Hasta ahora hemos visto varias tecnologías de conservación de alimentos, que incluyeron tratamientos térmicos como: la pasteurización, esterilización, cocción, escaldado; al igual que bajas temperaturas como: la refrigeración, congelación, liofilización; también métodos químicos como el salado, azucarado, ahumado, conservadores químicos, secado y fermentación. Todas estas tecnologías en conjunto son llamadas tecnologías tradicionales en la conservación de los alimentos.

Por otro lado, existen las llamadas tecnologías emergentes, llamadas así, por el hecho de haber sido desarrolladas en años recientes. Algunas de estas tecnologías ya se usan a nivel industrial y otras siguen como una futura opción a nivel industrial. Dentro de las tecnologías emergentes tenemos: Altas Presiones, Pulsos de Campos Eléctricos, Microondas, Ultrasonido, Radiaciones Ionizantes, Bacteriocinas, entre otras.

Las tecnologías tradicionales se caracterizan por tener un excelente control antimicrobiano, evitar la reacción química y enzimática de deterioro. Sin embargo, tiene el inconveniente de generar alteraciones organolépticas y nutritivas en los alimentos durante su procesamiento. Los cambios organolépticos incluyen variaciones en el color, olor, sabor y textura del alimento ya procesado. Por otro lado, las propiedades nutritivas de macro y micronutrientes pueden ser alteradas; por ejemplo, la pasteurización y esterilización tienden a afectar la estabilidad de las vitaminas, así como disminuir su biodisponibilidad que se pierden durante el proceso.

Hoy en día, los consumidores modernos pugnan por alimentos frescos, nutritivos, seguros y con un sabor lo más parecido al del alimento natural. Esto ha promovido el surgimiento y desarrollo de nuevas técnicas para conservación que eliminan por un lado los microorganismos patógenos y, por otro lado, logran un máximo en la calidad nutricional y sensorial, así llamadas: tecnologías emergentes. Muchas de estas tecnologías no han sido implementadas a nivel industrial, ya sea por sus altos costos o porque no garantizan la total inocuidad del producto terminado. En función a estos, se ha sugerido el uso combinado de una tecnología tradicional con una emergente y generar un efecto sinérgico.

Altas presiones

Esta es una tecnología ya usada a nivel industrial, también conocida como HP (High Pressure, en inglés). El cual se basa, en la exposición de los alimentos a muy altas presiones por diferentes periodos de tiempo pudiendo variar la temperatura. Las presiones de operación van desde los 200 hasta los 800MPa (Megapascal) y con tiempos de procesamiento desde algunos segundos hasta varios minutos. También se ha usado conjuntamente las HP con temperaturas moderadas para incrementar la destrucción de los microorganismos.

Es un proceso no térmico, que involucra incrementos menores de temperatura por el proceso mismo de presurización, ya que al aumentar la presión aumenta la temperatura.

Cabe señalar que los procesos HP no afectan los enlaces químicos de tipo covalente, lo que implica un mínimo decremento en los atributos sensoriales de los alimentos. El procesamiento HP se basa en presurizar un alimento preenvasado dentro de un recipiente resistente a la presión, hecho de una aleación de acero con alta resistencia a la tensión. Además del cilindro, existe un sistema para generar la presión, un sistema para control de la temperatura y un sistema para el manejo del alimento. Los equipos, pueden generar la presión por métodos directos o indirectos, utilizando principalmente agua como medio para transmitir la presión.

Esta tecnología también tiene alto potencial para generar nuevos productos debido a la creación de nuevas texturas y propiedades funcionales por su gran variabilidad de operación. Uno puede variar la presión, temperatura y tiempo de procesamiento para crear nuevos productos. Así mismo, ésta es la única tecnología emergente que garantiza la eliminación de esporas bacterianas e inhibición de enzimas. El avance en el diseño de equipos, está permitiendo a esta tecnología competir desde un punto de vista económico con las tecnologías tradicionales que usan temperaturas.

El daño a los microorganismos por la acción de la presión, se da a nivel de membrana celular, morfología celular y reacciones bioquímicas. La acción antimicrobiana depende del tipo como número de microorganismos, magnitud, duración de la presión, rango de temperatura, tiempo de procesamiento y la composición química del alimento.

En México ya existen productos en el mercado que usan HP, tales como jugos de frutas, guacamoles, mermeladas, embutidos, entre otros.

Pulsos de campos eléctricos

Esta tecnología, también llamada PEF (Pulsed Electric Fields, en inglés), se basa en la aplicación de pulsos eléctricos de alto voltaje a un alimento que está situado entre dos electrodos con tiempo de procesamiento de microsegundos. Las pulsaciones están en el rango de 20 a 80kV/cm. El PEF se considera un proceso no térmico ya que el alimento es tratado a temperaturas altas por tan sólo unos microsegundos, lo cual minimiza los posibles daños generados por calor a los nutrientes que componen al alimento.

El fundamento de la eliminación microbiológica es la destrucción de la membrana celular de los microorganismos sin afectar la membrana celular de las células de los alimentos. El grado de destrucción microbiana depende de la fuerza del campo eléctrico y del tiempo de tratamiento, así como de la temperatura, pH, conductividad eléctrica y fuerza iónica del alimento. También es dependiente del tipo de microorganismo, como de concentración y estado de desarrollo de este. Cabe señalar que las esporas bacterianas son altamente resistentes a este tipo de tratamiento. Es un proceso exclusivo para sistemas líquidos y sugerido el uso de esta tecnología para alimentos tipo ácidos, como son los jugos de frutas, en Estados Unidos ya se usa para elaborar jugo de manzana.

Microondas

Estamos acostumbrados a usar el horno de microondas para calentar alimentos, pero también se puede usar esta tecnología para la conservación de alimentos.

El calentamiento por microondas se basa en el uso de ondas electromagnéticas de ciertas frecuencias que generan calor dentro del alimento. En contraste con los procesos térmicos convencionales, donde el calor es aplicado desde fuera del alimento hacia el interior de este, las microondas generan el calor desde el interior del alimento que se propaga al exterior y de manera homogénea. Las microondas hacen vibrar a las moléculas de agua presentes en los alimentos y provocan que éste sea calentado en todas sus partes de manera simultánea. Esto ocasiona que el calentamiento sea mucho más rápido que los procesos de pasteurización tradicionales y, por tanto, las moléculas sensibles al calor, como vitaminas, sabores y aromas, son retenidas satisfactoriamente.

La mayoría de los estudios sugieren que la muerte de los microorganismos es similar al proceso térmico normal, es decir, por desnaturalización de proteínas, enzimas y ácidos nucleicos. Sin embargo, la principal desventaja es su alto costo de operación con respecto a los tratamientos térmicos convencionales. Ejemplos de su uso actual están en salchichas y cereales precocidos, y el escaldado de frutas como vegetales, previo al enlatado o congelado de los mismos.

Ultrasonido

Esta se basa en la transmisión de ondas mecánicas a través de materiales líquidos con frecuencias arriba de los 20MHz. Se usan equipos especiales que transforman la energía eléctrica en energía mecánica, que se expresa finalmente como ondas sónicas.

La acción antimicrobiana se fundamenta en el proceso de cavitación, donde la temperatura y presión generadas por el ultrasonido matan microorganismos por destrucción de pared y membrana celular. El problema con este sistema, son los altos costos para producir la energía sónica necesaria, sin embargo, se han podido utilizar equipos más económicos que están acompañados de otros procesos de conservación, tales como calor, pH, presión osmótica o compuestos antimicrobianos.

Luz ultravioleta

La luz ultravioleta tiene efectos germicidas en el intervalo de 200 a 280nm (nanómetros). La muerte celular se da por daño directo a la molécula de DNA del microorganismo. Se ha mencionado que algunos microorganismos pueden generar resistencia a la luz UV. Además, que la presión, temperatura y pH del sistema tiene poco efecto sobre los rayos UV contra los microorganismos. Sin embargo, la composición del alimento, el contenido de sólidos, el grosor y el color de este, son factores decisivos en la acción de esta tecnología.

Las aplicaciones actuales, incluyen la desinfección del agua usada en Plantas Industriales y la desinfección de la superficie de ciertos alimentos. También se usa en alimentos empacados para reducir la carga microbiana en la parte externa del empaque.

Otro tipo de radiación ionizante empleada en alimentos son los rayos gamma. Los alimentos son sometidos a radiaciones generadas por un elemento radioactivo. Esta es una tecnología tradicional, pero que entró en desuso porque se pensaba que los alimentos podrían ser radioactivos y generar problemas de salud al consumidor. Hoy en día, se sabe que no sucede esto, que puede ser usada como un sistema de conservación sin problemas secundarios. Los alimentos tratados por rayos gamma cambian de color, por ejemplo, los hongos y setas tratadas por esta tecnología tienden a tener un color más blanco que el alimento no procesado.

Bacteriocinas

Las bacteriocinas son proteínas pequeñas que son sintetizadas por una determinada bacteria, que producen la muerte de otras bacterias. Muchas de las bacterias lácticas producen bacteriocinas. Estos compuestos son considerados como conservadores biológicos. Ciertas bacteriocinas ya son usadas a nivel industrial, ejemplo la nisina. El uso de bacteriocinas ha tomado auge, ya que éstas podrían evitar el uso de conservadores químicos, elemento que los consumidores modernos tienden a evitar. Las bacteriocinas son consideradas conservadores naturales debido a su origen biológico y no químico.

Las bacteriocinas actúan sobre el microorganismo a nivel de membrana celular y también pueden penetrar el citoplasma y atacar directamente al DNA. Hoy en día, usando técnicas de la biología molecular, se pueden sintetizar bacteriocinas de manera industrial en grandes cantidades y bajando los costos de producción. Las bacteriocinas y los antibióticos son dos compuestos diferentes. Los antibióticos presentan toxicidad en humanos, alergias, mientras que las bacteriocinas aparentemente no presentan toxicidad. Se han usado bacteriocinas para la conservación de carnes y pescados, así como varios productos lácteos.

Las tecnologías emergentes son el futuro en la conservación de alimentos, principalmente porque no cambian el sabor original de los alimentos. Hasta ahora, el costo es elevado y su control microbiano no es del todo bueno. Se deberán hacer más estudios científicos para que estas tecnologías puedan sustituir a las tradicionales desde un punto de vista antimicrobiano, además de investigaciones tecnológicas para abaratar los costos de los equipos con uso industrial.