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Cada fruta y hortaliza presenta características fisicoquímicas y microbiológicas distintas que hacen necesario evaluar cada método sobre el producto y su proceso en la industria

¿Es posible obtener frutas y hortalizas mínimamente procesadas seguras sin el uso del hipoclorito?

Pilar Colás-Medà, Doctora en Ciencia y Tecnología Agraria y Alimentaria. Investigadora postdoctoral del Dep. de Tecnología de Alimentos, Universitat de Lleida

Isabel Alegre, Doctora en Ciencia y Tecnología Agraria y Alimentaria. Prof. del Dep. de Tecnología de Alimentos, Universitat de Lleida

Inmaculada Viñas, Catedrática. Responsable del Grupo de Postcosecha del Dep. de Tecnología de Alimentos, Universitat de Lleida

30/06/2020
Se ha confirmado que el consumo de frutas y hortalizas IV gama entre los españoles continua creciendo, habiendo mostrado un incremento del 56,7% en el último informe del consumo alimentario con un total 193.429 miles de kg consumidos en el hogar (Ministerio de Agricultura, 2018). La continua demanda de frutas y hortalizas IV gama y el reciente establecimiento de los límites máximos de percloratos permitidos en los productos alimenticios promueve la búsqueda de alternativas al uso del cloro y sus derivados como método de desinfección de frutas y hortalizas. En este artículo se muestran algunas alternativas al hipoclorito de sodio y su eficacia frente a microorganismos alterantes y microorganismos patógenos en distintas frutas y hortalizas.

Los productos vegetales mínimamente procesados en fresco, también llamados 'cuarta (IV) gama' (Fotografía 1), son frutas y hortalizas preparadas para su consumo directo que se someten a un proceso de varias etapas (Figura 1). Aunque todas estas etapas son importantes para la obtención de un producto IV gama seguro y de calidad, el lavado y desinfección es una operación clave, ya que es la única capaz de reducir la carga microbiana de los productos vegetales. Por ello, en este artículo analizaremos las distintas alternativas que existen en las etapas de higienización tanto de producto entero como una vez cortado.

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Fotografía 1. Frutas IV gama en el lineal de supermercado.
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Figura 1. Etapas del proceso de elaboración de frutas y hortalizas mínimamente procesadas.

De forma natural la superficie de frutas y hortalizas está colonizada por una elevada carga de microorganismos, también llamada microbiota natural, que varía en función de las propiedades intrínsecas de cada producto. Entre estos microorganismos abundan bacterias pecnitolíticas, bacterias lácticas, levaduras y mohos; habiéndose aislado en algunas ocasiones de la superficie de los vegetales microorganismos patógenos para los humanos como Salmonella spp., Listeria monocytogenes, Shigella spp., Staphylococcus aureus, Clostridium botulinum y Bacillus cereus. Estos últimos pueden llegar a los vegetales como consecuencia de inadecuadas prácticas de cultivo y de manipulación durante la recolección, por este motivo es imprescindible aplicar las Buenas Prácticas Agrarias. Sin embargo, esto no es siempre suficiente como demuestran las toxi-infecciones alimentarias producidas por el consumo de este tipo de productos (Figura 2).

Para el operador es imprescindible conseguir la máxima reducción microbiana sin alterar las propiedades químicas y físicas del vegetal antes del procesado, reduciendo la posibilidad de una contaminación cruzada que podría comprometer la vida útil del producto acabado e incluso representar un riesgo para la salud del consumidor. Debido a que el producto acabado se comercializa para ser consumido de forma directa, y esto implica un riego para la seguridad alimentaria, el Reglamento (CE) nº 2073/2005 y sus posteriores modificaciones establece los criterios de seguridad e higiene para las frutas y hortalizas troceadas.

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Figura 2. Toxi-infecciones alimentarias causadas por la ingesta de frutas y hortalizas mínimamente procesadas contaminadas.

Hasta la actualidad el método de desinfección más aplicado para la desinfección del agua de lavado en la industria IV gama ha sido el uso de cloro en forma de hipoclorito sódico a concentraciones entre 50-200 ppm (mg Cl/L) debido a su eficacia en la reducción de la carga microbiana (Sánchez-Moreno et al., 2018). Sin embargo, en ciertos países como Holanda, Bélgica y Reino Unido se ha prohibido el uso de derivados clorados para el agua de lavado de vegetales debido a que, en presencia de materia orgánica en el agua, da lugar a la formación de compuestos halogenados con potencial carcinogénico como los trihalometanos (THM) y ácidos haloacéticos (AHA). Un estudio reciente ha determinado que en nueve de los 28 países europeos estudiados, entre los que se encuentra España, se superan los límites máximos de THM en agua del grifo, establecidos en 100 µg/L por la Unión Europea (98/83/EC 1998), y atribuye a la exposición de estos compuestos el 4,9% de los casos europeos de cáncer de vejiga (Evlampidou et al., 2020). Diversos estudios han demostrado que durante el lavado y desinfección de frutas y hortalizas, los THM del agua de tratamiento pueden transferirse al producto higienizado (Gómez-López et al., 2013; López-Gálvez et al., 2010). Asimismo, recientemente se ha publicado el Reglamento (UE) 2020/685 que fija nuevos límites en frutas y verduras para la presencia de perclorato, tóxico formado durante la degradación del hipoclorito sódico utilizado para desinfectar el agua.

La industria alimentaria española puede utilizar desinfectantes como cloro, dióxido de cloro, hipoclorito sódico, hipoclorito cálcico, peróxido de hidrógeno, dióxido de azufre y peroximonosultafo de potasio para higienizar el agua (RD 140/2003). Asimismo, se pueden emplear sustancias GRAS (Generally Recognized as Safe) con efecto antimicrobiano, puesto que gozan de aprobación para ser empleadas en alimentos como son los ácidos orgánicos (láctico, cítrico, acético) o los aceites esenciales de plantas (romero, tomillo, eucalipto), aunque siempre se precisa de una validación que demuestre su eficacia en el producto final (Generalitat de Cataluña, 2015). También se ha extendido el uso de ozono y agua electrolizada en las industrias de IV gama (Gil et al., 2015). En la búsqueda de métodos de desinfección que no generen compuestos nocivos, se ha visto incrementado el estudio de métodos físicos para la higienización de frutas y hortalizas que garanticen la calidad sensorial, nutricional y la seguridad alimentaria de los productos de IV gama, como la radiación UV-C, luz pulsada, plasma frío, alta presión hidrostática y pulsos eléctricos (Sánchez-Moreno et al., 2018).

A continuación, se muestran estudios en los que se comparó la efectividad de distintos tratamientos sobre un mismo vegetal, reduciendo las variables de variedad, estado de madurez del vegetal, tipo de microbiota, microorganismos diana, tipo de inoculación, etc. que pueden interferir cuando se pretende comparar estudios. En una matriz como fresa, que presenta una elevada incidencia de podredumbre, Nicolau et al. (2019) lograron alcanzar reducciones de 5 unidades logarítmicas en la población de Listeria innocua inoculada artificialmente, después de un tratamiento de 1 minuto en ácido peracético a 40 ppm no observando pérdida de calidad en el producto. Este tratamiento presentó la misma eficacia que el tratamiento control con hipoclorito sódico (200 ppm, 2 min) sin la necesidad de una etapa de enjuague posterior. Además, todas las concentraciones de PAA evaluadas (20, 40 y 80 ppm) inhibieron la bacteria en el agua de tratamiento tras 1 minuto de contacto. Cabe destacar, que el tratamiento seleccionado (40 ppm, 1 min) mostró reducciones de la microbiota de la fresa inferiores a 1 unidad logarítmica. En calçot, un bulbo que se consume de forma estacional en Cataluña en el que se busca alargar su vida útil como producto IV gama (Zudaire et al., 2018), el acondicionado del producto con agua tratada con hipoclorito de sodio (NaOCl, 100 ppm) o con ácido peracético (PAA, 80 ppm) mostró la misma efectividad, tras 1 minuto de tratamiento la población de microorganismos aerobios mesófilos se redujo en 2,3 unidades logarítmicas. Sin embargo, en el tratamiento de hipoclorito sódico la concentración de cloro libre en el agua de lavado se redujo en 47 ppm después del tratamiento de un único lote de producto, necesitando adicionar nuevamente cloro para asegurar la calidad del agua, mientras que la concentración de PAA del agua de lavado se mantuvo cercana a la concentración inicial. En este mismo estudio se observó que el lavado en agua caliente (55 °C, 1 minuto) redujo la población de microorganismos aerobios mesófilos en 3 unidades logarítmicas frente al producto fresco después del tratamiento, sin embargo, este tratamiento fue el único que registró un crecimiento microbiano durante la conservación a 4 °C, mientras que las muestras tratadas con NaOCl y PAA se mantuvieron estables, no existiendo diferencias al final de la conservación (15 días, 4 °C) entre los tres tratamientos. Aunque se ha visto que la breve exposición de vegetales a agua templada puede alargar la vida útil del producto, en algunas ocasiones puede dañar la membrana de las células vegetales, haciendo su contenido más accesible a los microorganismos (Goyeneche et al., 2015). En la misma matriz se determinó la eficacia del tratamiento con ultrasonidos de alta intensidad (US, 40 kHz, 250 W) sumergiendo calçots acondicionados en agua de red. En este caso fue preciso un tiempo de contacto de 45 minutos para obtener una reducción de 1 unidad logarítmica de microorganismos aerobios mesófilos, no observándose defectos en la calidad fisicoquímica del producto. Uno de los inconvenientes de los US es la generación de radicales hidroxilo que pueden reaccionar con los compuestos bioactivos. Sin embargo, en este caso no se observaron diferencias en la capacidad antioxidante total del calçot en ninguno de los tratamientos (Zudaire et al., 2019).

La radiación ultravioleta ha mostrado su eficacia para el control de patógenos y microbiota en distintos vegetales, aunque continúa presentando algunas limitaciones, como su reducida efectividad a la cara expuesta a la luz o su baja penetración. Sin embargo, el uso de equipos UV-C asistidos por agua permiten que la luz UV incida en todo el producto e impide su sobrecalentamiento a la vez que descontamina el agua de lavado (Fotografía 2). Además, puede sustituirse el agua de inmersión por una solución desinfectante que potencie la efectividad de la luz UV-C. Collazo et al. (2018) obtuvieron la mayor reducción de microorganismos aerobios mesófilos en brócoli cuando combinaron la radiación UV-C (0,3 kJ/m2) con la inmersión en PAA (50 y 80 ppm), llegando a observar 2 unidades logarítmicas de reducción en el producto. La aplicación de un tratamiento UV-C asistido por agua de 0,3 y 0,5 kJ/m2 permitió reducir la población de L. innocua inoculada artificialmente en brócoli en 1,7 y 2,4 unidades logarítmicas, no observándose sinergia cuando se empleó una solución de PAA (50 o 80 ppm) como líquido de inmersión (Collazo et al., 2019). Sobre brócoli inoculado con L. innocua, se determinó que un tratamiento con luz pulsada en seco (LP, 3 pulsos de luz (15 kJ/m2 UV-C)) tras una etapa previa de lavado en agua no mostró efecto alguno sobre el control del patógeno. Mientras un tratamiento con luz ultravioleta asistido por agua (0,1 kJ/m2) fue efectivo para reducir la población de L. monocytogenes y Salmonella enterica en 2,1 unidades logarítmicas en lechuga 'Iceberg' cortada, no se observó reducción en ninguno de los patógenos en hojas de espinaca 'baby' bajo las mismas condiciones. Fue preciso incrementar la radiación ultravioleta a 0,3 kJ/m2 y emplear como medio de inmersión una solución de 40 ppm de PAA para obtener una reducción de 1,4 y 2,2 unidades logarítmicas en L. monocytogenes y S. enterica, respectivamente (Collazo et al., 2019). Comparando estos trabajos se confirma que las características que presenta cada matriz son un factor clave para la efectividad de los tratamientos con luz ultravioleta. Además, se ha visto que la eficacia del tratamiento con radiación ultravioleta combinado con tratamientos químicos depende de múltiples factores como la dosis del químico, la forma de aplicación, la topografía de la matriz estudiada, la microbiota acompañante, el microorganismo diana o el método de inoculación.

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Fotografía 2. Prototipo a escala laboratorio del equipo de radiación ultravioleta asistido por agua LAB-UVC-Gama de la empresa UV-Consulting Peschl. Equipo compuesto por un tanque de agua equipado con recirculación en el que se encuentran dispuestas equidistantes cuatro lámparas UV (17,2 W, 254 nm).

En la obtención de un producto de IV gama de calidad e inocuo, la etapa de desinfección es clave, pero se hace imprescindible el uso de múltiples barreras como refrigeración, atmosfera modificada o activa y/o el uso de compuestos antimicrobianos para inhibir el desarrollo de aquellos microorganismos que puedan restar en el producto. Para ello se ha investigado la aplicación de bioconservantes como las bacteriocinas, agentes de control biológico o probióticos, estos últimos confiriendo al alimento de un valor añadido. Oliveria et al. (2014) aplicó el bacteriófago 'Listex P100' en melón 'Piel de sapo', pera 'Conference' y manzana 'Golden Delicious' mínimamente procesados inoculados previamente con L. monocytogenes. En melón y pera se observaron reducciones de 1,5 y 1 unidad logarítmica, respectivamente, después del almacenamiento (8 días, 10 °C). En cambio, no se observó reducción de ninguno de los patógenos en manzana debido al pH más ácido que muestra esta fruta (pH 3,7). El efecto de un cultivo protector aislado de manzana e identificado como Pseudomonas graminis CPA-7 se ha estudiado en diversas frutas. En manzana ‘Golden Delicious’ tratada con antioxidante, envasada en atmósfera modificada pasiva y conservada a 5 y 10 °C redujo la población de L. monocytogenes en 1 unidad logarítmica al final de la conservación, mientras que solo se observó reducción en la población de Salmonella cuando se conservó a 10 °C (Alegre et al., 2013). Sin embargo, la aplicación de P. graminis CPA-7 en melón ‘Piel de Sapo’ en condiciones semi-comerciales consiguió reducciones de Salmonella y L. monocytogenes inferiores a 1 unidad logarítmica (Abadias et al., 2014). En pera ‘Conference’ mínimamente procesada bajo condiciones comerciales se observó que pasados 9 días de conservación a 5 °C, P. graminus CPA-7 redujo L. monocytogenes en 1 unidad logarítmica, no observándose efecto en S. enterica (Iglesias et al., 2018).

Existen multitud de tecnologías y productos que permiten asegurar la calidad microbiológica de los productos IV gama, pero también se hace notorio que cada fruta y hortaliza presenta características fisicoquímicas y microbiológicas distintas que hacen necesario evaluar cada método sobre el producto y su proceso en la industria (aplicación de productos antioxidantes, permeabilidad de los envases, etc.). Asimismo, es importante destacar que la mejor manera de asegurar la calidad microbiológica de las frutas y hortalizas es prevenir su contaminación a lo largo de toda la cadena alimentaria.

Referencias bibliográficas

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