Después de la pasteurización

16 revista ConCIENCIA
a actualidad científica
Después de la pasteurización,
Exactamente 126 años después de que Louis Pasteur le mostrara al mundo que la leche
podía eliminar agentes patógenos con un proceso llamado pasteurización, la industria
láctea está frente a otro nuevo proceso tecnológico superador, la homogeneización por
alta presión. El beneficio que aporta: como no funciona por calor –como la pasteurización– evita que los alimentos pierdan sus vitaminas, a la vez que extiende su vida útil.
Bioq. Patricia Burns
Becaria Doctoral CONICET
pburns@fbcb.unl.edu.ar
Dra. María Luján Capra
Becaria Posdoctoral CONICET (FIQ UNL)
mcapra@fbcb.unl.edu.ar
Dr. Gabriel Vinderola
Investigador Adjunto CONICET
Profesor Adjunto (FIQ UNL)
gvinde@fiqus.unl.edu.ar
La homogeneización de alta presión
(HPH, por sus siglas en inglés) es una
tecnología continua o semi-continua basada en la aplicación, a fluidos o sustancias fluidificables (alimentos, productos
de cosmética) y durante unos pocos
milisegundos, con múltiples fines. En la
HPH, el fluido a tratar es impulsado bajo
presión a través de un estrecho orificio
donde está sujeto, primero, a una rápida
aceleración, y luego a un brusco descenso de presión. Durante esta secuencia
se forman burbujas de vapor de agua y
otros solventes en la masa del fluido. El
fenómeno que tiene lugar se denomina
cavitación. Las burbujas generadas colapsan y ejercen un efecto explosivo sobre
las partículas en suspensión e incluso
sobre las células microbianas, destruyéndolas o alterándoles ciertas actividades
metabólicas o propiedades superficiales,
según la magnitud de la presión aplicada. De ese modo, a través de la HPH es
posible eliminar microorganismos, como
las bacterias patógenas, de un fluido destinado a la alimentación humana (leche,
por ejemplo) utilizando un tratamiento
que no usa altas temperaturas.
Esto sitúa a la HPH en una posición ventajosa respecto de la pasteurización o la
esterilización, ya que permite mantener
muchas propiedades benéficas de los alimentos (ciertas vitaminas por ejemplo) que
resultan afectadas por aplicación de calor.
Esta novedosa tecnología representa, al
momento, una de las herramientas más
estudiadas debido a su potencialidad aplicativa a nivel industrial para una amplia
gama de fluidos con objetivos muy diversos. En las industrias farmacéutica, cosmética, química y alimentaria, la alta presión de homogeneización se utiliza para la
preparación o estabilización de emulsiones y suspensiones, o bien para generar
cambios físicos en los productos, como
por ejemplo cambios en la viscosidad.
Particularmente en la industria láctea, el
homogeneizador de alta presión es, en
realidad, un equipo ya conocido debido
a que se utiliza para romper los glóbulos
de grasa en la producción de leche homogeneizada, pero en este proceso se
utilizan presiones mucho menores que
aquéllas necesarias para lograr la destrucción de células microbianas.
Si bien el tratamiento térmico es uno de
los procesos más efectivos y económicos
para lograr la inactivación de microorganismos, no puede ser utilizado para componentes o dispersiones termolábiles. Por
lo tanto, existe un interés cada vez mayor
en la utilización de procesos suaves en
frío, los cuales combinan una reducción
eficiente de la carga microbiana con una
máxima retención de las propiedades químicas y fisicoquímicas del producto.
Numerosos trabajos sugieren que la HPH
aplicada a la leche podría resultar una
herramienta útil para la elaboración de
productos lácteos fermentados con características sensoriales y estructurales modificadas, pero sin efectos adversos en su
seguridad y vida útil. Así, la HPH resulta
una de las alternativas más prometedoras
a los tratamientos térmicos tradicionales
para la diversificación y preservación de
alimentos. Esto es importante si se tiene
en cuenta que, en años recientes, se ha
incrementado el interés de los consumidores por aquellos productos naturales o
mínimamente procesados, pero con propiedades sensoriales atractivas.
Un trabajo novedoso
Un grupo pionero en el estudio del potencial aplicativo de la HPH es el equipo liderado por la Dra. Maria Elisabetta Guerzoni del Dipartimento di Scienze degli
Alimenti, Università di Bologna, en Italia.
Este grupo demostró la efectividad de la
HPH en la inactivación de diversos microorganismos patógenos y contaminantes,
tanto en alimentos como en sistemas
modelos. No obstante, los microorganismos presentan distinta sensibilidad dependiendo de la especie, la severidad del
tratamiento y la composición del medio,
por lo que debe estudiarse cuidadosa-
mente cada caso en particular.
Además de su efecto sobre la carga microbiana del fluido en cuestión, la HPH
produce ciertas modificaciones fisicoquímicas en la matriz alimentaria, especialmente en las proteínas, lípidos y polisacáridos, generando cambios tanto en sus
propiedades funcionales y susceptibilidad al ataque enzimático como en la microestructura del alimento, dependiendo
siempre el grado de modificación logrado
de la presión aplicada.
Es de particular interés el potencial de la
HPH en la elaboración de quesos: varios
trabajos reportan que el tratamiento HPH
mejoraría las características de coagulación de la leche, incrementando la retención de agua en quesos frescos y, por lo
tanto, el rendimiento quesero. La mayor
retención de agua se podría deber tanto
a una modificación en la capacidad de
ligar agua de las proteínas como a una
mayor retención de proteínas de suero
en la cuajada. Se observa, además, un
incremento de la actividad proteolítica y
lipolítica en etapas tempranas de la maduración de quesos, lo que podría deberse a una mayor exposición de las macromoléculas al ataque enzimático.
Es de interés también la utilidad de la
HPH en la elaboración de otros productos
lácteos como los yogures. Diversos trabajos demostraron que yogures elaborados
a partir de leche tratada por HPH presentan mayor contenido de aminoácidos, mayor viscosidad y mejores características
de cuerpo y textura. Así, la aplicación de
alta presión ha sido propuesta como una
alternativa al uso de aditivos que podrían
afectar las propiedades sensoriales del
producto.
Esta tecnología podría, además, resultar
una alternativa a los tratamientos térmicos para reducir la antigenicidad de las
proteínas de la leche. La -lactoglobulina es considerada uno de los principales alergenos del suero bovino. Algunos
trabajos sugieren que la combinación de
digestión enzimática y alta presión podría
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la homogeneización
(a)
Equipo de laboratorio empleado para
realizar la homogeneización de alta
presión (HPH) de la leche.
Tratamiento de la leche en laboratorio
con un equipo de homogeneización de
alta presión (HPH).
incrementar la hidrólisis de dichas proteínas, dependiendo del tipo de enzima.
Esta reducción en la antigenicidad de
los hidrolizados podría resultar una alternativa interesante en la elaboración de
formulaciones destinadas a infantes, utilizadas como suplementos o sustitutos
de la leche materna.
boración de yogur y queso Crescenza no
fue útil como única barrera a implementar para controlar la presencia de fagos
en la materia prima. Sería entonces interesante, por un lado considerar otros
tratamientos posibles de combinar con
HPH y, por otra parte, estudiar las modificaciones fisicoquímicas que ocurren en
la leche tratada a estas presiones por
un número de pasajes elevado, a fin de
evaluar la factibilidad de su empleo como
materia prima para la elaboración de productos lácteos particulares.
Otro de los objetivos del trabajo realizado
en el marco del proyecto de colaboración
conjunta entre INLAIN y Universidad de
Bologna fue evaluar el potencial de la
leche tratada por HPH para la elaboración de un queso fresco y un yogur como
vehículos de bacterias probióticas, como
Lactobacillus acidophilus y L. casei. Los
resultados obtenidos fueron muy satisfactorios tanto para quesos como para
yogures. El tratamiento HPH no afectó
la viabilidad de las bacterias probióticas utilizadas e incluso se observó una
mayor viabilidad de L. acidophilus en el
queso HPH respecto al queso tradicional
elaborado con leche pasteurizada. Estos
resultados fueron también confirmados
mediante técnicas de biología molecular.
Tanto el perfil de ácidos grasos libres
como el análisis de componentes volátiles mediante cromatografía gaseosa
demostraron mayor actividad lipolítica
en los quesos HPH que en los quesos
tradicionales. Mediante el análisis de
textura se observó que los quesos HPH
presentaron mayor firmeza, consistencia,
cohesividad e índice de viscosidad.
En cuanto a los yogures HPH, éstos resultaron también buenos vehículos para
bacterias probióticas. Al igual que en
el caso del queso, las características
de textura resultaron favorecidas por el
tratamiento HPH ya que los yogures presentaron un coágulo más firme que los
yogures hechos con leche pasteurizada.
Además, el análisis organoléptico resul-
Probióticos
Las bacterias probióticas son microorganismos que producen diversos efectos
benéficos sobre la salud del consumidor,
uno de los más difundidos es la capacidad de “aumentar las defensas naturales del organismo”. Debido a que existe
escasa información sobre las características microbiológicas y sensoriales tanto
de quesos como yogures adicionados de
bacterias probióticas y elaborados a partir de leche tratada por HPH, investigadores del Instituto de Lactología Industrial
(INLAIN) –dependiente de la Facultad de
Ingeniería Química (UNL) y el CONICETjunto a investigadores del Dipartimento
di Scienze degli Alimenti, Università di
Bologna (Italia) realizaron un trabajo de
colaboración en el marco de un Proyecto
de Cooperación Científica y Tecnológica
entre Italia y nuestro país.
Uno de los aspectos abordados al estudiar los efectos del tratamiento de HPH
a leche fluida fue la potencialidad de
su aplicación en la inactivación de bacteriofagos. Las infecciones fágicas se
consideran todavía la principal causa de
fermentaciones anómalas y pérdidas económicas en la industria láctea fermentativa y un problema de reciente aparición en
los procesos que usan bacterias probióticas. Hasta el momento, el estudio de la
aplicación de altas presiones dinámicas
sobre la viabilidad de fagos de bacterias
lácticas es muy escaso.
Nuestra experiencia en el tema nos permitió concluir que los bacteriofagos son
muy resistentes al tratamiento HPH. Por
tal razón, esta metodología aplicada en
las condiciones evaluadas para la ela-
(b)
Aspecto de un queso tradicional italiano (Crescenza),
adicionado de bacterias probióticas, elaborado con leche
tratada por HPH (a) y leche pasteurizada (b). Se observa una
mayor firmeza y retención de agua en el producto elaborado
con esta nueva tecnología.
Qué es la pasteurización
La pasteurización, a veces denominada pasterización, es
el proceso térmico realizado a líquidos (generalmente alimentos) con el objeto de reducir los agentes patógenos
que puedan contener, tales como bacterias, protozoos,
mohos y levaduras. El proceso de calentamiento recibe
el nombre de su descubridor, el científico-químico francés
Louis Pasteur (1822-1895). La primera pasteurización fue
realizada el 20 de abril de 1882 por el mismo Pasteur y
su colega Claude Bernard.
El avance científico de Pasteur mejoró la calidad de vida
al permitir que ciertos productos alimenticios básicos,
como la leche, se pudieran transportar largas distancias
sin que la descomposición los afectara.[] En la pasteurización, el objetivo primordial no es la eliminación completa de los agentes patógenos sino la disminución sensible
de sus poblaciones, alcanzando niveles que no causen
intoxicaciones alimentarias a los humanos.
En la actualidad, la pasteurización es objeto de cada vez
más polémicas en ciertas agrupaciones de consumidores
a lo ancho del mundo, debido a las dudas existentes sobre la destrucción de vitaminas y alteración de las propiedades organolépticas (sabor y calidad) de los productos
alimenticios tratados.
tó satisfactorio tanto para quesos como
para yogures. Este trabajo fue merecedor
del primer premio en el XI Congreso de
Ciencia y Tecnología de Alimentos, organizado en setiembre de 2007 en Buenos
Aires por la asociación Argentina de Tecnólogos Alimentarios (AATA). Los resultados obtenidos sugieren que la HPH de
la leche podría resultar una herramienta
útil para la elaboración de nuevos productos lácteos fermentados probióticos
con características sensoriales y estructurales modificadas respecto a los tradicionales permitiendo expandir la gama
de alimentos funcionales en el mercado
y satisfacer la heterogénea demanda de
los consumidores.
Equipo de Investigación
Dr. Jorge Reinheimer (Director)
Dr. Gabriel Vinderola
Dra. Maria Luján Capra
Bioqca. Patrícia Burns