Conservación en Atmósferas Modificadas

En los últimos años ha crecido el interés de los Consumidores europeos y americanos por los alimentos mínimamente procesados Nutritivo Buen sabor Fresco Rápido

Este interés por los alimentos mínimamente Procesados ha sido el motor que ha impulsado A la industria y al mundo científico a abordar El desarrollo de nuevas tecnologías o a la Adaptación de las tecnologías tradicionales A los nuevos tiempos

TECNOLOGIAS EMERGENTES Tratamiento térmico alta corto Pulsos eléctricos de alta intensidad Altas presiones hidrostáticas Envasado MAP y VP

Clostridium botulinum Clostridium perfringens Bacillus cereus Los alimentos mínimamente procesados ofrecen todas las ventajas mencionadas, pero también han traído retos relacionados fundamentalmente con la inocuidad alimentaria Clostridium botulinum Clostridium perfringens Bacillus cereus

En general los procesos aplicados no inactivan completamente a los microorganismos patógenos y alteradores Vida útil e inocuidad

La consecuencia es que el concepto tradicional de inocuidad de los alimentos no se puede extrapolar a estos nuevos productos CANCELLED

Envasado MAP y VP

MAP y VP han llegado a ser muy populares en su uso como tecnologías de conservación 90-95 % de la pasta fresca consumida en UK 90 % de carne de vacuno criada en USA

Hebreos o chinos o druidas que transportaban frutas Uso de MAP y VP Hebreos o chinos o druidas que transportaban frutas en recipientes cubiertos con hojas frescas. La respiración de los frutos aumentaba el nivel de CO2 En 1882 se conoce que el CO2 prolonga la vida comercial de Carnes frescas A finales de los sesenta uso comercial del CO2 para prolongar la vida comercial de carnes rojas

Productos MAP o VP Carnes Cocinadas o frescas Derivados lácteos Frutas y vegetales Productos de la pesca Pasta fresca

Terminología Almacenamiento hipobárico Envasado al vacío Envasado en atmósfera modificada Envasado en atmósfera controlada

Almacenamiento hipobárico Los alimentos se almacenan en presencia de aire con baja presión y temperatura y elevada humedad VENTILACION 10 mm Hg Es eficaz en carnes CONTROL

Envasado al vacío AIRE 10-20% CO2 O2

Atmósfera modificada N2 CO2 O2 70 % O2 MAP rica en O2 20-30 % CO2 (carnes rojas) 0-20 % N2 10 % O2 MAP pobre en O2 20-30 % CO2 (producto procesado) 60-80 % N2 No se puede reajustar Durante el almacenamiento

Atmósfera controlada N2 CO2 O2 No varían con el almacenamiento

Necesidades de gases de los microorganismos Anaerobios Facultativos Microaerofilos Aerobios

Crecen y pueden producir Aerobios Alteración del alimento O2 Se inhiben y no alteran O2 Mueren o no se desarrollan Anaerobios C. botulinum O2 Crecen y pueden producir toxinas C. perfringens

Se desarrollan y alteran o Producen toxinas Facultativos O2 Salmonella Staphilococcus aureus Echerichia coli Listeria monocitogenes Lactobacillus Enterococcus

Inocuidad de los alimentos MAP y VP En lo que concierne a la microbiología MAP y VP Hay que distinguir entre: Calidad Microorganismos alteradores Seguridad Microorganismos patógenos Seguridad

Microorganismos alteradores BACTERIAS Gram + Menos sensibles al CO2 Dos categorías Gram - Muy sensibles al CO2 Afecta al equilibrio de la flora microbiana en MAP

Pseudomonas spp Enterobacteriaceae Acinetobacter Moraxella Carne almacenada en refrigeración Gram - Enterococcus Lactobacillus spp Brocothrix thermopacta Gram + Carne almacenada en MAP

Mohos y levaduras Mohos Se inhiben por la falta de oxígeno Crecen a presiones bajas de oxígeno y pueden alterar a los productos MAP Levaduras

Microorganismos patógenos Células vegetativas Dos grupos Aerobios Esporas Anaerobios

Células vegetativas Listeria monocitogenes Yersinia enterocolitica Aeromonas hidrofila Crecen a 5 o menos ºC Salmonella Staphilococcus aureus Escherichia coli (O157:H7) Crecen entre 5 y 12 ºC

Esporulados Aerobio Bacillus cereus Clostridium botulinum Clostridium perfringens Anaerobios

Tiempo de vida útil CO2 O2 Aerobios Anaerobios y facultativos Fase de latencia Crecimiento

Tiempo de vida útil Problemas de seguridad

Factores que determinan la seguridad microbiológica de productos MAP Relación entre alteradores y patógenos Aerobios Anaerobios y facultativos Producción de toxina No hay signos de alteración

La forma en que se vende el alimento Inactiva células vegetativas Carne fresca Cocinado No inactiva células vegetativas Se calienta Producto listo para comer

Relación entre alteración e inocuidad Definiciones Alteración microbiológica: Crecimiento de microorganismos que hacen al alimento inaceptable para el consumo debido a cambios de color, aroma o textura. Patogenicidad: Presencia o desarrollo de suficientes microorganismos patógenos o de sus toxinas como para producir la enfermedad o incluso la muerte del consumidor

Dos situaciones Alimento alterado sin llegar a ser inseguro Alimento inseguro sin apariencia de alteración

Situación de abuso de temperatura o fallo en el envase en alimento MAP Cuatro escenarios en la relación entre microorganismos patógenos y alteradores

El número de ambos, microorganismos patógenos y alternadores, permanece bajo, así no hay peligro sobre la salud y el alimento no se altera. En esta situación el sistema MAP funciona correctamente y el tiempo de vida útil del producto se puede mantener.

Posible uso de microorganismos alteradores como El organismo alterante prolifera pero el patógeno no crece. Esta no es una situación deseable considerando la calidad del producto y por consiguiente no se debe mantener la vida útil, pero no hay riesgo sobre la salud del consumidor. Posible uso de microorganismos alteradores como indicadores de seguridad

Ambos microorganismos, patógenos y alteradores crecen en el producto Ambos microorganismos, patógenos y alteradores crecen en el producto. De nuevo el alimento no es aceptable bajo el punto de vista de la calidad. Sin embargo, en este caso hay un riesgo serio sobre la salud del consumidor. Retirada inmediata del alimento de la cadena

El organismo patógeno crece pero no el alterador El organismo patógeno crece pero no el alterador. Esta es una situación bastante grave ya que no hay un indicador de la alteración y el alimento aparece inocuo a los ojos del consumidor. Esta es la principal preocupación respecto a los alimentos MAP y VP. Hay estudios que indican que el Clostridium botulinum puede producir toxina antes de cualquier signo de alteración del producto (Betts 1995).

Esporulados patógenos La carne debido a su valor nutritivo es muy favorable para el desarrollo de todo tipo de microorganismos Células vegetativas Se pueden controlar con medidas higienicas y evitando recontamienación Microorganismos esporulados Clostridium botulinum Clostridium perfringens

Clostrium botulinum El Clostridium botulinum es el principal problema de las carnes MAP y VP de larga duración, sobre todo aquellas que han sufrido un tratamiento térmico de cocción . Proporción de casos de botulismo (en porcentaje) en distintos países en función del tipo de alimento implicado. PAIS PERIODO CARNE (%) HORTALIZAS (%) OTROS (%) ESPAÑA 1969-88 38 60 2 POLONIA 1984-87 83 5 12 ALEMANIA 1983-88 78 9 13 ARGENTINA 1980-89 29 36 35 CANADA 1971-89 72 8 20 FRANCIA 1978-89 89 6 3 JAPON 1951-87 1 99

implicados en brotes de botulismo de origen alimentario Características fisiológicas relevantes en alimentos y productos implicados en brotes de botulismo de origen alimentario   Cepas proteolíticas (mesófilas) Cepas no proteolíticas (psicrotrofas) Temperatura mínima de crecimiento 10°C 3’3°C Termorresistencia (D100°C) 25 minutos <0’1 minutos pH limitante del crecimiento 4’6 5’0 Concentración de NaCl (%) limitante para el crecimiento 10% 5% Tipo de toxina serológico A, B, F B, E, F Brotes que han originado Alimentos enlatados de baja acidez, caseros e industriales Productos de origen marino fermentado Riesgo en alimentos Productos enlatados y elaborados cárnicos Productos mínimamente procesados refrigerados (Peck, 1997

Factores que aumentan el riesgo de Botulismo en MAP Procesado inadecuado El alimento y el envase pueden soportar el crecimiento y la producción de toxinas Consumo del producto contaminado sin calentamiento o cocinado Abuso de temperatura en el almacenamiento Restringir la vida útil en menos de 10 días para este tipo de alimentos

Barreras antibotulínicas Tener una actividad de agua menor de 0.93 Tener un pH de 4.6 o menos Conservados con NaCl o NO2 Contener niveles elevados de apatógenos en las Materias primas Mantener temperaturas de refrigeración inferiores a 3.3ºC Tener una vida comercial definitiva que no pase de 10 días

Para conseguir alargar la vida del alimento pH Tratamiento térmico suave + Refrigeración MAP + Baja actividad de agua Antimicrobianos naturales Conservadores (ClNa, NO2)

Microbiología predictiva y su papel en la inocuidad de productos MAP

Procesos de conservación Microorganismos Relentizar Inhibir Inactivar

MICROBIOLOGÍA PREDICTIVA Campo de estudio que combina elementos de microbiología, matemáticas y estadística para desarrollar modelos que describan y predigan el crecimiento o muerte de los microorganismos, cuando se les somete a condiciones medioambientales específicas (Whiting, 1995).

Los modelos son descripciones simplificadas de la realidad

Clasificación de los modelos Modelos de inactivación/supervivencia Modelos de crecimiento

Modelos de nivel primario: Modelo de Baranyi Modelo de Bigelow Modelos de nivel secundario: Superficie de respuesta Laboratorio procesos conservación (IATA) Modelos de nivel terciario: Martínez y Tejedor (IATA)

Los modelos de nivel primario describen cambios en el número de microorganismos u otras respuestas microbianas con el tiempo. inactivación supervivencia crecimiento

Modelos de inactivación: Velocidad alta de muerte de los microorganismos por la acción de un agente activo Modelos de supervivencia: Disminución de la carga microbiana de forma mas lenta y no implica estrerilidad comercial Los modelos matemáticos son los mismos en ambos casos

Exponencial Logística Distribución de Weibull

Frequerido= D (logNo-logNF) Los valores D se usaron con éxito para asegurar que los alimentos enlatados estaban libres de riesgo de alteración por Cl. botulinum Estos modelos establecen la relación existente entre el tiempo y la inactivación de un microorga- nismo a una temperatura dada Frequerido= D (logNo-logNF)

Modelos primarios de crecimiento Bacterial growth curves at different temperatures Sqr(slope) at different temperatures Constant b-value (Ratkowsky) Constant spec.rate

Exponencial Logístico Gompertz Baranyi

superficie de respuesta Los modelos secundarios describen las respuestas de los parámetros de los modelos primarios a los cambios en las condiciones medioambientales superficie de respuesta Ln(spec.g.rate) pH NaCl (%)

Modelos secundarios de inactivación Modelo del z Lineal Polinómico Basado en el Modelo de Bigelow

Modelos secundarios de crecimiento Lineal Polinómicos Raíz cuadrada

Inactivación y crecimiento Redes neuronales

Los modelos terciarios son programas de ordenador que transforman a los modelos primarios y secundarios en herramientas de fácil uso para los usuarios del modelo (Baranyi) © A Martínez y W Tejedor Inactivación crecimiento

Análisis de peligros y control de puntos críticos El análisis de peligros es vital para desarrollar el sistema de control de puntos críticos y aquí la microbiología predictiva también puede jugar un papel importante.

Los modelos se pueden usar como una guía en la evaluación de problemas potenciales indicar donde es necesario análisis de laboratorio y donde no

Los modelos pueden proporcionar información de utilidad para decidir en determinadas situaciones: Estimación del riesgo Los modelos de tiempo de crecimiento y supervivencia pueden ayudar a decidir si después de un almacenamiento o inactiavción a un tiempo y temperatura puede existir riesgo en un determinado alimento

Identificación de los puntos críticos de control Puede existir un punto crítico donde el modelo indica que un cierto nivel de un factor permite el crecimiento microbiano

Ayuda en la toma de decisiones Necesitamos conocer que hacer con un alimento que se elaboró bajo condiciones que sobrepasaron los límites críticos establecidos

Evaluar el impacto de los cambios en la formulación o proceso sobre el sistema de ARCPC

Valoración del Riesgo Microbiológico (MRA) Identificación del peligro Caracterización del peligro Valoración de la exposición Caracterización del riesgo

Valoración de la exposición Es la estimación de la probabilidad de que un individuo o población se exponga a un peligro microbiológico y cual puede ser el número de microorganismos que se podría ingestar

Inactivación Crecimiento Probabilidad Germinación Valoración de la exposición Probabilidad Germinación

Análisis cuantitativo de riesgos Microbiológicos (QMRA) La evaluación de la inactivación y crecimiento Microbiano es un proceso importante

Los modelos actuales son deterministas Evolución Modelos probabilísticos que describan la Variabilidad y las incertidumbre Modelo de Weibull

Every model is wrong. The question is, how much wrong still useful it can be. (Box and Draper)