25 de abril de 2017
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Actualidad 19 de enero de 2017

Uso de procesado de alta presión en la industria cárnica latinoamericana

"En la actualidad, la industria de la carne de res en Brasil representa el tercer mercado de mayor consumo de carne en el mundo. Argentina, Uruguay y otras naciones sudamericanas ejercen también una poderosa influencia en el escenario mundial del mercado cárnico".

Claudia Ordaz-México-CarneTec-TodoElCampo – El ganado representa una fuente de ingresos importante para América Latina; más de un billón de personas alrededor del globo terráqueo dependen de este sector y el 70% de los 880 millones de personas con bajo ingreso -menos del dólar por día- dependen al menos parcialmente para su sustento. En la actualidad, la industria de la carne de res en Brasil representa el tercer mercado de mayor consumo de carne en el mundo. Argentina, Uruguay y otras naciones sudamericanas ejercen también una poderosa influencia en el escenario mundial del mercado cárnico. La industria de la carne ha ido enfrentando nuevos retos debido a un mayor número de consumidores más y mejor informados en cuanto a los alimentos que consumen y a una mayor demanda de productos mínimamente procesados, seguros y con altas propiedades nutricionales y sensoriales. Es así, como a principios de los noventas se comenzó a desarrollar la tecnología HPP, representando una innovadora alternativa para tratar la carne.

PRINCIPIOS DE HPP.

HPP (High Pressure Processing), también conocida como alta presión isostática, es relacionada frecuentemente con High Hydrostatic Pressure (HHP) y Ultra High Pressure (UHP). Se trata de un tratamiento que mata microorganismos mediante la interrupción de las funciones a nivel celular de la carne utilizando altas presiones y sin empleo de calor. Los componentes de un sistema de HPP son: contenedor de alta presión, cierre para sellar el recipiente, dispositivo para sostener el cierre en su lugar -mientras el recipiente está bajo presión-, bomba intensificadora de presión, sistema de control y monitoreo de presión y un sistema opcional de temperatura.

Este tratamiento es llevado a cabo por “lotes” en carnes crudas- ya sean picadas, rebanadas o enteras- pre envasadas (por lo general con envases flexibles al vacío) y tratadas en cámaras rodeadas de agua o  de algún otro fluido transmisor de presión. La carne es sumergida en el  líquido en un recipiente cerrado. La presión es producida por una bomba hidráulica  o por un pistón y es transmitido isostáticamente adentro del contenedor de presión al producto de manera instantánea y uniforme, actuando a nivel celular sobre la carne previamente envasada. El rango de presiones oscila de los 100 a los 900 MPa y el tiempo va de los .5 a  los 5.5 minutos aunque las presiones más empleadas son de los 400 a 600 MPa, dependiendo del tipo de carne y del resultado a conseguir. Por ejemplo, en rangos de 200 a 400 MPa se suaviza la carne, ya que se forman enlaces dentro de la misma que permiten la retención de humedad; de 400 a 600 MPa se inactivan patógenos y microorganismos como bacterias, levaduras y hongos.

¿QUÉ SUCEDE A NIVEL QUÍMICO EN LA CARNE AL APLICAR HPP?

La alta presión induce al estrés mecánico de las paredes microbianas y, por consecuencia, inactiva a los microorganismos. Garriga et al., (2002) describe un aumento de la tasa de muerte celular conforme incrementa la presión. Las altas presiones favorecen a la actividad proteolítica de la catepsina debido a la liberación de proteasas de los lisosomas del citoplasma. (Ohmori et al., 1991) La textura se ve modificada porque se afectan las proteínas miofibrilares al interferir en los enlaces de hidrogeno y los enlaces electrostáticos, desnaturalizando proteínas y formando geles o solubilizando componentes de la carne (Messens et al., 1997).

De hecho, las estructuras primarias de las proteínas no son tan afectadas por la presión, pero sí las secundarias, terciarias y cuaternarias, inactivando las enzimas en la carne. Carlez et al. (1993) reportaron decoloración en la carne debido a la desnaturalización y oxidación de la mioglobina ferrosa a mioglobina férrica. Debido a las altas presiones, ocurre una aceleración en la oxidación de los peróxidos de los lípidos, una descomposición de los ácidos tiobarbitúricos, y una ruptura de adipocitos. A través de muchos experimentos, se ha reportado una inactivación de la n-calpaína -que previene el deterioro post mórtem- cuando son empleadas presiones promedio de 275 MPa, deteniendo la glicólisis y produciendo carne con mayor retención de agua y con propiedad de enlaces entre lípidos.

BENEFICIOS Y ÁREAS DE OPORTUNIDAD.

El HPP es ideal para procesar productos cárnicos listos para ser consumidos (“ready to eat”, o RTE),  productos novedosos (bajos en sodio, con Omega 3, etc. ). Una enorme ventaja de la aplicación de HPP en el desarrollo de este tipo de productos cárnicos es que éstos tienen una gran aceptación, ya que son más “naturales” al no requerir uso de aditivos. Es un proceso adecuado para carne envasada al vacío o envasada con atmósfera modificada (MAP, por sus siglas en inglés). Brinda una larga vida de anaquel favoreciendo a  moléculas pequeñas como vitaminas o los compuestos que confieren sabor a la carne; incluso el color de la carne casi no se ve afectado con esta tecnología. El HPP tiene un futuro prometedor, ya que permite al producto su exportación a otros países porque no hay regulaciones estrictas respecto a su procesado, a la vez que se pueden producir con esta tecnología alimentos de alta calidad. También hay menor pérdida de cocción en mezclas de carne cruda picada -con concentraciones de NaCl al 0 o 2%- sometidas a presiones mayores de los 400 MPa a 10oC.

Es un tratamiento que se concentra en la eliminación de patógenos y microorganismos. Si se emplean presiones de 101 MPa a 1013 MPa se pueden reducir hasta > 5 logs la cuenta de Pseudomonas fluorescens, Citrobacter freundii y Listeria innocua en carne de res molida (Carlez et al. ,1993). Con presiones de 600 MPa a 20oC por 180 segundos -en productos de carne procesada, principalmente- no se alteran las propiedades organolépticas y se pueden reducir hasta 4 logs de Listeria monocytogenes. (Hartmann et al., 2004). Hugas et al. reportaron que, en jamones cocidos, curados y cortes de res marinados, se puede extender su vida de anaquel con presiones de 600 MPa por 10 minutos a 30oC. Se ha encontrado que la exposición a altas presiones por largos períodos de tiempo y a temperaturas moderadas, suaviza la carne post rigor mortis debido a que se activan las proteasas en los músculos de la carne.

Otro gran beneficio es que el HPP causa un aumento en la temperatura debido a la compresión ejercida en contra de las fuerzas intermoleculares -conocido como calentamiento adiabático-, reduciendo el tiempo de procesado, rindiendo un producto de mayor calidad, y disminuyendo también el consumo de energía (Tellez et al., 2001).

Una de las principales áreas a mejorar en la aplicación de esta tecnología es el equipo empleado, ya que es muy grande, hace mucho ruido y consume mucha energía, por lo que tiene un impacto ambiental. Otra desventaja que presenta es el alto costo de producción, y que para poder ser aplicada en la carne deberá estar ésta forzosamente envasada por un material especial resistente a la alta presión. Si se aplican presiones mayores de las 400 MPa por más de 10 minutos, se corre el riesgo de que las proteínas se desnaturalicen y la carne adopte un color pálido blancuzco, así como que pierda su firmeza. En algunas ocasiones hay pérdida por goteo como es el caso del jamón tratado a 600 MPa a 20oC por 10 minutos. Durante la aplicación de HPP, los compuestos volátiles formados por reacciones de Maillard durante la cocción se ven disminuidos, y se oxidan los lípidos porque se catalizan y aumentan los valores de ácido tiobarbitúrico (Cheah, et al., 1996). Además de que no se pueden evitar los gradientes de temperatura dentro del contenedor de alta presión; los diferentes tiempos y temperaturas durante el procesado en distintos puntos de la carne, pueden tener un efecto des uniforme en la misma. Si bien es cierto que su efecto esterilizante es efectivo, el HPP puede ser un arma de dos filos, ya que como puede suprimir el efecto de alérgenos también puede activar nuevos sitios antígenos en la carne.

CONCLUSIÓN.

El HPP es una tecnología de conservación muy demandada en países desarrollados como los Estados Unidos, Canadá, Japón y otros en Europa, pero que apenas emerge en Latinoamérica. Es un tratamiento viable para alargar la vida de anaquel, manteniendo la calidad sensorial y nutricional de la carne sin necesidad de aditivos o conservadores. Cuando es empleado de manera adecuada, el HPP no llega a alterar las propiedades organolépticas de la carne.  El HPP en contraste con otros procesos más convencionales, como los térmicos, es independiente del producto, del tamaño y la geometría del equipo porque la transmisión de la presión no depende de la correlación masa/tiempo, minimizando así el tiempo de tratamiento.  

Si bien es una tecnología de punta, es un tratamiento que lleva consigo numerosos retos como contrarrestar los efectos secundarios de la presión ajustando los parámetros de procesado –ya sean ciclos de presión y temperatura- a la formulación del producto, así como a su envase. Otro reto a vencer es tomar ventaja del efecto que tiene la alta presión en la textura de la carne y entender, conocer qué, cuáles y bajo qué parámetros, suaviza y esteriliza la carne para tratar la extensa gama de productos cárnicos que se ofrecen hoy en día en el mercado.

Si el HPP es empleado en sinergia con aditivos para bajar la carga microbiana, añadiéndole bacteriocinas a la formulación del producto o al producto terminado antes de ser tratado con HPP, puede llegar a ser más efectivo. Si el HPP es empleado en conjunto con tratamientos térmicos, o mejor aún,  con alta presión pulsada, puede llegar a ser más exitoso que una simple aplicación de alta presión (Hayakawa, et al., 1994). Lo cierto es que todo apunta a esta última tendencia, en donde el HPP combina la alta presión con temperaturas que van  de los 60oC a los 90oC, o  bien, con la compresión adiabática a temperaturas arriba de los 100oC, algo que los científicos en alimentos denominan HPHT (High pressure high temperature).

REFERENCIAS.

Carlez, A. Rosec, J.Richard, N. Cheftel. (1993) High Pressure inactivation of Citrobacter freundii, Pseudomanas fluorescensand Listeria innocua in inoculated minced beef muscle. Lebenson Wiss Technology 26:357-363

Cheah, PB. Ledward, D. A. (1996) High Pressure effects on lipid oxidation in minced pork. Meat Sciende 43: 123 -134

Hartmann c, Delgado A. (2004) Numerical simulation of the mechanics of yeast cell under high hydrostatic pressure. J Biomech 37: 977-987

Hayakawa, I. Kanno, T. Yoshiyama, K. Fujio, Y. (1994) Oscillatory compared with continuous high pressure sterilization on Bacillus Statothermophilus spores. Journal of Food Science 59: 164-167

Hugas, M. Garriga, M., Monfort, J.M. (2002) New mild technologies in meat processing: high pressures a model technology.

Messens, W. Van Camp, J Huyghebaert A. (1997) The use of high pressure to modify the functionality of food proteins . Trends Food Sci Technology 8: 107-112

Ohmori, T. Shigehisa T, TAji S, Hayashi R. (1991) Effect of high pressure on the protease activities in meat. Agric Biol Chem 55: 357-361

Tellez, SJ. , Ramírez JA, Pérez C, Vázquez M, Simal  J (2001) Aplicación de la alta presión hidrostática en la conservación de los alimentro Ciencia Tec Alimentaria 3: 66-80

*MPa: megapascales

LA AUTORA. Claudia Ordaz es egresada en ingeniería de industrias alimentarias por el Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores (ITESM) en México. Ordaz estudió una maestría en tecnología educativa en la Universidad de British Columbia en Canadá y en el ITESM. Ella fue además editorialista en varios periódicos y revistas, entre ellos, el reconocido diario mexicano El Norte. Su correo es ordaz.claudia@gmail.com

Artículo original publicado en CarneTec, una publicación especializada en temas cárnicos. Sus artículos técnicos, especializados o de información en general pueden seguirse en la web www.carnetec.com

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