Tendencias en la industria alimentaria: alternativas al empleo de aditivos. Javier Martínez Monzó. Universitat Politècnica de València

xmartine@tal.upv.es

Tendencias 2019

Boom de productos enriquecidos para combatir el envejecimiento

Dietas bajas en carbohidratos y ricas en proteínas

Lo vegano y las algas como tendencia para el sector de los snacks, que sigue en picos de crecimiento altos

Repensar el plástico: Lo sostenible como estrategia de innovación en packaging

Tendencias en procesos productivos: La cuarta revolución industrial

Apuesta por las energías renovables, la gestión del agua y la minimización de residuos

De lo global a lo local: La singularidad, diversidad y autenticidad

Tendencias 2019 Las tecnologías de conservación de procesado mínimo de los alimentos y

los estudios de vida útil forman parte de las principales tendencias de conservación de alimentos.

Los avances en el desarrollo de las tecnologías de conservación, vienen marcados en los últimos años por la mejora y combinación de los métodos ya conocidos, bien sean convencionales o más novedosos con el objetivo de: Satisfacer las demandas actuales de sistemas de conservación económicos

Garantizar la seguridad y estabilidad de los alimentos

Responder a los requerimientos del consumidor en aspectos sensoriales, nutricionales, de conveniencia, e incluso ausencia de aditivos químicos

Nuevas tecnologías de procesado mínimo de alimentos

Entre las líneas de investigación principales sobre la conservación de alimentos, está el desarrollo de nuevas tecnologías de procesado mínimo, alternativas o complementarias a las habituales, basadas en el empleo de ingredientes naturales y menos agresivas con el alimento, entre las que destacamos: empleo de conservantes naturales

tecnologías de IV gama

cocción a vacío

altas presiones

procesado aséptico

pulsos eléctricos

irradiación

radiofrecuencia,

microondas

métodos combinados

films comestibles

métodos biológicos

Entre las tecnologías de conservación que están marcando tendencia, cabe destacar por su elevado potencial de aplicación, la tecnología de procesado de las microondas. Su uso industrial más extendido es la descongelación, pero también se emplean en procesos de secado, escaldado y pasteurización de alimentos envasados.

Tecnologías de conservación para la formulación de productos

Cabe recalcar la importancia que están cobrando las tecnologías de conservación asociadas a la formulación de producto sin empleo de aditivos de síntesis química, como son:

El empleo de films comestibles con propiedades barrera

Ingredientes conservantes naturales

Métodos biológicos noveles, como el empleo de bacteriocinas y fagos

Percepción de los aditivos

Aditivos clasificación por su origen y función

Origen: naturales y artificiales

Función: conservantes, función nutricional, colorantes, saborizantes y aromatizantes, agentes de textura y mezcla (Carocho et al., 2014)

Desde los 70 los consumidores empiezan a pensar que los ingredientes/aditivos artificiales son peligrosos

La terminología usada para identificar los aditivos en las etiquetas (números E) se percibe como sospechosa por el uso de términos poco familiares.

Elección entre aditivos naturales/artificiales

Asioli et al. (2017). Food Research International, 99, 58-71

Percepción de los aditivos

Asioli et al. (2017). Food Research International, 99, 58-71

Aditivos “naturales” Consumidores más informados sobre aditivos

Tendencia a elegir aditivos “naturales” más que de síntesis

No hay una definición de conservante, antioxidante, colorante o edulcorante natural

Solo el término “aromas y sabores naturales” (flavorings) tienen normativa en EU y USA

No hay definidas categorías para los aditivos naturales, se utiliza la clasificación “E”

Carocho et al. (2015) Trends in Food Science & Technology 45, 284-295

Nitritos

Alahakoon et al. (2015) Trends in Food Science & Technology 45, 37-49

Antimicrobianos Pisoschi et al. (2018) European Journal of Medicinal Chemistry 143, 922-935

Antimicrobianos

Pisoschi et al. (2018) European Journal of Medicinal Chemistry 143, 922-935

Antimicrobianos

Pisoschi et al. (2018) European Journal of Medicinal Chemistry 143, 922-935

Antioxidantes

Ribeiro et al.(2019) Meat Science 148,181–188

Colorantes

Carocho et al. (2015) Trends in Food Science & Technology 45, 284-295

Colorantes

Carocho et al. (2015) Trends in Food Science & Technology 45, 284-295

Tecnología IV gama

Es una línea de hortalizas y frutas frescas, preparadas mediante diferentes operaciones unitarias tales como selección, pelado, cortado, lavado y envasado. Son conservadas, distribuidas y comercializadas bajo cadena de frío y están listas para ser consumidas crudas sin ningún tipo de operación adicional durante un periodo de vida útil de 7 a 10 días. Con este sencillo proceso el producto mantiene sus propiedades naturales y de frescura, pero con la diferencia de que llega al consumidor, lavado, troceado y dentro de un envase.

Cocción a vacío

Definición: Aplicación de calor a un alimento previamente envasado en un recipiente hermético y termorresistente cuya atmósfera ha sido modificada (se ha hecho el vacío, con o sin otros elementos como gases, líquidos, etc.)

La cocción se realiza a baja temperatura y, en principio, durante un período de tiempo más largo de lo normal

Altas presiones

Se define como tratamiento con alta presión a la tecnología con la que se tratan los materiales a presiones entre 100 y 1000 MPa. Las variaciones dependen de cada producto específico y la presión es transmitida por un fluido que puede ser agua o un gas

Procesado aséptico Se denomina procesado y envasado

aséptico al llenado de un producto en recipientes preesterilizados, seguido de un sellado hermético aséptico con un cierre preesterilizado en una atmósfera libre de microorganismos.

Para obtener dichas condiciones asépticas, hay que incorporar en el equipo de elaboración y envasado un sistema que permita mantener una seguridad microbiológica que involucra los aspectos siguientes: Esterilización del ambiente y equipo de

envasado que estará en contacto con el alimento envasado.

Utilización de envases estériles que posean una hermeticidad suficiente para impedir la recontaminación microbiológica y mantener la esterilidad comercial del producto después de su envasado.

Pulsos eléctricos

El procesamiento de alimentos con campos eléctricos pulsantes (PEF), también conocido como pulsos de alto campo eléctrico (HEFP), es una nueva tecnología para la inactivación de microorganismos y enzimas que se lleva a cabo a temperatura ambiente o de refrigeración con la aplicación de una breve descarga de alto voltaje a alimentos colocados entre dos electrodos por tiempos en el orden de los microsegundos.

Esta tecnología permite la inactivación de muchas especies microbianas por medio de la formación de poros en la membrana celular.

Aunque para lograr la inactivación microbiana es preciso aplicar campos eléctricos que en general superan los 10.000-15.000 voltios/cm, el medio de tratamiento apenas aumenta de temperatura dado que los pulsos eléctricos que los generan apenas duran algunas millonésimas de segundo. Esta es la razón por la que esta tecnología apenas afecta a la calidad de los alimentos.

Irradiación La aplicación de radiaciones ionizantes a

los alimentos es un proceso físico no térmico que se puede utilizar para destruir ciertos microorganismos presentes en los mismos. Puede utilizarse para prolongar la vida de los alimentos y/o para reducir posibles riesgos relacionados con la presencia de de microorganismos patógenos.

En los alimentos se utilizan habitualmente dosis inferiores a 10 kGy. Se conoce muy bien cual es la radiorresistencia de los microorganismos pudiendo ordenarse, de más a menos resistentes, como virus, esporas bacterianas, bacterias grampositivas, bacterias gram negativas, mohos y levaduras, parásitos. Aparte de la radiorresistencia intrínseca de cada microorganismo, son muchos los agentes y factores que influyen en la letalidad de las radiaciones ionizantes, como la temperatura y actividad del agua del medio. Puede decirse, en términos generales, que a medida que descienden estos dos parámetros aumenta la radiorresistencia.

Radiofrecuencia La RF es más apropiada para la

pasteurización de envasados o precocinados de gran formato. Los límites de la banda están poco definidos, pero una banda aceptada va de 30 kHz a 400 Mhz. Tiene muchas propiedades comunes con MW: calentamiento volumétrico, elevada eficiencia energética, penetrabilidad, rapidez, etc. En RF para evitar interferencias con las señales de radio, TV, equipos militares o médicos, las frecuencias RF en la industria alimentaria se restringen a unas bandas concretas: 13,56 MHz, 27,12 MHz y 40,68 MHz. Un equipo de RF para procesar alimentos líquidos consta de un generador de RF y una red de impedancia variable, que permite controlar la potencia de la radiación aplicada. El alimento es bombeado a través de un tubo de PTFE, en donde es irradiado.

Microondas

La aplicación de la tecnología por microondas es un proceso industrial capaz de garantizar la seguridad de los alimentos, minimizando el impacto del proceso térmico sobre sus características nutricionales y propiedades sensoriales. En el caso concreto de platos preparados pasteurizados, este tratamiento puede mejorar la productividad y la eficacia de los procesos industriales, además de conseguir alimentos sabrosos, nutritivos y saludables.

Con una frecuencia de entre 300 MHz y 300 GHz, las microondas, junto a las radiofrecuencias, constituyen la radiación electromagnética de más baja energía que existe en la naturaleza.

En el caso de la pasteurización por microondas aplicada a platos preparados, el objetivo es el de inactivar los microorganismos dentro del envase final y disponer de una vida comercial extendida que permita una distribución eficiente, capaz de garantizar al consumidor el nivel apropiado de protección frente a la presencia o crecimiento de patógenos.

Métodos combinados La combinación de barreras o técnicas, insuficientes por

separado para protegerel alimento, que en conjunto pueden llegar a impedir o retrasar la actuación de losfactores de alteración, modificando en menor medida la calidad sensorial ynutritiva del alimento que los calidad sensorial y nutritiva del alimento que losmétodos tradicionales de conservación.

Tipos de obstáculos o barreras:Factores físicos:

Alta y baja temperatura

Radiación ionizante

Energía electromagnética

Altas presiones

Envasado

Factores físico-químicos:

Baja actividad de agua

Bajo pH

Bajo potencial redox

Sustancias antimicrobianas naturales

Factores microbiológicos:

Flora competitiva,

bacteriocinas

Films comestibles

Los recubrimientos comestibles son capas finas y continuas de material que se disponen sobre la superficie del alimento para aumentar la vida útil del producto alimenticio. Gracias al uso de los biomateriales o envolturas biodegradables podemos mejorar la conservación de los alimentos. Ambos pueden emplearse directamente sobre el producto o como una capa más de envase. En el caso de la aplicación sobre el producto, las envolturas son comestibles. En los envases, los materiales mejoran las propiedades-barrera contra el oxígeno.

Las películas o recubrimientos están compuestos por una serie de agentes antimicrobianos que se liberan de forma gradual en la superficie del alimento al que envuelven. De esta forma produce un efecto bacteriostático que impide, como su nombre indica, la proliferación de bacterias, y así se consigue reducir la velocidad del crecimiento de patógenos, es decir, que se deteriore. Con esta técnica, se amplía la vida útil y comercial del producto garantizando la seguridad alimentaria.

Métodos biológicos

Fermentaciones. El deterioro de los alimentos de pH cercano a la neutralidad es relativamente rápido, mientras que el crecimiento de una gran parte de los microorganismos se inhibe en un ambiente ácido. Los procesos de fermentación hacen bajar el pH de los alimentos ricos en hidratos de carbono, fundamentalmente por la producción de ácido láctico. Por otra parte, la acidez de algunos alimentos puede aumentarse por la adición de sustancias ácidas tales como el vinagre, el zumo de limón, el ácido acético, el ácido cítrico y el ácido málico, lo cual produce el mismo efecto inhibidor sobre el deterioro de los alimentos.