Aplicación industrial de la alta presión en la industria cárnica

La aplicación de las altas presiones, también denominada como pasteurización en frío, en el campo de la tecnología de los alimentos tiene interés desde el punto de vista de ser una tecnología de procesado mínimo con dos objetivos fundamentales: la eliminación de microorganismos y la inactivación de enzimas, modificando al mínimo las características sensoriales del producto y su valor nutritivo y aumentando su calidad sanitaria prolongado su periodo de conservación.

Aunque su conocimiento aplicado en la tecnología de los alimentos es antiguo, ya en 1899 se utilizó en leche para incrementar su período de conservación, no fue hasta la década de los ochenta cuando, con el desarrollo de nuevos equipos, se empezó a utilizar en la industria alimentaria. Fue Japón, en 1990, donde se elaboraron las primeras mermeladas comerciales tratadas con alta presión y, posteriormente, en 1991, cuando se inició la comercialización de yogures, gelatinas, salsas y macedonia de frutas. En la actualidad, existen en el mundo más de 300 instalaciones de altas presiones, 315 en 2015 (Pottier et al., 2016), repartidas por todos los continentes, especialmente en Norte América (54%), Europa (25%) y Asia (12%) (Huang et al., 2017). Las industrias que comercializan alimentos tratados por alta presión son principalmente de productos vegetales (35%), estando en segundo lugar la de los productos cárnicos (25%), posteriormente la de zumos y bebidas (17%) y productos pesqueros (13%) (Visiongain, 2015). En España están implantadas en industrias cárnicas, de productos vegetales, zumos y en el sector de platos preparados.

El procesado de alimentos por altas presiones hidrostáticas (APH) está clasificado como un proceso de pasteurización no térmico o procesado mínimo, basado fundamentalmente en dos principios físicos: el principio de Chatelier, el cual indica que cualquier fenómeno (reacciones químicas, cambios moleculares, etc.) que va acompañado por una disminución de volumen se incrementa por un aumento de presión, y viceversa; y el principio de la presión isostática, por el cual la presión se transmite de una forma uniforme e instantánea a través del producto, con independencia de la forma y el tamaño del mismo (Smelt, 1998).

Las principales ventajas obtenidas con el procesado por alta presión en productos cárnicos son:

• Aumenta la vida útil del producto cárnico, llegándola a aumentar de dos a tres veces comparando con el mismo producto sin procesar y almacenado a la misma temperatura, sin afectar a su calidad sensorial, conservando su sabor natural y manteniendo sus propiedades nutricionales. El procesamiento de los alimentos por altas presiones se ha desarrollado como una alternativa al tratamiento térmico clásico de pasteurización. El aumento de la vida útil de los productos presurizados se debe, principalmente, a la inactivación de los microorganismos (Hygreeva y Pandey, 2016; Pottier et al., 2016). Esta inactivación se puede producir por cambios en los mismos a nivel morfológico, a nivel metabólico (alteración de las reacciones catalizadas por enzimas), cambios a nivel genético y modificaciones a nivel de membrana y pared celular. El efecto de la alta presión sobre los microorganismos depende de diversos factores como pueden ser:

1. Las condiciones de presurización (presión, tiempo y temperatura)
2. El propio microorganismo: estado fisiológico (los microorganismos son más sensibles a la presurización en la fase de crecimiento que en las fases de latencia o estacionaria), del tipo, estos pueden ordenarse en relación con su manorresistencia, de menos a más resistentes, en mohos y levaduras - bacterias Gram negativas - virus con envoltura - hongos - bacterias Gram positivas - virus desnudos - esporas bacterianas. Aparte de la manorresistencia intrínseca de cada microorganismo, son muchos los agentes y factores que influyen en la letalidad de las altas presiones. Los más importantes quizás sean el nivel de presurización, la temperatura y el pH aunque en un segundo lugar se pueden colocar otros muchos, como tiempo de presurización, ingredientes, agentes antimicrobianos (bacteriocinas, antisépticos, etc.) presentes, etc.
3. Las características del alimento (composición, pH, actividad de agua, etc.).

• Favorece la exportación y expansión del mercado a países de máxima exigencia sanitaria como EE UU y Japón. En países como EE UU y Canadá, la tecnología de las altas presiones en productos cárnicos se ha extendido rápidamente porque son las propias autoridades sanitarias las que aconsejan el uso de las altas presiones para reducir los riegos por Listeria monocytogenes, habiendo sido aprobado su empleo por el FSIS (Food Safety and Inspection Service) en Estados Unidos (USDA, 2012) o en Canadá (Health Canada, 2014), denominándose a los elaborados cárnicos sometidos a tratamiento de altas presiones, productos libres de Listeria (‘Listeria free’).
• Para productos de carne curados, la capacidad bactericida de alta presión reduce la salinidad del producto y la adición de agentes antibacterianos. Debido a la eliminación de la flora vegetativa patógena y alterante en los productos cárnicos junto a la imposibilidad de una contaminación cruzada posterior al tratarse de un proceso postenvasado se reduce la necesidad de añadir conservantes dando lugar a productos cárnicos más saludables (Verma y Banerjee, 2012).
• La aplicación de este tipo de procesado supone una etiqueta de seguridad alimentaria para las empresas que comercialicen productos RTE, ‘Listos para comer’ (por sus siglas en inglés, Ready To Eat). El procesado por altas presiones es eficaz sobre Listeria, E. coli y Salmonella, microorganismos que pueden provocar alto riesgo de contaminación en productos cárnicos loncheados, en tiras o dados (Hygreeva y Pandey, 2016; Lakicevic y Nastasijevic, 2017).
• Pueden desarrollar productos cárnicos nuevos, seguros y funcionales (por ejemplo con bajo contenido en sal, con Omega 3, etc.), naturales y libres de conservantes. Al ser un procesado atérmico permite el desarrollo de productos más saludables, ricos en vitaminas, antioxidantes y compuestos antimutagénicos termosensibles.
• Versatilidad, ya que se puede emplear tanto en productos cárnicos enteros, loncheados o troceados. Empleándose tanto en productos cocidos, como curados, marinados o en platos preparados. El proceso puede utilizarse en productos envasados al vacío o en atmósfera modificada (MPA) y al ser un proceso postenvasado se evita cualquier posible recontaminación.
• Su aplicación implica una reducción de la energía empleada en el procesado en comparación con los métodos tradicionales y además se considera que es un proceso tecnológico no contaminante al no generar ningún tipo de residuo.

Sin embargo su utilización en carnes frescas, en función de la presión y el tiempo de procesado, está limitada ya que pueden producir efectos sobre el color y textura dando una apariencia, no deseable, a producto semicocido (Figura 1). Este efecto es más apreciable en carnes rojas y es debido principalmente a la conversión de la oximyoglobina a metamioglobina por oxidación del grupo hemo y a la desnaturalización parcial de las proteínas miofibrilares (Pottier et al., 2016). Estos cambios de aspecto y textura suponen un gran reto a superar para poder poner en el mercado los productos frescos procesados por APH.

En la práctica la aplicación de las altas presiones consiste en someter a una muestra biológica o alimento a presiones entre 100-1.000 MPa, aunque debido a limitaciones tecnológicas no se suelen alcanzar 750 MPa. La presión aplicada se transmite indirectamente sobre el producto, a través de un fluido, normalmente agua, por eso se denomina presión hidrostática, de una manera instantánea con independencia del tamaño de la muestra. Los equipos de alta presión se componen de una cámara de presurización (cilíndrica de acero de elevada resistencia), un sistema generador de la presión (generalmente un sistema de bombeo constituido por una bomba hidráulica y un sistema multiplicador de presión), de un circuito de regulación de temperatura y de un sistema de mandos que permita controlar el equipo. La mayor parte de estos equipos están fabricados por Hiperbaric (Burgos, Spain), Avure (Middletown, OH, USA), y Multivac (Germany, anteriormente Uhde High Pressure Technologies, fusionado con Multivac en 2011). Estos equipos pueden actuar en continuo para tratar productos líquidos no envasados, en este caso, la presión se comunica al producto de manera directa a través de un pistón móvil y una vez presurizado el producto se envasa asépticamente o en discontinuo en el que los alimentos (líquidos o sólidos), previamente envasados, se colocan en el interior de la cámara de presurización (Figura 2).

Figura 2: Maquinaria de Alta presión Hidrostática (APH) Hiperbaric 525 (España).

La empresa española Espuña, en el año 1998, fue la pionera en todo el mundo en la aplicación industrial de esta tecnología en el sector cárnico, concretamente en jamón cocido, ampliando posteriormente a una gama de productos tales como productos cárnicos curados y platos preparados (tapas). En la actualidad se comercializan gran cantidad de productos cárnicos cocidos, curados, marinados y platos preparados en diversos países con distintos objetivos: prolongar su vida útil, control de patógenos, productos más naturales o favorecer su comercialización mediante la exportación (Tabla 1).

Tabla 1. Algunos ejemplos de productos cárnicos comercializados en el mundo. Fuente www.hiperbaric.com/es/carnicos.

Entre las empresas españolas que han comercializado productos cárnicos presurizados, podemos destacar: Espuña, pionera a nivel mundial en su uso para la industria cárnica (jamón cocido, jamón curado y tapas), Campofrío (jamón cocido, jamón curado, pechuga de pollo fresco y marinado), Martiko (productos de pato), Parés (foie gras), MRM (lacón), Argal a través de su marca Creta Granjas, Jamcal (embutidos fermentados y jamón curado), Noel (jamón curado, lacón), etc. (Figuras 3 y 4).

Figura 3: Jamón cocido tratado con Altas Presiones Hidrostáticas (APH). Espuña.

Desde el punto de vista legislativo, de su regulación y directivas que les afectan, la aplicación de las altas presiones en alimentos estarían considerados en la categoría de ‘nuevos alimentos’ (‘novel food’) y en Europa se rigen por el Reglamento CE 258/97 (Reglamento CE n° 258/97, de 27 de Enero de 1997, sobre nuevos alimentos y nuevos ingredientes alimentarios) y sus posteriores modificaciones (reglamentos CE n° 1169/2011 y 2283/2015), mientras que en Estados Unidos lo serían por la directiva FSIS 6120.1 (USDA, 2012), en Nueva Zelanda por la directiva P291 (FSANZ, 2005) o en Canadá por la regulación de nuevos alimentos y aditivos D28/B (Health Canada, 2014).

Figura 4: Pechuga de Pavo tratada con Altas Presiones Hidrostáticas (APH). Campofrío gama de productos ‘Vuelta y Vuelta’.

En la actualidad la aplicación de altas presiones hidrostáticas (APH), está siendo ampliamente empleada en la industria cárnica como tecnología de conservación en productos cárnicos, constituyendo su empleo un gran reto para la comercialización como carne fresca.

Este estudio ha sido financiado por los proyectos AGL-2014-53207-C2-R y S2013/ABI-2913 (MEDGAN-CM) y el proyecto intramural (CSIC) 2014-470E073. Agradecemos a Hiperbaric (España) la autorización de la publicación de sus fotos.

Bibliografía

• Food Standards Australia New Zealand (FSANZ)(2005). Initial assessment report proposal P291-Review of novel food standard.
• Health Canada (2014). Guidance for industry on novelty determination of high pressure processing (HPP)-Treated food products. Division 28 of Part B of the food and drug regulations.
• Huang H.W., Wu S.J., Lu Y.K., Shyu Y.T. and Wang C.Y. (2017). Current status and future trends of high-pressure processing in food industry. Food Control 72, 1-8
• Hygreeva, D. y Pandey, M.C. (2016). Novel approaches in improving the quality and safety aspects of processed meat products through high pressure processing technology - A review. Trends in Food Science & Technology 54, 175-185
• Lakicevic, B. and Nastasijevic, I. (2017). Listeria monocytogenes in retail establishments: Contamination routes and control strategies. Food Reviews International 33 (3), 247-269
• Pottier, L.; Guyon, C. and Rakotondramavo, A. (2016). High pressure processing for meat products. Viandes et Produits Carnés. Issue: Nov., 1-6
• Reglamento CE n° 2015/2283 de 25 noviembre 2015, Sobre nuevos alimentos que modifica los reglamentos CE n° 1169/2011 y n° 258/97
• Reglamento CE n° 258/97, de 27 de Enero de 1997, Sobre nuevos alimentos y nuevos ingredientes alimentarios
• Simonin, H., Duranton, F. and de Lamballerie, M. (2012). New insights into the high pressure processing of meat and meat products. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety 11, 285-306.
• Smelt, J.P.P.M. (1998). Recent advances in the microbiology of high pressure processing. Trends in Food Science & Technology, 9, 152-158.
• United States Department of Agriculture (USDA)(2012). High pressure processing (HPP) and inspection program personnel (IPP) verification responsibilities. FSIS Directive 6120.1.
• Verma, A. K., & Banerjee, R. (2012). Low-sodium meat products: Retaining salty taste for sweet health. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 52, 72-84.
• Visiongain (2015). The food high pressure processing (HPP) technologies marketforecast 2015-2015: Pascalization & Bridgmanization.