Comparación microbiológica y química del lavado, a escala industrial, de vegetales IV Gama utilizando ácido peracético y cloro

En este artículo se resumen los resultados obtenidos dentro del marco del proyecto europeo aqUAFRESH, formado por el consorcio de empresas Citrosol (España) y Kronen (Alemania) y que cuenta con el centro tecnológico CNTA (Centro Nacional de Tecnología y Seguridad Alimentaria) como colaborador. En el proyecto se ha desarrollado un nuevo sistema, tecnológicamente factible y económicamente competitivo para el lavado y desinfección de frutas y hortalizas mínimamente procesadas (IV Gama) y se ha evaluado, a nivel industrial, la eficacia antimicrobiana del ácido peracético, en comparación con el cloro, en el agua de lavado de diferentes productos de IV Gama.

El lavado de frutas y vegetales en la industria de IV Gama es una etapa clave ya que está directamente relacionado con la seguridad y calidad del producto. Es por ello que en esta etapa es necesaria la adición de agentes desinfectantes con el objeto de reducir la carga microbiológica del producto, pero sobre todo la del agua de lavado, evitando así el riesgo de que se produzcan contaminaciones cruzadas durante el proceso.

Hasta la fecha, la cloración es el método de desinfección más empleado en las industrias de IV Gama debido, principalmente, a su bajo coste, alta eficacia en la desinfección y al gran conocimiento generado a lo largo de décadas de investigación y uso. Sin embargo, el uso de desinfectantes clorados en aguas de proceso está siendo muy cuestionado porque está demostrado que, en presencia de materia orgánica, estos biocidas reaccionan con la misma generando subproductos derivados de la desinfección (DBPs = Disinfection By Products) potencialmente dañinos para las personas, como lo son los trihalometanos (THMs), cloritos, cloratos o percloratos. Todo esto supone un grave problema tanto en términos de salud pública como medioambiental y, por estos motivos, su aplicación está prohibida en varios países europeos: Holanda, Bélgica o Alemania, entre otros.

Es por ello por lo que ha sido necesaria la búsqueda de otros procesos de desinfección alternativos para garantizar la seguridad alimentaria. Ante esta necesidad, el ácido peracético (APA) se ha constituido como una alternativa muy eficaz para una adecuada desinfección del agua de lavado, debido principalmente a su eficacia antimicrobiana y a que no produce DBPs nocivos derivados de la reacción con la materia orgánica.

Todo esto unido a la actual transformación de las industrias hacia una economía circular, en la cual se pretende mejorar la gestión de los recursos mediante prácticas más sostenibles, hace que este compuesto tenga especial relevancia como desinfectante debido a su alta estabilidad, la cual hace que sea necesaria una menor tasa de renovación del agua de proceso.

En este artículo analizamos la efectividad del ácido peracético, en comparación con el cloro, desde el punto de vista microbiológico y fisicoquímico (generación de DBPs), a una escala industrial, sobre diferentes tipos de vegetales mínimamente procesados (lechuga Iceberg cortada y brotes tiernos).

Los ensayos se realizaron en la empresa Vega Mayor S.L. (Navarra, España), utilizando un sistema comercial de doble lavado (L#1 = lavadora 1; L#2 = lavadora 2) fabricado por la empresa Kronen GmbH (Kehl am Rhein, Alemania) la cual presenta una amplia experiencia en el desarrollo de tecnología para el procesamiento de vegetales y frutas.

Se estudiaron dos productos: lechuga Iceberg cortada y brotes tiernos (Lollo verde + Batavia), todos ellos procedentes de las fincas de Vega Mayor S.L.

Se compararon 3 escenarios (ESCN) diferentes en los ensayos. En el ESCN.1 se utilizó como higienizante cloro a 80 ppm (medido como cloro libre= CL). La cloración se realizó siguiendo el procedimiento habitual de uso en Vega Mayor. En el ESCN.2 y ESCN.3 se empleó ácido peracético (APA) en la desinfección, utilizando la fórmula comercial Citrocide^® Plus (Productos Citrosol S.A., Valencia, España) tal y como se indica en la Tabla 1. Para la dosificación y control del APA se utilizó el Sistema Citrocide^® FRESH-CUT, desarrollado por Productos Citrosol S.A. Este sistema realiza una monitorización continua de la concentración de APA en el agua de lavado y permite mantener la dosis óptima de forma totalmente automática.

Tabla 1. Escenarios (ESCN.) evaluados en el lavado industrial de los vegetales, empleando cloro (CL) o ácido peracético (APA) como agentes higienizantes, en la lavadora 1 (L#1) o en la lavadora 2 (L#2).

Si se atiende a cada una de las etapas de lavado de cada escenario, se observa que cuando el vegetal se lavó sólo con agua en la lavadora 1 (ESCN.3- L#1), la carga microbiana de la misma aumentó de manera significativa. Por el contrario, cuando se añadió un higienizante en la L#1 (CL en el ESCN.1 y APA en el ESCN.2), la carga microbiana del agua de proceso se redujo significativamente.

Con todo ello, se observa transferencia microbiana de los vegetales al agua de proceso en la L#2 en el ESCN.1 y el ESCN.2, escenarios en los que no había higienizante en la segunda lavadora.

Adicionalmente, se evaluó la generación de DBPs (cloratos, cloritos y diversos THMs) en el agua de proceso así como su presencia en el producto final (Figura 2).

Figura 2. Concentración (µg/L) de los subproductos de la desinfección (DBPs) en el lavador L#2 en el agua de proceso de a) lechuga iceberg y b) brotes tiernos en los diferentes escenarios evaluados: ESCN.1 (L#1: 80 ppm CL y L#2: agua), ESCN.2 (L#1: 80 ppm APA y L#2: agua) y ESCN.3 (L#1: agua y L#2: 80 ppm APA).

La Figura 2 muestra los resultados de los DBPs analizados en el agua de lavado de lechuga Iceberg (Figura 2.a) cortada y brotes tiernos (Figura 2.b), en los diferentes escenarios evaluados. Debido a que el agua potable de red utilizada suele estar clorada, también se analizó su contenido en DBPs para tener los niveles base. El lavado con 80 ppm de cloro (ESCN.1) generó concentraciones importantes de DBPs en el agua de proceso. Por el contrario, y como era de esperar, el ESCN.2 y ESCN.3 en los que se empleó APA como higienizante no presentaron cantidades significativas de estos DBPs, a excepción del nivel de base de clorato proveniente del agua empleada.

Cabe destacar que, cuando se analizó el contenido de DBPs en los productos vegetales finales, no se encontraron cantidades significativas de cloratos, percloratos y THM en ninguno de los escenarios estudiados. Esta ausencia de DBPs en productos IV gama también se observó en otros estudios publicados (COT 2006, Klaiber et al., 2005 & López-Gálvez et al., 2010).

Los resultados de este estudio corroboran resultados anteriores de diversos autores (Banach et al., 2015, Gil et al., 2009), que demuestran que existe mayor posibilidad de propagación y contaminación cruzada de la carga microbiana del agua de lavado al producto cuando no se usa ningún higienizante en cualquier etapa del proceso de lavado.

Por otro lado, los resultados obtenidos en estas pruebas industriales indican claramente que los formulados peroxiacéticos, más específicamente el Citrocide® Plus utilizado en este caso en particular, son una alternativa viable a los desinfectantes clorados, tanto desde el punto de vista técnico, como de seguridad alimentaria, así como medioambiental. Con el uso de Citrocide® Plus no solo se consigue desinfectar el agua de lavado de productos IV Gama con igual eficacia el que cloro, sino que además se mejora la seguridad alimentaria del producto final al reducir de manera drástica, o incluso eliminar, el riesgo que supone la formación en el agua de lavado de DBPs nocivos para las personas. Además, aquellos procesadores de IV gama que hasta ahora no utilizaban ningún tipo de desinfectante en sus aguas de lavado por tener restricciones al cloro, podrán disminuir el consumo de agua y tener así un lavado más eficiente y eficaz.

En este sentido, el Sistema Citrocide^® FRESH-CUT permite aplicar de forma eficaz y eficiente esta solución alternativa a la desinfección clorada. El Sistema Citrocide® FRESH-CUT permite la dosificación y control automáticos de Citrocide^®, a la vez que monitoriza a tiempo real su concentración en el agua de lavado, manteniendo la dosis óptima en todo momento (Figura 3). Este Sistema está equipado con un avanzado software que permite guardar y transferir los datos más relevantes del proceso de lavado, proporcionando así información detallada para la trazabilidad del mismo.

Figura 3. Evolución de la concentración de Citrocide^® en el agua de lavado de brotes tiernos.

Referencias

Banach, J. L., I. Sampers, S. Van Haute, and H. J. van der Fels-Klerx. 2015. Effect of disinfectants on preventing the cross-contamination of pathogens in fresh produce washing water. Int. J. Environ. Res. Public Health 12:8658–8677.

Committee on Toxicity of Chemicals in Food. 2006. COT Statement on a commercial survey investigating the occurrence of disinfectants and disinfection by-products in prepared salads. Available at: https://cot.food.gov.uk/sites/default/files/cot/cotstatementwashaids200614. pdf. Accessed 7 May 2021.

Gil, M. I., M. V. Selma, F. López-Gálvez, and A. Allende. 2009. Fresh-cut product sanitation and wash water disinfection: problems and solutions. Int. J. Food Microbiol. 134:37–45

Klaiber, R. G., S. Baur, G. Wolf, W. P. Hammes, and R. Carle. 2005. Quality of minimally processed carrots as affected by warm water washing and chlorination. Innov. Food Sci. Emerg. Technol. 6:351– 362.

López-Gálvez, F., A. Allende, P. Truchado, A. Martínez-Sánchez, J. A. Tudela, M. V. Selma, and M. I. Gil. 2010. Suitability of aqueous chlorine dioxide versus sodium hypochlorite as an effective sanitizer for preserving quality of fresh-cut lettuce while avoiding by-product formation. Postharvest Biol. Technol. 55:53–60.