La seguridad y la calidad de los alimentos son temas que, desde hace años, representan una de las mayores preocupaciones de la población mundial. Cada vez más, los consumidores del siglo XXI exigen productos con calidades sensoriales típicas de un alimento fresco y cuyas capacidades nutricionales, incluso tras un procesado industrial, queden mínimamente alteradas.
Por consiguiente, a fin de mantener cierto nivel de competitividad , las empresas del sector agroalimentario se han visto obligadas a satisfacer estas exigencias del mercado. Sin embargo, uno de los principales problemas de las plantas industriales es la supervivencia de microorganismos patógenos o alterantes debido a una desinfección insuficiente de las superficies que están en contacto con los alimentos.
Entoces, ¿cómo garantizar que los alimentos que ingerimos sean seguros y saludables para nuestros cuerpos? Una solución es representada por la aplicación de los conocimientos científicos de la física, de las matemáticas y de la microbiología predictiva a los tratamientos industriales a los que son sometidos los alimentos que llegan a nuestras mesas.
¿Qué es la microbiología predictiva?
También conocida como ecología microbiana cuantitativa, la microbiología predictiva es una disciplina científica que trata de entender y predecir el comportamiento de los patógenos en cada peldaño de la cadena alimentaria, desde la manipulación de las materias primas hasta el procesado, almacenamiento, distribución y consumo final de un alimento. De esa manera es posible controlar la presencia de los microorganismos y mantener su nivel de crecimiento por debajo de los límites establecidos por la legislación vigente.
El objetivo último de la microbiología predictiva es el de valorar la probabilidad (o riesgo) de que la ingestión de un alimento provoque ciertas enfermedades o intoxicaciones. Gracias a funciones y técnicas de cálculo ofrecidas por las matemáticas y la estadística, esta rama científica permite simular las condiciones del alimento a lo largo del tiempo y a partir de parámetros de crecimiento, supervivencia o inhibición de los patógenos.
Los modelos matemáticos empleados en este ámbito son utilizados, básicamente, para simplificar las condiciones reales durante el procesado industrial de un alimento. Su temperatura, pH y actividad del agua son considerados los parámetros que más afectan al comportamiento microbiano. Sin embargo, existen casos en los que hay que tener en cuenta también otros factores intrínsecos (aditivos conservadores como nitritos, ácidos orgánicos débiles y/o sus sales, etc.) pero también extrínsecos (por ejemplo, las atmósferas protectoras) y de procesado (por ejemplo, las tecnologías de conservación como las altas presiones), a fin de tener un cuadro completo de la realidad que se quiera reproducir.
Dichas herramientas matemáticas se pueden clasificar según distintos criterios, usos y finalidades. Existen modelos probabilísticos que permiten estimar los límites de crecimiento o producción de toxinas, modelos cinéticos de crecimiento, de supervivencia o de inactivación (para determinar el número de microorganismos en función del tiempo). Tras ajustar la curva de crecimiento microbiana mediante funciones matemáticas (modelos primarios) y estudiar sus parámetros según cambios en las condiciones ambientales (modelos secundarios), es posible modelar el comportamiento microbiano en función de la temperatura, el pH, la actividad del agua u otros factores, independientemente del alimento.
Las altas presiones hidrostáticas
Uno de los ejemplos para la producción de alimentos más seguros, más frescos y mejor adaptados a las exigencias sanitarias de los mercados consiste en la aplicación industrial de las altas presiones hidrostáticas. Esta tecnología consiste en someter un alimento a una presión equivalente al peso de dos elefantes en un área correspondiente a la superficie de una moneda de un euro. A pesar de parecer un tratamiento agresivo para el alimento, este proceso representa un tratamiento físico suave que permite la “pasteurización en frío”, es decir minimizar los riesgos asociados a patógenos tales como Listeria monocytogenes, Salmonella, E. coli y a parásitos como el Anisakis.
Los productos cárnicos cocidos o curados, los platos preparados, las salsas vegetales crudas (guacamole, tomate), el marisco (moluscos bivalvos, crustáceos, etc.), los derivados de la fruta (mermeladas o zumos de fruta) o los productos lácteos, son algunos de los alimentos que han mostrado no perder sus propiedades nutritivas tras la aplicación de esta tecnología. Además, su reducido impacto sensorial sobre los alimentos permite conservar el sabor de producto “fresco” sin afectar su aceptabilidad por parte de los consumidores.
Una vez procesado un alimento según este método es posible estudiar la inactivación celular microbiana y la respuesta celular al estrés por alta presión hidrostática desde la perspectiva de la microbiología predictiva. Mediante el desarrollo y validación de los modelos matemáticos que describen la inactivación para diferentes bacterias y patógenos, es posible dar una estimación de su capacidad de recuperación tras someterlos a presiones del orden de 600 MPa.
Ventajas y desventajas
Debido a su naturaleza “no térmica”, las altas presiones hidrostáticas se han revelado como un tratamiento muy útil a fin de producir jamón curado con la etiqueta “Listeria free” y favorecer su exportación a mercados como los de EEUU, Japón, Canadá o Australia, cuyos controles sanitarios son más estrictos que en el resto de países.
A pesar de que la aplicación de esta tecnología sea considerada un verdadero caso de éxito de la industria alimentaria moderna, todavía existen ciertos obstáculos que impiden su total desarrollo. Si por un lado el coste por unidad de producción es bajo, por el otro la inversión inicial puede superar los 2 millones de euros en el caso de equipos con una producción estándar de 2 toneladas/hora.
Este post participa en la XVª edición del Carnaval de la Física, albergado este mes por el blog Curiosidades de la Microbiología.
Gravedad Cero 
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