El procesamiento excesivo de los productos (por ejemplo, en los productos cárnicos) puede provocar pérdidas en el sabor, la textura y, en última instancia, en los beneficios. La tecnología de barrera (también conocida como técnicas combinadas o tecnología de barrera) es una herramienta valiosa en la lucha contra el procesamiento excesivo. Combina diferentes factores o técnicas de conservación para lograr una conservación suave pero fiable.

Trabajando juntos por la seguridad alimentaria

La tecnología de barreras combina deliberadamente técnicas de conservación nuevas y existentes para establecer una serie de factores conservantes que los microorganismos no pueden superar. Estas barreras pueden incluir la temperatura, la actividad del agua, la acidez, el potencial redox, los conservantes, los organismos competitivos, las vitaminas, los nutrientes y mucho más.

Cómo funcionan los obstáculos

Para prosperar y multiplicarse, los microorganismos necesitan mantener la homeostasis, es decir, un entorno interno estable y equilibrado. Las barreras intentan alterar uno o varios mecanismos de homeostasis, provocando que los microbios se vuelvan inactivos o incluso mueran. Las mejores barreras se combinan para alterar varios mecanismos de homeostasis simultáneamente. Este enfoque multiobjetivo es más eficaz que el enfoque único y permite utilizar barreras de menor intensidad.

La siguiente figura muestra cómo los obstáculos actúan conjuntamente para limitar el crecimiento microbiano.

La figura 1 muestra varios ejemplos de procesos combinados. Cada una de las ilustraciones muestra, mediante líneas punteadas y flechas, si los procesos son eficaces o no para detener el crecimiento microbiano. En el número 3, por ejemplo, la temperatura por sí sola no era un control eficaz, pero la actividad del agua más la temperatura se combinaron para impedir el crecimiento de microorganismos. En el ejemplo 4, las barreras no fueron suficientes para impedir el crecimiento microbiano. En este caso, habría sido necesario aumentar la barrera de temperatura mediante refrigeración.

Cooperación o competencia

También hay que tener en cuenta el efecto que los obstáculos tienen entre sí. A veces, un segundo agente simplemente aumenta la eficacia del primero. Otras veces, los agentes actúan de forma sinérgica, lo que hace que su efecto combinado sea aún mayor. Sin embargo, un agente también puede antagonizar o afectar negativamente a la eficacia del otro, contrarrestando parcial o totalmente la eficacia de uno o ambos agentes. Estos efectos deben investigarse cuidadosamente antes de utilizar los agentes en combinación.

La actividad del agua como obstáculo

La actividad del agua (aw) es uno de los obstáculos más útiles, tanto por sí sola como en combinación con otro obstáculo. Existen actividades específicas del agua por debajo de las cuales ciertos microbios no pueden crecer y una actividad del agua por debajo de la cual ningún microbio prolifera. Estos límites de crecimiento microbiano se aplican a todo tipo de alimentos y, de hecho, a todos los productos porosos.

Actividad del agua y pH: obstáculos sinérgicos

La actividad del agua y el pH actúan de forma sinérgica, lo que permite controlar el crecimiento microbiano en un grado que no sería posible utilizando solo uno de estos factores. Este efecto sinérgico forma parte de la definición de la FDA de alimentos potencialmente peligrosos.

La tabla A se puede utilizar para determinar si un alimento que ha sido tratado térmicamente y envasado es un alimento potencialmente peligroso (PHF), no PHF o requiere una evaluación del producto. Los alimentos deben cumplir los requisitos de cocción del Código Alimentario, sección 3-401.11 (sin cocción parcial), para eliminar los patógenos vegetativos. Los patógenos formadores de esporas son los únicos riesgos biológicos preocupantes que quedan. Los alimentos se envasan para evitar la recontaminación. Por lo tanto, se puede tolerar con seguridad un pH y una actividad del agua más elevados.

La tabla B se puede utilizar para determinar si un alimento que no ha sido tratado térmicamente o que ha sido tratado térmicamente pero no envasado es PHF, no PHF o requiere evaluación del producto. Los alimentos no tratados térmicamente pueden contener células vegetativas y esporas patógenas. Los alimentos que han sido tratados térmicamente pero no envasados pueden volver a contaminarse. Los valores de pH considerados en la tabla B deben incluir 4,2, ya que el Staphylococcus aureus puede crecer a ese nivel.

Límites de crecimiento microbiano del pH

Al igual que la actividad del agua, el pH limita el crecimiento de microorganismos específicos de formas bien definidas. Todos los organismos prefieren un pH neutro, pero la mayoría pueden crecer en entornos más ácidos, y la mayor parte del crecimiento microbiano se detiene a un pH de 5. Aunque antes se consideraba que 4,6 era el límite para todo crecimiento microbiano, hay algunos microorganismos que pueden tolerar un pH tan bajo como 4,2.

El pH se controla a menudo añadiendo ácido, como vinagre, ácido láctico, ácido cítrico o zumo de frutas, directamente al producto. También se puede reducir añadiendo ingredientes naturalmente ácidos, como tomates, o mediante fermentación, que utiliza el ácido láctico producido por una bacteria específica para reducir el pH y evitar el crecimiento de otros microorganismos.

En la siguiente tabla, se puede ver cómo la actividad del agua y el pH de varios alimentos comunes interactúan para controlar el crecimiento microbiano. Las conservas de fresa tienen una actividad del agua muy alta, pero el ácido cítrico hace que el pH sea lo suficientemente bajo como para impedir el crecimiento microbiano.  La mostaza también tiene un pH muy bajo y una actividad del agua elevada. Estos dos productos se conservan gracias al pH, no a la actividad del agua. Por otro lado, el sirope de arce se conserva gracias a su baja actividad del agua. El azúcar del sirope es un humectante que mantiene baja la actividad del agua.

La mayonesa tiene una actividad acuosa muy alta, pero el vinagre mantiene su pH en 4,1. El pH bajo significa que no favorece el crecimiento microbiano. Sin embargo, debido a su alto contenido en aceite, es susceptible a la oxidación lipídica. La mayonesa se refrigera, no para evitar el crecimiento microbiano, sino para evitar que se ponga rancia. Curiosamente, no existe ninguna relación directa entre la actividad del agua y el pH. Cuando se añade ácido a un producto para reducir su pH, el impacto sobre la actividad del agua es mínimo.

Salchicha fermentada: obstáculos en el trabajo

Los embutidos fermentados tipo salami se mantienen estables a temperatura ambiente durante largos periodos de tiempo. Es importante establecer una serie de barreras en las diferentes etapas del proceso de maduración. Las primeras barreras que se utilizan son la sal y el nitrato, que inhiben muchas de las bacterias presentes. Otras bacterias se multiplican en esta etapa, consumen oxígeno y provocan una caída del potencial redox, lo que inhibe los organismos aeróbicos y favorece la selección de bacterias del ácido láctico. Estas bacterias proliferan, provocan la acidificación del producto y aumentan la barrera del pH. Durante el largo proceso de maduración del salami, las barreras iniciales se debilitan. El nitrito se agota. El número de bacterias del ácido láctico disminuye. El potencial redox y el pH aumentan. Sin embargo, a medida que el salami se seca, la actividad del agua se convierte en la principal barrera y conserva el embutido. El proceso de curado debe gestionarse con cuidado cuando se producen embutidos fermentados.

Una lista cada vez mayor de obstáculos

Se han identificado alrededor de 50 obstáculos diferentes en la conservación de alimentos. Aparte de los obstáculos más importantes y comúnmente utilizados, como la temperatura, el pH y la actividad del agua, existen muchas otras opciones potencialmente valiosas. Algunos ejemplos son la presión ultraalta, la mano-termo-sonicación, la inactivación fotodinámica, el envasado en atmósfera modificada, los recubrimientos comestibles, el etanol, los productos de la reacción de Maillard y las bacteriocinas.

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