneficioso del choque de concentracio-nes elevadas de ozono para la elimina-ción de residuos de plaguicidas. Por tan-to, el incluir un paso intermedio de trata-miento con ozono gas puede ser un bue-na alternativa para incrementar la segu-ridad de los productos vegetales en IVgama. La posible utilización de ozonogas como un tratamiento en el procesadode productos vegetales, debe ir acompa-ñada de un estudio detallado que permi-ta determinar las concentraciones máxi-mas sin que la calidad del producto sevea perjudicada.

Tecnologías de conservaciónSe ha observado que la exposición de

un producto a concentraciones muy ele-vadas de O2 reduce el crecimiento mi-crobiano en algunas frutas y hortalizasde IV gama, pero los resultados obteni-dos varían mucho dependiendo del gru-po microbiano diana y del producto enestudio. Las atmósferas sobreoxigenadasafectan al metabolismo y a las diferentespropiedades de los productos vegetales,tales como la respiración, el color, la tex-

tura y la carga microbiana (13). Se ha ob-servado que cuando altas concentracio-nes de O2 (> 70 kPa) se combinan conconcentraciones elevadas de CO2 (ª 15kPa), se produce una clara inhibición delcrecimiento microbiano y de las reaccio-nes anaerobias de fermentación, así co-mo de las reacciones de oxidación enzi-máticas (14). Estas atmósferas sobreoxi-genadas se están empleando con granéxito a nivel experimental en fresa dondese ha observado que se mantiene la cali-dad de las mismas durante la conserva-ción. Las atmósferas sobreoxigenadaspueden ser consideradas como una bue-na alternativa a las AM convencionales.Sin embargo, el envasado perfecto en AMcon alto oxígeno, aún no ha sido desa-rrollado con éxito y por este motivo, nue-vas tecnologías que permitan aplicar es-tos tratamientos son todavía demanda-das por productores y distribuidores.

Es de esperar que el uso de combina-ciones de tratamientos higienizantes y deotros métodos de conservación pueda te-ner efectos aditivos o sinérgicos. Actual-mente, la industria del procesado en IVgama tiende al uso de métodos de con-servación combinados menos agresivospara reducir al máximo la pérdida de lascaracterísticas del producto fresco, sinperjudicar con ello la seguridad del pro-ducto.

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7. Mendonca, A. Enhancing the microbialsafety of fresh and fresh-cut melons.Presentation.

8. Beltrán, D., Selma, M.V., Tudela, J.A. yGil, M.I. 2005. Effect of different saniti-zers on microbial and sensory qualityof fresh-cut potato strips stored undermodified atmosphere or vacuum pac-kaging. Postharvest Biology and Tech-nology, 37, 37–46.

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10. Delaquis, P.J., Stewart, S., Cliff, M.,Toivonen, P.M. y Moyls, A.L., 2000.Sensory quality of ready-to-eat lettucewashed in warm, chlorinated water. JFood Qual., 23: 553–563.

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12. Gonzalez-Barrio, R., Beltrán, D., Can-tos, E., Gil, M.I., Espín, J.C., Tomás-Barberán, F.A. Comparison of ozoneand UV-C treatments on the posthar-vest resveratrol and viniferins induc-tion in 'Superior' white table grapes. J.Agric. Food Chem. Enviado.

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CENTRO DEL CSIC: Centro de Edafologíay Biología Aplicada del Segura (CEBAS).Apartado de Correos 164, Campus Uni-versitario de Espinardo. 30100 MurciaDepartamento: Ciencia y Tecnología deAlimentos; Grupo de Calidad, Seguridady Bioactividad de Alimentos Vegetales.Nombre Investigador: Dra. M.ª Isabel GilMuñoz. Investigador Científico del CSIC.E-mail: migil@cebas.csic.esLíneas de Investigación:• Seguridad y calidad de frutas y hortali-

zas.• Desarrollo científico-tecnológico de ali-

mentos vegetales en IV y V gama.• Control de los riesgos de contaminación

microbiológica durante la producción,procesado y conservación de alimentosvegetales.

El CTCen su calidad

de ECAempresa

colaboradora con la

administraciónen materiaambiental,realiza las siguientesactividades:

• Toma de muestras y análisis de aguas residualesy residuos sólidos.

• Realización de certificados ECA en materia ambiental.

• Realización de informes ambientales.

• Auditorías y diagnósticos ambientales.

• Asesoría en Legislación.

• Desarrollo de estudios y planes de adecuación ambiental.

• Declaraciones anuales de medioambiente.

• Certificaciones ambientales trianuales.