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Procesado para la conservación de alimentos

El interés en el procesado por altas presiones hidrostáticas (High Pressure Processing, HPP) para garantizar la seguridad microbiológica de la leche y mantener sus cualidades nutricionales y sensoriales, en comparación a la pasterización tradicional o la esterilización UHT, ha aumentado drásticamente en los últimos años. En el caso particular del queso, los primeros resultados prometedores de la aplicación de la tecnología HPP se publicaron en una patente (Yokoyama, 1992), donde un tratamiento a 50 MPa / 7200 psi durante 72 h mostró su eficacia en acelerar la maduración del queso Cheddar. Las principales aplicaciones potenciales de HPP en la industria del queso incluyen el control de patógenos para garantizar la seguridad, la extensión de vida útil y la aceleración o ralentización de la maduración.

El queso es uno de los productos lácteos más antiguos, normalmente considerado seguro en el caso de queso curado. Esto se debe a que la mayoría de variedades de queso curado presentan valores bajos de pH, así como, de actividad de agua (aw), los cuales dificultan el crecimiento microbiano. Estos factores, junto a la presencia de ciertos compuestos antimicrobianos de origen bacteriano (como ácidos orgánicos o bacteriocinas), el uso de sal como ingrediente y la pérdida de humedad durante la maduración, contribuyen a la seguridad microbiológica y a una mayor vida útil del queso. Sin embargo, las características fisicoquímicas tan particulares del queso fresco ((pH ≈5 y aw entre 0.97 y 0.99), lo hacen más propenso al deterioro. Por tanto, HPP se presenta como una prometedora tecnología para la conservación del queso fresco.  De acuerdo con Evert-Arriagada et al. (2014), un queso fresco, sin “starter”, consiguió una vida útil de 18-20 días con un tratamiento a 500 MPa durante 5 minutos, mientras que la del queso control era de 8-10 días.  Como la tecnología HPP se aplica en productos ya envasados, se elimina el riesgo de contaminación cruzada durante las operaciones de envasado, extendiendo así la vida útil.

 

Tradicionalmente, la leche para la elaboración de queso se somete a pasterización térmica. Aunque el calor resulta altamente efectivo para alcanzar la seguridad microbiológica, el proceso puede suponer la pérdida de la calidad nutricional, así como, efectos negativos en las características organolépticas y fisicoquímicas del producto. Por este motivo, HPP se presenta como una alternativa prometedora. Este método de conservación de alimentos, no solo inactiva microorganismos patógenos y alterantes, sino que también mantiene los atributos de calidad nutricional y sensorial a un mayor nivel.

Existen ya varios estudios que demuestran la eficacia de HPP en la eliminación de patógenos potencialmente presentes en los productos lácteos. Especies patogénicas de Enterobacteriaceae y Staphylococcus, pueden desarrollarse rápidamente en la cuajada durante las primeras horas de fabricación del queso. Los recuentos de E. coli 0157:H7 y de S. aureus en quesos modelos disminuyeron, después de un tratamiento HPP a 500 MPa/72,500 psi durante 10 minutos en 6.0 y 2.6 unidades logarítmicas, respectivamente. (Figura 1). (De Lamo-Castellví et al., 2006; López-Pedemonte et al., 2007a).

Figura 1. HPP inactivación de E. coli O157:H7 y S. aureus en quesos modelo
Figura 1. HPP inactivación de E. coli O157:H7 y S. aureus en quesos modelo

Curiosamente, HPP puede modificar la estructura 3D de algunas macromoléculas, como las proteínas, lo que puede resultar en  una alteración de las propiedades funcionales y tecnológicas del producto. Sin embargo, dado que los enlaces covalentes (como los enlaces peptídicos) no se ven afectados, HPP no ejerce efectos negativos sobre el sabor o el valor nutricional. Por ello, la aplicación de HPP resulta de gran interés en la fabricación de productos lácteos tradicionales.

En relación a lo anterior, la desnaturalización de las proteínas del suero, inducida por la presión, y su posterior interacción con la caseína, aumenta su retención dentro de la matriz de caseína del queso. Como consecuencia, se mejoran tanto el rendimiento como las propiedades de coagulación del cuajo. Es bien sabido que la aplicación de HPP aumenta el tamaño y número de micelas de caseína (ya que la micela de caseína se disocia en sub-micelas debido al debilitamiento de las interacciones hidrofóbicas y electrostáticas y estas sub-micelas se asocian aún más para formar  grandes agregados). Este fenómeno ayuda a reducir el tiempo de coagulación del cuajo (Drake et al. 1997) . Además, los quesos elaborados a partir de una leche tratada por HPP retienen mayor humedad, sal y contenido total de aminoácidos libres, respecto a los quesos de leche cruda o pasterizada.

Aumenta el interés de los productores por la tecnología HPP

Otra gran ventaja de la tecnología HPP en la fabricación de queso es su potencial para acelerar el proceso de maduración. Se trata del paso final en la elaboración de múltiples variedades de queso, el cual incluye reacciones proteolíticas, lipolíticas y glicolíticas, siendo responsable de la textura final, así como, del desarrollo de sabor. Sin embargo, es un proceso largo y costoso, que requiere de grandes instalaciones de almacenamiento, refrigeración, y controles de humedad y calidad del aire. Como resultado, el interés de los productores en una maduración acelerada del queso está en aumento.

Con este fin, se han probado varias condiciones de presión en diferentes variedades de queso, entre ellas presiones intensas (400-600 MPa/58,000-87,000 psi) entre 5-15 min, o una combinación de dichas condiciones seguidas de un proceso HPP más suave (50 MPa/7200 psi) durante un tiempo mayor (72 h). El efecto de mejora de la proteólisis se atribuye a la lisis de la membrana celular de las bacterias “starter” y la posterior liberación de enzimas, aunque los cambios conformacionales inducidos por la presión en la matriz proteica del queso también podrían desempeñar un papel importante, al hacer que las proteínas sean más susceptibles a la hidrólisis enzimática (Juan et al. 2004).  Además, y como Saldo et al. (2001) demostraron en el queso de cabra “Garrotxa”, con un tratamiento de 50 MPa/7200 psi durante 72 h, no solo se mejoró la proteólisis, sino también la difusión de solutos, la capacidad de retención de agua y la distribución de sal.  Al contrario, otros autores reportaron que condiciones de HPP de hasta 600MPa/87,000 psi fueron eficaces para retrasar la proteólisis y lipolisis en algunas variedades de queso (Cheddar, queso azul, Brie, Torta del Casar),y con ello, poder ralentizar la sobre-maduración y prevenir la formación de algunos compuestos volátiles indeseables.  En este sentido, el estudio realizado por Gervilla et al. (2001) mostró que, en la leche de oveja procesada entre 100-500 MPa/14,500-72,500 psi a 4, 25 y 50 °C/39, 77 y 122°F, no aumentó el contenido de ácidos grasos libres. Estos resultados sugieren que unas condiciones adecuadas de HPP podrían prevenir la formación de sabores rancios como consecuencia de la actividad de las enzimas lipolíticas en la leche.

Alto valor nutritivo para una amplia gama de quesos

La adopción de la tecnología HPP por parte de la industria láctea tiene un gran potencial. Sin embargo, como diferentes variedades de queso podrían mostrar diferentes respuestas al tratamiento, es necesario optimizar las condiciones de procesado. El procesado por altas presiones hidrostáticas resulta una alternativa fiable para garantizar la seguridad alimentaria y prevenir el deterioro microbiológico, aunque se deben tener muy en cuenta las propiedades bioquímicas y tecnológicas. Por ejemplo, algunos tipos de queso (concretamente variedades maduradas con moho, como Camembert o Brie) no se pueden someter a HPP, ya que su apariencia visual se vería alterada. En cambio, muchas variedades de quesos frescos, blandos y semiduros disfrutarían considerablemente los beneficios.

Gracias a la innovación y el progreso continuos en equipamiento, la tecnología HPP es cada vez más asequible para la industria láctea. Junto al desarrollo tecnológico, los increíbles avances científicos abren el camino hacia una creciente adaptación de la tecnología HPP por parte de la industria láctea, en general, y de la industria del queso, en particular.

Contacta con nosotros si quieres saber más sobre los numerosos beneficios que puede proporcionar la tecnología HPP a tus productos lácteos en términos de seguridad alimentaria y calidad. También, te invitamos a descargarte nuestros recursos de flyers en productos lácteos y nuestro whitepapers sobre queso fresco, para ampliar más información.

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