Procesado térmico a alta presión frente a la autoclave

Durante décadas, la industria alimentaria se ha enfrentado a un reto fundamental: cómo garantizar la seguridad sin dejar de ofrecer un producto que resulte atractivo a la vista, al paladar y al tacto. Esto se aplica no solo a los alimentos de larga duración, sino también a los productos refrigerados que requieren un control de esporas. Los métodos térmicos tradicionales siguen siendo esenciales para estas aplicaciones, pero a menudo logran la seguridad a costa de la calidad del producto. A medida que la demanda de los consumidores se inclina hacia productos con un perfil más natural y menos «sobreprocesado», esta disyuntiva se ha convertido en una cuestión estratégica clave para los desarrolladores de productos y los procesadores.

El autoclave ha sido durante mucho tiempo la principal solución de la industria para los alimentos envasados procesados térmicamente, incluyendo tanto los productos de larga duración como los refrigerados que dependen del tratamiento térmico para el control microbiano. Es una técnica bien establecida, ampliamente aceptada por los organismos reguladores y muy eficaz para la producción a gran escala. Sin embargo, la misma intensidad térmica que hace que el tratamiento en autoclave sea fiable también puede limitar la calidad de muchos productos. El procesado térmico a alta presión (HPTP) ofrece un enfoque diferente. Al combinar la presión con el calor, el HPTP puede inactivar las esporas al tiempo que limita el daño asociado al procesado térmico convencional.

Entender el proceso de esterilización en autoclave

El procesado en autoclave sigue siendo un estándar mundial para una amplia gama de alimentos envasados que requieren tratamiento térmico. Este método utiliza la transferencia de calor externa, normalmente mediante vapor, para procesar alimentos que ya han sido sellados en envases como latas, tarros, recipientes de vidrio o bolsas. El proceso se utiliza ampliamente porque es escalable, rentable para productos de gran volumen y cuenta con el respaldo de un marco normativo consolidado con modelos de procesado térmico bien establecidos.

Un ciclo de autoclave suele funcionar a temperaturas comprendidas entre 90 °C y 130 °C (194 °F y 266 °F), dependiendo de la formulación del producto, el pH, los microorganismos a eliminar y las condiciones de distribución previstas. El ciclo consta de tres fases principales:

• Calentamiento: Calentar el producto hasta alcanzar la temperatura deseada.
• Mantenimiento: Mantener el producto a la temperatura deseada durante el tiempo necesario para lograr la letalidad requerida.
• Enfriamiento: Reducir la temperatura del producto para finalizar el proceso.

Este método es eficaz, pero, dado que el calor se desplaza desde el exterior del envase hacia el centro, es intrínsecamente más lento y no resulta uniforme.

La lenta transferencia de calor da lugar a uno de los principales inconvenientes del autoclave: el retraso térmico. Para garantizar que el punto más frío del envase alcance las condiciones de proceso requeridas, las capas externas suelen estar expuestas a más calor del necesario. En la práctica, la temperatura del producto también se mantiene elevada durante la fase de enfriamiento, y el recipiente no se puede abrir inmediatamente. Esto prolonga la carga térmica general y puede contribuir a la aparición de sabores a cocido, al oscurecimiento, a texturas blandas o pastosas, y a la pérdida de nutrientes sensibles al calor y compuestos bioactivos. También puede aumentar la demanda energética y limitar el diseño del envase.

Procesado térmico a alta presión

El procesado térmico a alta presión, en lugar de depender principalmente de la lenta transferencia de calor por conducción o convección, combina una temperatura inicial moderada con una alta presión hidrostática, lo que permite que el producto se caliente rápidamente y de forma más uniforme mediante calentamiento adiabático durante la compresión. El HPTP funciona a presiones de hasta 600 MPa (6000 bar; 87 023 psi), con un rango de temperatura inicial de 70–90 °C (158–194 °F), tras lo cual la compresión aumenta aún más la temperatura del producto hasta 90–121 °C (194–250 °F), que es el rango objetivo para la destrucción de las esporas bacterianas.

Un ciclo HPTP estándar suele incluir los siguientes pasos:

• Los productos precalentados se colocan en bandejas precalentadas;
• Las bandejas se introducen en el recipiente de alta presión, que se llena de agua;
• La presión se eleva hasta el nivel deseado;
• El tratamiento combinado de presión y temperatura se mantiene durante el tiempo requerido;
• Una vez finalizado el tiempo de mantenimiento, la presión se libera en cuestión de segundos;
• El producto se enfría para estabilizarlo tras el procesamiento.

Dado que la temperatura desciende rápidamente durante la descompresión, el producto queda expuesto a condiciones térmicas extremas durante un tiempo total más breve que en una autoclave convencional. Este proceso contribuye a reducir la carga térmica total.

Dado que el calentamiento se produce de forma rápida y uniforme, el HPTP puede reducir el tiempo que el producto permanece sometido a un estrés térmico intenso. Esa menor carga térmica total es un elemento fundamental de su propuesta de valor. En lugar de sustituir al tratamiento en autoclave en todos los casos, el HPTP amplía las opciones disponibles para aquellos productos en los que la calidad sensorial, la conservación de los nutrientes y el posicionamiento de gama alta son factores importantes.

Por qué destaca HPTP

Mayor potencial de calidad sensorial

• El proceso HPTP puede ayudar a conservar el color y la textura de forma más eficaz en muchos productos al reducir la exposición térmica total.
• En los purés de frutas y verduras de baja acidez, los cambios de color se mantuvieron limitados en varias matrices, aunque los pigmentos más sensibles al calor pueden seguir viéndose afectados (Ghamdi et al., 2020).

Mayor retención de nutrientes

• El proceso HPTP ha demostrado una mejor retención de compuestos sensibles al calor, como los carotenoides, en comparación con el tratamiento convencional en autoclave (Gratz et al., 2021).
• Esto se debe a la sinergia entre la presión y la temperatura, que permite inactivar los microorganismos con un menor daño térmico acumulado.

Menor formación de algunos contaminantes térmicos

• El proceso HPTP también ha demostrado su potencial para reducir compuestos como el furano y otros contaminantes relacionados, en comparación con el proceso de autoclave (Gratz et al., 2021).
• Esta es otra consecuencia de la menor carga térmica global.

Una gama de productos más amplia

• El proceso HPTP resulta especialmente relevante cuando es necesario combinar la seguridad con una experiencia gastronómica más fresca y menos procesada.
• Esto puede resultar muy valioso en formulaciones de alta gama en las que el color, el sabor, la textura y la calidad nutricional forman parte de las características del producto.

Comparación directa: autoclave frente a HPTP

La comparación que figura en la tabla 1 pone de relieve la diferencia fundamental entre ambas tecnologías. El tratamiento en autoclave sigue siendo muy eficaz y práctico para muchos alimentos procesados térmicamente ya consolidados, especialmente cuando la escala de producción, la flexibilidad en el envasado y el coste son las principales prioridades. El HPTP resulta especialmente atractivo cuando la conservación de la calidad es un elemento central de la propuesta de valor del producto.

Elegir la tecnología adecuada

El envasado en autoclave sigue siendo la opción más adecuada para muchos alimentos de gran volumen y con un presupuesto ajustado, en los que se espera un perfil de cocción tradicional y la competitividad en el precio es fundamental. Se trata de una solución probada y ampliamente adoptada para muchos alimentos envasados y procesados térmicamente, y sigue desempeñando un papel fundamental en la industria alimentaria mundial. Además, resulta ideal para productos envasados en vidrio, ya que este material de envasado no es apto para el procesado a alta presión.

El HPTP resulta más adecuado para productos en los que el tratamiento convencional en autoclave podría comprometer la experiencia gustativa deseada. Las comidas preparadas de alta gama, los purés delicados, los alimentos para bebés y otros productos de valor añadido pueden beneficiarse de la menor carga térmica del HPTP, especialmente cuando el color, la textura, el sabor y la calidad nutricional son importantes para la marca o el consumidor final. En ese sentido, el HPTP es una forma de hacer más viables determinados productos de alta gama procesados térmicamente.

Actualmente, gracias a la colaboración entre Hiperbaric y CSIRO, se dispone de un enfoque práctico para la implementación de la tecnología HPTP. En concreto, un soporte aislante desarrollado y patentado por CSIRO, y posteriormente mejorado por Hiperbaric, permite la funcionalidad HPTP en las máquinas HPP existentes de Hiperbaric.

Conclusiones

La distinción entre productos de larga duración y refrigerados ya no es la única forma de enfocar el procesado térmico. En ambas categorías, cada vez se espera más de los procesadores que garanticen la seguridad junto con una mejor calidad, perfiles sensoriales más limpios y un mayor valor nutricional. Aquí es donde el HPTP cobra una relevancia creciente. Al reducir la disyuntiva entre seguridad y calidad, abre nuevas posibilidades para los alimentos procesados térmicamente que pretenden ofrecer una experiencia de mayor calidad y menos procesada. El procesado en autoclave seguirá siendo esencial para muchas aplicaciones, y el HPTP no es un sustituto universal. Pero cuando la diferenciación del producto depende de preservar la calidad sensorial y nutricional sin dejar de lograr el control microbiano requerido, el HPTP ofrece una alternativa atractiva al procesado térmico tradicional.