La Tecnología de Alta Presión (HPP) y los Campos Eléctricos Pulsados (PEF) son dos tecnologías innovadoras de procesamiento no térmico que mejoran la seguridad alimentaria y prolongan la vida útil sin comprometer las propiedades nutricionales ni sensoriales. HPP utiliza una intensa presión hidrostática para inactivar los microorganismos, garantizando una estabilidad microbiana duradera y una excelente conservación de nutrientes y color. PEF, por su parte, emplea pulsos eléctricos de alto voltaje de corta duración, logrando una retención de nutrientes comparable, aunque puede generar un calentamiento no deseado. Ambas técnicas superan a la pasteurización térmica tradicional en términos de conservación nutricional, destacando HPP por su mayor robustez a largo plazo. HPP ya se encuentra ampliamente adoptada en la industria alimentaria, mientras que PEF, aunque prometedora para procesos continuos, aún enfrenta barreras técnicas y comerciales.
Avances en tecnologías no térmicas
Los avances en tecnologías no térmicas han abierto nuevas oportunidades para mejorar la seguridad alimentaria y extender la vida útil de los alimentos sin alterar su calidad sensorial ni su perfil nutricional. Entre estas tecnologías destacan HPP y PEF, reconocidas por su eficacia en la inactivación microbiana y su mínimo impacto en la calidad del producto. HPP aplica presiones hidrostáticas de hasta 6000 bar (87.000 psi) de manera isostática sobre productos preenvasados, transmitiendo la presión uniformemente sin importar el tamaño, forma o composición del alimento. Se trata de un proceso por lotes, en el que los productos se introducen en un recipiente, se sumergen en un fluido transmisor de presión (agua) y se mantienen a la presión deseada durante un tiempo específico.
En cambio, PEF aplica campos eléctricos de alta intensidad (hasta 40 kV/cm) en pulsos de entre 5 y 30 microsegundos. Generalmente se trata de un proceso en flujo continuo, en el que el producto atraviesa cámaras con electrodos donde recibe los pulsos eléctricos. No obstante, uno de los principales inconvenientes de PEF es el calentamiento óhmico que puede producirse durante el tratamiento, elevando la temperatura y afectando potencialmente la calidad del producto.
Inactivación microbiana
Tanto HPP como PEF han demostrado ser eficaces en la inactivación microbiana, logrando reducciones por debajo del límite de detección inmediatamente después del tratamiento. En estudios realizados con zumo de naranja, esta estabilidad se mantuvo durante más de dos meses en refrigeración a 4 °C. No obstante, comparativas indican que HPP puede ofrecer una mayor estabilidad microbiana a largo plazo bajo ciertas condiciones. Por ejemplo, en zumo de fresa tratado en condiciones equivalentes, HPP mantuvo recuentos microbianos por debajo de 2 log UFC/mL durante más de 42 días, mientras que en muestras tratadas con PEF se observó reaparición microbiana tras 28 días. Estos resultados reflejan la mayor robustez del HPP en la preservación de la seguridad microbiana y la extensión de la vida útil.
Conservación de la calidad
Retención nutricional
Al comparar el impacto de HPP y PEF en el perfil fitoquímico de zumos de frutas, ambas tecnologías superan a la pasteurización térmica tradicional, aunque presentan ventajas diferenciadas. En el caso del zumo de fresa, PEF produjo un aumento ligeramente mayor e inmediato en fenoles totales (5%) y antocianinas (17%) en comparación con HPP (4% y 15%, respectivamente). Ambos tratamientos aumentaron la actividad antioxidante en aproximadamente un 19%. Sin embargo, HPP mostró una estabilidad superior a largo plazo, con niveles más altos de antocianinas después de 42 días de refrigeración. Esto sugiere que, si bien PEF ofrece una mejora inicial marginalmente mayor, HPP proporciona una conservación más robusta de la calidad funcional a lo largo del tiempo.
De manera similar, en un estudio con jugo de manzana, ambas tecnologías demostraron un gran potencial para la conservación de la vitamina C. Si bien, en algunos casos, el PEF puede ofrecer una retención ligeramente mayor inmediatamente después del procesamiento, la HPP (particularmente a 6000 bar – 87 000 psi) tiende a igualar esta eficacia (Vervoort et al., 2011). Además, los jugos tratados con HPP retienen la vitamina C significativamente mejor durante el almacenamiento refrigerado que sus equivalentes procesados térmicamente, lo que refuerza su ventaja para prolongar la vida útil nutricional.
Inactivación enzimática
Las diferencias entre ambas tecnologías son más marcadas en la inactivación enzimática, un factor clave para la estabilidad, turbidez y vida útil de los zumos. PEF, especialmente cuando genera temperaturas de salida cercanas a 73 °C, inactiva eficazmente enzimas como polifenol oxidasa (PPO), peroxidasa (POD) y pectina metilesterasa (PME) en zumo de manzana, alcanzando niveles similares a una pasteurización térmica leve. Esto se debe al efecto térmico derivado del calentamiento óhmico durante el tratamiento.
En cambio, HPP presenta una eficacia más limitada frente a las enzimas, con actividades residuales de PPO y POD superiores al 98% en muchos casos. Sin embargo, su efectividad varía según la enzima y el tipo de zumo. En zumo de naranja, por ejemplo, HPP logró una inactivación del 92% de la PME, superando a PEF, que apenas alcanzó el 34% bajo las mismas condiciones. Esto es especialmente importante, ya que la PME afecta la viscosidad y la estabilidad de la turbidez durante el almacenamiento.
Turbidez y color
La estabilidad de la turbidez sigue las tendencias en inactivación enzimática. En zumo de naranja, las muestras tratadas con PEF presentaron la sedimentación más rápida y la menor retención de turbidez, seguidas por HPP y luego por la pasteurización térmica leve. A pesar de su moderada inactivación de PME, los zumos tratados térmicamente conservaron mejor la estabilidad, probablemente debido a la variabilidad de isoformas enzimáticas o su interacción con otros compuestos del zumo. En zumo de manzana, en cambio, PEF gracias a una mayor inactivación de PME por el efecto térmico logró una mejor estabilidad de la turbidez en comparación con HPP, que dejó una alta actividad residual de PME (Timmermans et al., 2011).
En cuanto a la retención del color, HPP suele ofrecer mejores resultados. En distintos tipos de zumo, los productos tratados con HPP conservaron una apariencia muy similar a la del zumo fresco, con cambios mínimos en luminosidad, tonalidad roja o amarilla. PEF, por el contrario, puede provocar cambios más perceptibles: tonos más oscuros en zumo de naranja y mayor claridad en zumo de manzana, aunque en general las diferencias se mantuvieron dentro de niveles apenas perceptibles para el consumidor.
Limitaciones tecnológicas
La aplicación de PEF está limitada por la necesidad de una conductividad eléctrica adecuada, lo que restringe su uso con ciertos productos. Además, el calentamiento óhmico puede elevar la temperatura y reducir los beneficios del tratamiento no térmico. Su eficacia frente a enzimas termoestables también es limitada, requiriendo intensidades cercanas a tratamientos térmicos.
HPP, por su parte, implica una alta inversión inicial y un funcionamiento por lotes, lo que puede limitar la productividad. Los envases también deben resistir altas presiones sin comprometer la seguridad del producto. No obstante, su capacidad para tratar productos preenvasados minimiza el riesgo de contaminación y garantiza un tratamiento uniforme. Los avances en materiales de envasado y diseño de sistemas han reducido estas barreras, mejorando la viabilidad operativa y económica del HPP.
Aplicaciones industriales y viabilidad comercial
HPP ha sido adoptado ampliamente en la industria alimentaria, especialmente en el sector de zumos, con numerosas instalaciones en todo el mundo. Su capacidad comprobada para prolongar la vida útil, garantizar la seguridad y mantener una calidad similar a la del producto fresco lo convierten en una solución valorada tanto por fabricantes como por consumidores. PEF, aunque prometedor, aún está menos desarrollado a nivel industrial. Los desafíos de escalado, como el control preciso del proceso y la necesidad de equipos personalizados, han limitado su implementación comercial. Aun así, PEF ofrece ventajas potenciales en procesos continuos y ahorro energético.
Conclusión
Tanto HPP como PEF representan opciones atractivas como tecnologías no térmicas, especialmente para el procesamiento de zumos. PEF destaca por su eficacia en la inactivación enzimática y su potencial en procesos continuos, pero sus limitaciones en estabilidad microbiana, dependencia de la conductividad y retención del color reducen su versatilidad.
HPP sobresale por su robusta inactivación microbiana, excelente conservación del color y su consolidación en el mercado. Su capacidad para procesar productos preenvasados de forma segura y prolongar la vida útil sin afectar la calidad lo posiciona como la tecnología no térmica preferida en muchas aplicaciones. Con el creciente interés de los consumidores por alimentos mínimamente procesados y de alta calidad, HPP se perfila como una de las tecnologías líderes en la industria alimentaria.
