“La naturaleza nos brinda regalos extraordinarios para vivir día a día, sin embargo, en algunas ocasiones nos es indispensable recurrir a elementos adicionales que le permitan mayor tiempo de duración”.

Por: Dr. José Octavio Rodiles López,

Dr. Rafael Zamora Vega,

QFB. UMSNH. Michoacán, México.

Los alimentos tienen la función de nutrir, estos nos aportan las sustancias necesarias para la vida en la que incluyen a los macro y micronutrientes. Los primeros, se necesitan consumir en grandes cantidades e incluyen carbohidratos, fibra dietética, proteínas y lípidos (grasas y aceites); mientras que los segundos, se requieren consumir en pequeñas cantidades, menores a 1g/día, que incluyen vitaminas y minerales. Además un alimento debe ser inocuo, es decir, que no genere enfermedades, sea satisfactorio con propiedades culinarias.

Hoy en día se habla de diferentes tipos de alimentos, tales como los funcionales, que además de nutrir, aportan beneficios directos a la salud; fortificados, donde se adicionan nutrientes específicos para aumentar su valor nutritivo; transgénicos, donde se le han hecho modificaciones genéticas y no contienen restos de productos agroindustriales a la hora de su consumo; y los prebióticos, que favorecen el crecimiento de microorganismos benéficos para la digestión, mejor conocidos como probióticos.

Los alimentos son perecederos y necesitan de procesos químicos, físicos o biológicos para aumentar su vida de anaquel, es decir, requieren la aplicación de un sistema de conservación. Hoy en día, la Industria de Alimentos abarca el transporte de materias primas, recepción de estas, almacenaje, procesamiento, envasado y distribución al consumidor. El procesamiento permite garantizar la inocuidad, así como aumentar la disponibilidad y la vida de anaquel, potencian la aceptación de un producto y en muchos casos facilitan su preparación.

Actualmente se busca que los procesamientos conserven y mejoren mayormente su valor nutritivo. Una nueva tendencia mundial es elaborar alimentos que además de nutrir generen beneficios directos a la salud como los ya mencionados alimentos funcionales. Otra gran tendencia, es elaborar productos de rápido consumo y con el mínimo tiempo para su preparación, los llamados fast foods.

Dentro de esta sección, daremos un panorama general y especifico de los diferentes sistemas de conservación de alimentos a nivel industrial, así como sus efectos directos en los valores nutritivos de diversos alimentos. También incluiremos notas sobre los diferentes sistemas de envasado, ya que este es parte integral de la conservación.

El uso de las tecnologías de conservación, han permitido una mayor distribución de los alimentos, en un mundo globalizado, a la vez, que diferentes tipos de alimentos procesados sean consumidos en diferentes países. El objetivo de las tecnologías de conservación es aumentar la vida de anaquel de los alimentos e incrementar la disponibilidad de estos. Estas tecnologías eliminan microorganismos, principalmente patógenos; inhiben las reacciones bioquímicas que pueden alterar sus propiedades sensoriales y valor nutritivo; así como los factores físicos que también pueden alterarlos.

Las propiedades sensoriales u organolépticas incluyen color, olor, sabor y textura, es decir, aquellas que percibimos por nuestros sentidos. Las nuevas tendencias en conservación tratan de minimizar los cambios sensoriales. Por otro lado, las reacciones de deterioro son muy variadas y pueden ser de origen biológico, como es la actividad enzimática, que ocasiona el oscurecimiento de ciertas frutas con respecto al tiempo después de ser cortadas o reacciones químicas, como es el enranciado de alimentos donde el oxígeno ataca a grasas y aceites.

Hoy en día, los sistemas de preservación de alimentos se clasifican en dos grupos, tecnologías tradicionales y tecnologías emergentes. Las primeras se han venido usando desde hace tiempo y las segundas son de reciente desarrollo. Cabe señalar que las tradicionales son muy buenas eliminando microorganismos, pero afectan fuertemente las propiedades sensoriales y nutricionales, caso contrario a las emergentes. Sin embargo, las tecnologías emergentes implican costos muy grandes para su implementación, ya que requieren de equipos muy sofisticados.

Las tecnologías tradicionales incluyen: refrigeración, congelación, pasteurización, esterilización por calor, evaporación, secado, liofilización, ahumado, salado, azucarado, encurtidos, embutidos, fermentación y el uso de conservadores químicos. Las tecnologías emergentes incluyen: altas presiones, pulsos de campos eléctricos o magnéticos, irradiación, microondas, ultrasonido, deshidratación osmótica, ultrafiltración, radiaciones ionizantes como luz ultravioleta o rayos gamma, películas alimentarias y conservadores biológicos.

Un punto crítico e importante en la conservación de los alimentos es el envasado. El envasado moderno implica varios aspectos, como es proteger al alimento del daño físico, químico y biológico; preservar la integridad, seguridad y calidad de los alimentos durante su transporte; maximizar la vida de anaquel; aumentar la disponibilidad de los alimentos e información nutricional en la etiqueta. Así mismo, deberá contener la fecha de caducidad y el lote de producción, para poder implementar sistemas de trazabilidad, donde se pueda conocer el origen de las materias primas, procesamiento al que fue sujeto y la distribución de este, desde la fábrica hacia los centros de acopio y hasta el consumidor directo. Un buen sistema de trazabilidad no solo rastrea un lote de producción, también implementa sistemas de seguridad en caso de una contingencia.

Actualmente el procesamiento de alimentos implica el uso de una serie de compuestos químicos o biológicos para favorecer sus propiedades sensoriales, estabilidad durante el almacenamiento, aumentar la vida de anaquel, llamados en conjunto como aditivos. Los aditivos no poseen propiedades nutricionales. Estos pueden ser de origen natural, desarrollados en el laboratorio, ya sean naturales y sintéticos, respectivamente. La tendencia mundial es usar los naturales a los sintéticos. El uso de aditivos se regula gubernamentalmente, las leyes varían de país a país y están en función a su posible toxicidad, lo que implica que algunos aditivos se dejan de usar en relación a estudios de toxicidad de estos. Ya que son muy distintos e incluyen conservadores, colorantes, aromatizantes, saborizantes, acidulantes, edulcorantes, antioxidantes, surfactantes como los emulsificantes, espumantes, quelantes, espesantes, por mencionar algunos. En futuras publicaciones hablaremos de los mismos.

Breve historia

La conservación de alimentos no es algo nuevo, existe desde los inicios de la humanidad al desarrollarse la agricultura y ganadería. Su objetivo era almacenar comida para los tiempos de carencia de los mismos y para el intercambio de víveres entre diferentes civilizaciones; hoy mismo continuamos haciendo lo mismo. La Globalización y los sistemas de conservación, nos permiten intercambiar alimentos alrededor del mundo.

Los primeros sistemas utilizaban las condiciones ambientales donde vivían los seres humanos, como el uso de la luz solar para secar, el uso de la sal de mar, el humo de la combustión de ciertas maderas, el hielo y la nieve, por mencionar algunos. Los babilonios usaban sal de mar, la nieve y el humo para conservar alimentos. Los egipcios desarrollaron el pan con levadura unos 6,000 años a.C., y los sumerios inventaron la cerveza unos 4,000 años a.C.

El primer alimento envasado fue desarrollado por un chef francés, Nicolas Appert, durante las guerras napoleónicas. Él colocaba alimentos dentro de una botella de vidrio, después, los cerraba con tapones de corcho para posteriormente calentarlos en baño María. Sin embargo, Appert nunca pudo explicar por qué se alargaba la vida de anaquel. Hasta la llegada del químico francés Louis Pasteur, quien señalaba que el daño a los alimentos era por el ataque de microorganismos a los mismos y que las botellas de Appert aumentaban la vida de anaquel porque se eliminaban los microbios. Años más tarde, se inventaron las latas, donde se podían usar temperaturas más altas y matar mayor cantidad de microorganismos. Gracias a ello, se fueron mejorando y desarrollando los sistemas y métodos de conservación a lo largo del tiempo, siendo cada vez más rápidos como eficientes.

Microbiología

Uno de los factores que más afectan a los alimentos son los microorganismos, principalmente bacterias, hongos y levaduras. Por definición son aquellos seres vivos que solamente se pueden observar bajo un microscopio; pero, primero hablemos un poco sobre Taxonomía. La Taxonomía es la ciencia que clasifica a los seres vivos por sus características, ya sea por similitudes o por diferencias. Antiguamente se usaban los caracteres anatómicos o fisiológicos, pero la tendencia actual es la clasificación por mapeos genéticos de su DNA. La clasificación ha ido evolucionando y cambiando con el tiempo.

En datos actuales, la primera clasificación sería la de seres acelulares y celulares. Los acelulares no poseen una membrana celular que incluye solamente a los virus, cabe señalar que todos los virus son patógenos. Por otro lado, los seres celulares poseen una membrana celular y pueden ser procariontes o eucariontes, los primeros no tienen un núcleo celular y los segundos si lo poseen. La clasificación más reciente sobre organismos celulares incluye 7 reinos. Los procariontes incluyen arqueas y bacterias, los eucariontes incluyen protozoarios, algas, hongos, plantas y animales. Todas las bacterias y arqueas son organismos microscópicos, así como algunos hongos, algas y protozoarios. No todos los microorganismos celulares son patógenos.

Los microbios pueden alterar la composición química del alimento y generar malos sabores y olores, pero también pueden generar enfermedades.

Hablemos de algunas características comunes de los microorganismos, que están relacionadas con la tecnología de los alimentos. Las bacterias se reproducen por fisión binaria, esto significa que una célula se divide para formar dos células, estas dos, se dividen para formar cuatro células y así sucesivamente. Así mismo, las tazas de reproducción pueden ser de tan solo unos minutos. Por ejemplo, hay bacterias que se reproducen en solo 15 minutos, lo que implicaría que una sola bacteria generaría 65,536 bacterias en 4 horas.

Algunas bacterias generan esporas, que son un sistema de protección contra factores adversos. Cuando una bacteria se siente atacada, genera una espora, la cual es un estado de latencia donde la espora no necesita comer para poder vivir y puede vivir así por varios años. Si la espora no se siente atacada, genera nuevamente una bacteria y esta es nuevamente un ser vivo que se reproducirá. El problema de los alimentos es que las esporas son altamente resistentes a diferentes sistemas de conservación, por ejemplo, se necesitan muy altas temperaturas para poderlas eliminar.

Las bacterias pueden ser comensales, mutualistas o patógenas. Las comensales conviven con otros seres vivos, como los humanos, pero sin generar ventajas o desventajas. Las mutualistas generan beneficios y las patógenas generan problemas. Hoy se habla mucho de probióticos, que son microorganismos mutualistas, que además generan beneficios directos a la salud en humanos.

Cabe señalar que existen diferentes sustancias químicas para eliminar microorganismos, medicamentos, pero estos no se pueden usar en alimentos, por ejemplo, los antibióticos. Está prohibido usar antibióticos en alimentos, ya que algunos de estos generan alergias y son tóxicos para humanos.

De igual forma, hay que señalar que existen bacterias benéficas con usos industriales. Que la fermentación es un proceso de conservación de alimentos que usa ciertos microorganismos que evitan el crecimiento de microorganismos patógenos y que esta es tan vieja como la humanidad. La cerveza, el vino y los yogures, son ejemplos de alimentos fermentados.

Actividad de agua

El agua forma parte de todos los alimentos y es necesaria para el crecimiento microbiano, así como para el desarrollo de las reacciones químicas de deterioro. En la tecnología de alimentos, se manejan dos conceptos: humedad y actividad de agua (Aw), ambas son diferentes. La humedad es la cantidad de agua que posee un alimento per se, mientras que la actividad de agua es la cantidad de agua disponible para crecimiento microbiano o reacciones químicas.

La actividad de agua a grosso modo, es la cantidad de agua disponible en un alimento para que haya desarrollo de microorganismos o reacciones químicas. Estas se pueden medir con equipos de laboratorio, su escala va de 0 a 1, entre más cerca de 1, mayor probabilidad de deterioro. Normalmente las bacterias no se desarrollan cuando la Aw es menor de 0.90, las levaduras a 0.88 y los hongos a 0.80. Por ejemplo, una fruta fresca posee una Aw de 0.97, mientras que una mermelada solo posee 0.82. La mermelada se conserva mucho más tiempo.

La actividad enzimática, así como reacciones químicas, también dependen de la actividad de agua. La velocidad de deterioro por enzimas y el oscurecimiento por reacciones químicas se reduce al disminuir la actividad de agua; solamente la oxidación de grasas y aceites no presenta una disminución lineal. La Aw en alimentos a nivel industrial se puede reducir por diferentes métodos tales como: bajar la concentración de humedad, polvos deshidratados, aumentar la concentración de sal y azúcar, pescados salados y mermeladas; congelación, por mencionar algunos.

Podemos señalar que los alimentos son perecederos, que necesitan una aplicación de diferentes sistemas para aumentar su vida de anaquel. Conocer los diferentes tipos de conservación de alimentos nos permitirá tener las herramientas para aumentar la vida útil de los productos agroindustriales, ya sea para comercio nacional o internacional. Tener una mayor vida de anaquel nos permite tener mayor tiempo para la comercialización de nuestros productos.