Técnicas desinfectantes eco-innovadoras para preservar o potenciar los compuestos bioactivos en brócoli mínimamente procesado en fresco

El mayor productor europeo de brócoli es España con un área cultivada de 24,200 ha y 359,300 t de producción (2011), siendo la Región de Murcia el mayor productor a nivel nacional (MAGRAMA, 2012). Sin embargo, el consumo español de esta ‘Brassica’ es tan sólo de 200 g^–1 año^–1 persona^–1, lo que sin duda resulta muy bajo comparado por ejemplo, con los 4 kg^–1 año^–1 persona^–1 consumidos por los habitantes de Reino Unido. El bajo consumo de esta saludable hortaliza, que ha sido denominada por los medios de comunicación como la ‘superverdura’, se debe a su característico olor y sabor amargo, originados por los compuestos volátiles y azufrados (glucosinolatos e isotiocianatos) en los que es rica. Para incrementar su consumo, asociaciones como ‘+Brócoli’ (http://www.masbrocoli.com/inicio/index.aspx) han sido creadas recientemente con una gran participación de agricultores, comerciantes, investigadores, nutricionistas y restauradores.

Por otra parte, la mejora genética está jugando un papel importante para potenciar aún más el consumo de esta hortaliza, mediante el desarrollo de nuevas variedades con un sabor más suave, conseguido mediante un mayor contenido de azúcares que enmascaren el sabor amargo. En este sentido fue obtenido el brócoli Bimi (‘Brassica oleracea’, grupo Italica x Alboglabra), un híbrido natural entre el brócoli convencional y el brócoli chino. Esta particular ‘Brassica’ tiene un tallo largo, estrecho y tierno que se asemeja a un espárrago en cuyo extremo se encuentra el florete (Figura 1). Debido a su delicado y suave sabor, se puede comer crudo como un producto mínimamente procesado en fresco (MPF) o de la ‘IV Gama’ de la alimentación (por ejemplo, en ensaladas), y además, si se prefiere cocinado, los tratamientos térmicos requeridos son mucho más suaves (debido a sus características físico–químicas) que las variedades de brócoli convencionales. Todo ello se traduce en un mayor contenido nutricional y bioactivo de esta nueva hortaliza.

El hipoclorito sódico (NaOCl) ha sido utilizado tradicionalmente por las industrias de productos MPF por sus fuertes propiedades oxidantes, actividad antimicrobiana y bajo precio. Sin embargo, se ha demostrado que el NaOCl puede oxidar parcialmente compuestos de los alimentos y producir productos químicos como cloroformo, ácidos haloacéticos y otros trihalometanos, potencialmente tóxicos para el hígado y los riñones (Ölmez y Kretzschmar, 2009). Por este y otros motivos, el NaOCl ha sido prohibido en diversos países europeos como Alemania, Países Bajos, Dinamarca, Suiza y Bélgica (Artés et al., 2009). Debido a esto, la industria de productos MPF está buscando nuevas alternativas al NaOCl eco-sostenibles. Entre estas alternativas están el agua electrolizada y la radiación no ionizante UV–C, que no generan tipo alguno de residuos y, por lo tanto, inocuos para el ser humano.

La capacidad desinfectante del agua electrolizada ha sido atribuida a su alto potencial redox, que podría afectar en primer término al equilibrio redox de la pareja disulfuro de glutatión–glutatión y entonces penetrar las membranas externas e internas de los microrganismos, produciendo finamente la muerte celular de éstos (Liao et al., 2007). Por otra parte, la radiación UV–C induce la formación de dímeros de pirimidina, los cuales alteran la hélice de ADN y bloquean la replicación de las células microbianas, originando como consecuencia mutaciones y la muerte celular de los mismos, sin afectar al vegetal (Lado y Yousef, 2002). Por otra parte, estos tratamientos, además de producir el buscado efecto desinfectante, pueden ser interpretados como estreses abióticos por las células vegetales, las cuales incrementan, en señal de respuesta, la síntesis de antioxidantes como son los fenoles, de efecto positivo para la salud del consumidor.

El procesado mínimo en fresco se llevó a cabo en una habitación refrigerada (8 °C), previa y debidamente desinfectada. El material vegetal fue inspeccionado cuidadosamente, seleccionando aquel sin defectos y de apariencia visual similar. Las piezas fueron cortadas para así obtener un tamaño homogéneo de 15 cm de longitud. Las hojas pequeñas se eliminaron con un cuchillo afilado. Todas las muestras se prelavaron durante 1 min con agua fría (5 °C) de la red, con el fin de eliminar cualquier resto de materia orgánica. A continuación, los tratamientos aplicados fueron los siguientes:

- Control: Como tratamiento control se utilizó NaOCl como se hace convencionalmente en las industrias de procesado en fresco. Para ello, el material fue lavado durante 2 min con una solución de NaClO (100 mg L^–1 cloro libre; 5 °C, pH 6,5 ± 0,1) con una proporción de 300 g de material vegetal / 5 l de desinfectante (p/v). Después del tratamiento desinfectante se realizó un enjuague durante 1 min con agua fría (5 °C) de la red. Para eliminar el exceso de agua se realizó un centrifugado en una cesta perforada durante 1 min.

- UV–C: El material vegetal fue expuesto a una dosis de 6,0 kJ UV–C previo al envasado. Para ello se lo dispuso sobre una malla suspendida entre dos baterías de tubos UV–C. La dosis de UV–C fue seleccionada en base a estudios previos realizados con este tipo de brócoli (Martínez–Hernández et al., 2011) (Figura 2).

- Tratamiento combinado: AEN + UV-C.

La extracción de los compuestos fenólicos se realizó de acuerdo a Martínez–Hernández et al. (2012) y se determinaron mediante el método del reactivo Folin–Ciocalteu (una mezcla de fosfomolibdato y fosfotungstato) descrito por Singleton y Rossi (1965), midiendo la absorbancia de las muestras a 750 nm en un lector de microplacas. Los resultados se expresaron como mg de equivalentes de ácido clorogénico (EAC) kg^–1 de peso fresco (pf). Los análisis se realizaron por triplicado.

Entre los métodos desinfectantes alternativos al NaOCl, la luz UV–C consiguió el mayor efecto, igualando al conseguido con el NaOCl con una reducción de AMT para ambos de 1,2 log UFC g^–1 respecto del productos sin tratar (2,4 log UFC g^–1) en el día de procesado. Sin embargo, mientras que el tratamiento AEN sólo alcanzó un descenso de 1,4 log UFC g^–1 de los AMT en el día de procesado, su combinación con la luz UV–C provocó el mayor efecto microbicida de todos los tratamientos en el día 15 de vida útil con una reducción de los AMT de 1,8 log UFC g^–1, respecto de los valores del día de procesado. Atendiendo a los recuentos de microorganismos aerobios psicrófilos, todos los tratamientos desinfectantes alternativos al NaOCl registraron reducciones microbianas similares al NaOCl en el rango de 0,9–1,3 log UFC g^–1 para todos ellos, respecto de los recuentos de aerobios psicrófilos de las muestras sin tratar en el día de procesado (2,3 log UFC g^–1).

Los bajos valores iniciales de enterobacterias (1 log UFC g^–1) quedaron por debajo del límite de detección del método de análisis tras todos los tratamientos desinfectantes, poniéndose de manifiesto la eficacia de estos nuevos tratamientos. Los niveles iniciales de mohos y levaduras (3,1 log UFC g^–1) descendieron tras aplicar los desinfectantes, independientemente de cuál fuera, en el día de procesado, excepto UV–C, hasta niveles inferiores al límite de detección. Durante la conservación, estos niveles de mohos y levaduras aumentaron ligeramente con valores que oscilaron entre 2,1–2,5 log UFC g^–1, mientras que el tratamiento combinado consiguió frenar en mayor medida el crecimiento de mohos y levaduras con un nivel de 1,2 log UFC g^–1 tras 19 días de conservación refrigerada.

- Artés, F., Gómez, P.A., Aguayo, E., Escalona, V.H., Artés–Hernández, F., 2009. Sustainable sanitation techniques for keeping quality and safety of fresh–cut plant commodities. Postharvest. Biol. Technol. 51: 287–296.

- Hung, H–C., Joshipura, K.J., Jiang, R., Hu, F.B., Hunter, D., Smith–Warner, S.A., Colditz, G.A., Rosner, B., Spiegelman, D., Willett, W.C., 2004. Fruit and vegetable intake and risk of major chronic disease. J. Natl. Cancer Inst. 96: 1577–1584.

- Lado, B., Yousef, A., 2002. Alternative food–preservation technologies: Efficacy and mechanisms. Microbes Infect. 4: 433–440.

- Liao, L.B., Chen, W.M., Xiao, X.M., 2007. The generation and inactivation mechanism of oxidation–reduction potential of electrolyzed oxidizing water. J. Food Eng. 78: 1326–1332.

- MAGRAMA, 2012. Avances de superficies y producciones de cultivos, Mayo 2012. MAGRAMA. Madrid, España. http://www.magrama.gob.es/estadistica/pags/anuario/2010/AE_2010_13.pdf. Accessed on August 2012.

- Martínez–Hernández, G.B., Artés–Hernández, F., Colares–Souza, F., Gómez, P.A., García–Gómez, P., Artés F., 2012. Innovative cooking techniques for improving the overall quality of a kailan–hybrid broccoli. Food Bioprocess Technol. In press. DOI: 10.1007/s11947–012–0871–0.

- Martínez–Hernández, G.B., Gómez, P., Pradas, I., Artés, F., Artés–Hernández, F., 2011. Moderate UV–C pretreatment as a quality enhancement tool in fresh–cut Bimi broccoli. Postharvest Biol. Technol. 62: 327–337.

- Martínez-Hernández, G.B., Artés-Hernández F., Gómez P.A., Formica A.C., Artés F. 2013. Combination of electrolyzed water, UV-C and superatmospheric O2 packaging for improving fresh-cut broccoli quality. Postharvest Biol. Technol. 76:125–134.

- Ölmez, H., Kretzschmar, U., 2009. Potential alternative disinfection methods for organic fresh–cut industry for minimizing water consumption and environmental impact. Lebensm. Wiss. Technol. 42: 686–693.

- Richer, D.L., 1987. Synergism–a patent view. J. Pest Sci. 19: 309–315.

- Shahidi, F., Naczk, M., 2004. Phenolics in food and nutraceuticals. CRC Press, Boca Raton FL, USA. 1–2.

- Singleton, V.L., Rossi, J.A., 1965. Colorimetry of total phenolics with phosphomolybdic–phosphotungstic acid reagents. Am. J. Enol. Vitic. 16, 144–158.

- Traka, M., Gasper, A.V., Melchini, A., Bacon, J.R., Needs, P.W., Frost, V., Chantry, A., Jones, A.M.E., Ortori, C.A., Barrett, D.A., Ball, R.Y., Mills, R.D., Mithen, R.F., 2008. Broccoli consumption interacts with GSTM1 to perturb oncogenic signalling pathways in the prostate. Pros One. 3 (7), e2568.