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La pasteurización es el proceso de calentamiento de
líquidos (generalmente alimentos) con el objeto de la reducción de los
elementos patógenos, tales como bacterias, protozoos, mohos y levaduras, etc
que puedan existir. El proceso recibe el nombre en honor de su descubridor,
el científico francés Louis Pasteur (1822-1895). La primera pasteurización
se completó el 20 de abril de 1882 y se realizó por Pasteur y Claude Bernard.
Uno de los objetivos del tratamiento es la esterilización parcial de los
líquidos alimenticios, alterando lo menos posible la estructura física y los
componentes químicos de éste. Tras la operación de pasteurización los
productos tratados se sellan herméticamente con fines de seguridad. A
diferencia de la esterilización, la pasteurización no destruye las esporas
de los microorganismos ni tampoco elimina todas las células de
microorganismos termofílicos.
El avance científico de Pasteur mejoró la calidad de vida
al permitir que productos como la leche pudieran transportarse sin
descomponerse. En la pasteurización no es el objetivo primordial la
"eliminación de los elementos patógenos" sino la disminución de sus
poblaciones, hasta niveles que no causen intoxicaciones alimentarias
(asumiendo que el producto pasteurizado se ha refrigerado correctamente y
que se consume antes de la fecha de caducidad). La pasteurización va siendo
objeto de dudas en ciertas agrupaciones de consumidores a lo largo de todo
el mundo debido a las dudas existentes sobre la destrucción de vitaminas y
alteración de las propiedades organolépticas de (sabor y calidad) de los
productos alimenticios tratados.
ÍNDICE
Procesos de pasteurización
La pasteurización emplea generalmente temperaturas por debajo del punto de
ebullición ya que en la mayoría de los casos las temperaturas por encima de
este valor afectan irreversiblemente a las características físicas y
químicas producto alimenticio, así es por ejemplo en la leche si se pasa el
punto de ebullición las micelas de la caseína se agregan irreversiblemente
(o dicho de otra forma se "cuajan"). Hoy en día existen dos tipos de
procesos: pasteurización a altas temperaturas/breve periodo de tiempo (HTST
del ingl.: High Temperature/Short Time) y el proceso a ultra-altas
temperaturas (UHT - igualmente de Ultra-High Temperature).
Proceso HTST
Este método es el empleado en los líquidos a granel: leche, zumos de fruta,
cerveza, etc. Por regla general es la más conveniente ya que expone al
alimento a altas temperaturas durante un periodo breve de tiempo y además la
industria necesita poco equipamiento para poder realizarla, reduciendo de
esta manera los costes de mantenimiento de equipos. Entre las desventajas
está la necesidad de personal altamente cualificado capaz de realizar
controles intensos sobre la producción. Existen dos métodos distintos bajo
la categoría de pasteurización HTST: en "batch" y en "flujo
continuo".
* En el proceso "batch" (denominado también como Vat Pasteurization o
Pasteurización Vat) una gran cantidad de leche se calienta en un recipiente
estanco ( Autoclave) a una temperatura que llega de 63 °C a 68ºC durante un
intervalo de 30 minutos, seguido inmediatamente de un enfriamiento a 4 °C
para evitar la proliferación de los organismos.
* En el proceso de flujo continuo, la leche se mantiene entre dos placas de
metal o también denominado intercambiador de calor a placas (PHE) o bien un
intercambiador de calor de forma tubular.
Proceso UHT
El proceso UHT es de flujo continuo y mantiene la leche a temperatura
superior más alta que la empleada en el proceso HTST y puede rondar los 138
°C durante un periodo de al menos dos segundos. Debido a este periodo de
exposición, aunque breve, se produce una mínima degradación del alimento. La
leche cuando se etiqueta como "pasteurizada" generalmente se ha tratado con
el proceso HTST, mientras que la leche etiquetada como "ultra-pasteurizada"
o simplemente "UHT" se debe entender que ha sido tratada por el método UHT.
El reto tecnológico en el siglo XXI es poder disminuir lo más posible el
periodo de exposición a altas temperaturas de los alimentos, haciendo la
transición lo más rápida posible y disminuir el impacto en la degradación de
las propiedades organolépticas de los alimentos, es por esta razón por lo
que se está intentando con tecnología basada en microondas. Este método es
muy adecuado para los alimentos líquidos ligeramente ácidos, tal y como los
zumos de frutas y zumos de verduras.
Organismos Reguladores del Estándar
Los métodos de Pasteurización corresponden a una serie de métodos
estandarizados y controlados por las agencias encargadas de vigilar la
calidad de la alimentación de cada país (algunos ejemplos son la USDA en
Estados Unidos y la Food Standards Agency en el Reino Unido). Estas agencias
requieren y vigilan que los lácteos pasteurizados mediante HTST lleven la
etiqueta alimentaria adecuada. Por regla general existen diferentes
estándares en función de los lácteos a procesar, el principal factor a tener
en cuenta es el contenido graso del producto, de esta forma los estándares
de pasteurización de la nata difieren de los estándares empleados para la
leche desnatada y los estándares para pasteurizar el queso se diseñan e
implementan de tal forma que no se destruyan los enzimas que procesan los
fosfatos, útiles para mantener las propiedades de corte y textura de los
quesos. Los métodos estándares de pasteurización HTST han sido designadas para
alcanzar una extensión del periodo de caducidad de cerca de 5 días (es decir
0.00001 veces el periodo original) reduciendo el número de microorganismos
en la leche. Este método es considerado adecuado para la reducción de
poblaciones de casi todas las bacterias patógenas, esporas, y cualquier otro
microorganismo resistente a las altas temperaturas (incluyendo
particularmente a la Mycobacterium tuberculosis, causante de la tuberculosis
y la Coxiella burnetii causante de la fiebre Q). El proceso de
pasteurización HTST se diseña para que los productos sean calentados
uniformemente, evitando que sólo algunas partes sean sometidas a
esterilización mientras que otras no.
Dinámica de la pasteurización
La pasteurización es un proceso que sigue la cinética química de primer
orden, si denominamos N como el número de microorganismos vivos a una
temperatura dada T de exposición, y No La población de microorganismos
inicialmente. Y Kd es la constante cinética de muerte debido a la
temperatura (velocidad de muerte de los microorganismos), la disminución de
la población depende entonces de la siguiente fórmula:
N = N_o e^{-K_d T}
Esta formula es fundamental para determinar la evolución de una población en
función de la temperatura. Se puede ver en ella una gran dependencia con la
temperatura T de exposición. La fórmula es el fundamento, además, de los
denominados diagramas de supervivencia en la industria de la alimentación
representando log(N/No) frente al tiempo de exposición a una temperatura T
fija. Típicamente las gráficas de sobrevivencia de los microorganismos al
calor aparecen como líneas rectas en una escala semi-logarítmica. La
correlación existente entre la velocidad de muerte de microorganismos y la
temperatura sigue la ecuación de Arrhenius.
Un factor importante asignado a cada microorganismo es el denominado Tiempo
de reducción decimal o también valor D de un microorganismo y se define como
el tiempo necesario para que a una temperatura determinada, se pueda reducir
el 90% su población en el producto tratado. Es una expresión de la
resistencia de un microorganismo al efecto de la temperatura. Su expresión
es: D_T = \frac{\Delta t}{\log N_o - \log N}
Donde ?t es el periodo de tiempo al que se expone la muestra y No es la
población inicial y N la final. Pueden obtenerse diferentes valores D para
un microorganismo dado, o para un proceso particular de un alimento,
determinando los sobrevivientes a diferentes temperaturas. Altos valores de
D indican que el microorganismo es más resistente que otros que poseen un
valor inferior. Existen otros valores como la "constante de resistencia
termal", conocida frecuentemente como "valor z" y se define como la
diferencia en temperaturas necesaria para causar una reducción de un 90% en
el valor D.
Pasteurización de la leche
Desde sus orígenes la pasteurización se ha asociado con la leche, el primer
investigador que sugirió este proceso para este producto lácteo fue el
químico agrícola alemán Franz von Soxhlet en el año 1886. La leche es por
regla general un medio alcalino de pH> 4.5. La leche de vaca pasteurizada
por el método HTST y que ha sido correctamente refrigerada tiene un periodo
de caducidad extendido que puede llegar a dos o tres semanas, mientras que
la leche ultra-pasteurizada puede tener una vida extendida que oscila entre
dos o tres meses. Se puede llegar a periodos de conservación mayores
(incluso sin refrigeración) cuando se combina la pasteurización UHT con
manipulación mediante tecnologías de contenedores esterilizados. Al mismo
tiempo que se reducen las colonias se eliminan también en la leche los
microorganismos más termosensibles, como pueden ser los coliformes,
inactivándose la fosfatasa alcalina. A pesar de aplicar la pasteurización la
leche tratada sigue conteniendo actividad microbiana, por regla general
bacterias lácticas (no patógenas aunque si fermentativas) , y es necesario
la refrigeración.
Métodos alternativos a la pasteurización de la leche
A parte de los métodos estándares de pasteurización HTST y UHT, existen
otros métodos y técnicas similares y menos conocidas por los consumidores.
La primera técnica se denomina "pasteurización batch" y se desarrolla
mediante calentamiento de grandes batches (lotes) de leche a una temperatura
por debajo de 68 °C. La otra técnica se denomina Higher-Heat/Shorter Time (HHST)
y es similar al proceso descrito para HTST y UHT en términos de intervalo de
tiempo y temperatura. La pasteurización causa la desnaturalización de
proteínas causando que algunas propiedades organolépticas de la leche se
vean afectadas. En el año 2001, el organismo encargado de la inspección de la salud y la
sanidad en Estados Unidos: la USDA tomó en consideración la aplicación de
nuevas reglas, haciendo posible la doble pasteurización, que consiste en
calentar la leche en contenedores a 72 °C durante dos fases de 15 segundos
de duración, en lugar de emplear los 30 segundos que establecía el estándar
anterior. En la mayoría de las jurisdicciones la leche tratada con la doble
pasteurización no es considerada como "pasteurizada". Este tipo de leche se
ha denominado "leche cruda" o confusamente "leche no-pasteurizada" sea como
sea no puede ser denominada con la etiqueta "pasteurizada" aunque sea
destruido una cantidad significante de gérmenes patógenos.
Enfermedades que previene
Consumir leche cruda de animales, sin pasteurizar, expone a ciertos riesgos
de contacto con organismos y bacterias causantes de enfermedades. En
algunos países se ha llegado a prohibir su venta. Algunas de las
enfermedades evitadas con la pasteurización de la leche son la tuberculosis
(bacilo de Koch), la difteria, la polio, la salmonelosis, fiebre
escarlata y las fiebres tifoideas. Muchas de estas enfermedades, hoy en día,
no tienen una gran relevancia debido al empleo generalizado de los procesos
de pasteurización en las primeras etapas de manipulación de la leche.
¿Son los métodos de pasteurización actuales adecuados?
La pasteurización de la leche ha sido objeto poco a poco de polémica
creciente, por una parte se ha descubierto que algunos organismos
patógenos han desarrollado una resistencia a la disminución de población con
la temperatura, consiguiendo sobrevivir a la pasteurización en cantidades
significantes. Los investigadores han desarrollado diagnósticos más
sensibles tales como la reacción en cadena de la polimerasa (denominado
también abreviada como PCR) que han permitido ver la supervivencia de las
cepas de diferentes microorganismos a la pasteurización de la leche. Se ha
detectado que la pasteurización bajo ciertas condiciones destruye la
vitamina A y
vitamina B.
Pasteurización de los zumos
Los zumos envasados ( e incluso los néctares) se someten a dos tipos
diferentes de procesos de pasteurización: por un lado existen los zumos sin
procesar (crudos) y por otro los zumos ultra-pasteurizados o zumos estériles.
Los productores de zumos están familiarizados con los procesos de
pasteurización y ambos métodos el Vat o proceso "batch" (empleado en los
productores de pequeño tamaño de producción) y el UHT (empleado en los
productores de mayor producción). El método HTST es aceptado en la industria
ya que no produce una degeneración del sabor apreciable. La pasteurización
es muy efectiva en los zumos debido a que es un medio ácido y evita la
proliferación de microorganismos esporulados: los más resistentes a las
altas temperaturas. En mucho países como Estados Unidos el 95% de los zumos
comercializados es pasteurizado, en algunas ocasiones se exige por parte de
los organismos encargados de la vigilancia e higiene alimentaria que se le
indique al consumidor que está tomando un "zumo crudo".
Microorganismos frecuentes en los zumos
Dependiendo del origen de los zumos se tienen diferentes microorganismos
incluidos que deben ser reducidos en la concentración total de sus
poblaciones mediante la pasteurización de los mismos, de esta forma se tiene
que el zumo de manzana tiene: Salmonella typhimurium, el cryptosporidium y
la E. coli. En el zumo de naranja es habitual: Bacillus cereus, el
Salmonella typhi, Salmonella hartford. En algunos zumos de verduras como el
zumo de zanahoria: Clostridium botulinum.
Efectos de la pasteurización en zumos
Los zumos pueden sufrir alteraciones
en el color de la bebida, tendiendo al marrón debido al deterioro enzimático de la polifenoloxidasa.
Esto es debido en parte a la presencia de oxígeno en el líquido, esta es la
razón por la que los zumos y los néctares suelen ser liberados del aire
antes de entrar en el proceso de pasteurización. De la misma forma la
pérdida de
vitamina C y de
caroteno se ve disminuida por la aireación
previa.
Investigaciones recientes
Se ha podido encontrar que en particular el organismo Mycobacterium avium
subspecies paratuberculosis (MAP), causante de la enfermedad de Johne en los
animales de sacrificio y se sospecha que también en la enfermedad de Crohn
en humanos, ha sido descubierta como sobreviviente tras pasteurizaciones de
ciertos alimentos lácteos en EEUU, Reino Unido, Grecia y República Checa. La
autoridades encargadas de vigilar la calidad de los aliemntos en Reino Unido
decidieron re-evaluar los estándares de pasteurización a la vista de la
supervivencia de ciertas especies como el MAP.
Un método actual es la pasteurización flash que implica
menores tiempos de exposición a altas temperaturas y parece ser un método
adecuado en la conserva de las propiedades organolépticas de los alimentos,
llegando a conservar mejor el sabor y la textura de los mismos. La
pasteurización fría es empleada a veces como sinónimo de radiación ionizante
(véase irradiación de alimentos) u otros significados (como químicos) para
reducir las poblaciones de bacterias en los alimentos. La irradiación de
alimentos se denomina a veces también como "pasteurización electrónica". Se
han investigado la posibilidad de extender la pasterización a alimentos no
fluidos como la carne de ternera. Un avance en la pasteurización no-intrusiva
que soluciona muchos problemas de la industria conservera es la denominada
pasteurización electromagnética de alimentos líquidos, que emplea microondas
a 2.45 GHz de frecuencia para activar los procesos térmicos, este método ha
demostrado su eficiencia el la pasteurización del agua.
Existen estudios orientados al Tercer Mundo en los que es posible realizar
lo que se denomina Pasteurización solar, la idea está fundamentada en la
idea de la cocina solar y que no es necesario llevar los líquidos a
ebullición para lograr la pasteurización. Con esta medida se intenta
prevenir la causa de enfermedades causadas por la ingesta de aguas
contaminadas, pudiendo pasturizar con este método con temperaturas sobre
los 56º C. El método es conocido como "Pasturización del agua" en el que se
han desarrollado ciertos elementos capaces de indicar el estado de
pasteurización del agua y su capacidad de ingesta segura, uno de los más
empleados es el "Water pasteurization indicator" (WAPI). La pasteurización
solar requiere quese exponga el agua en recipientes durante seis horas el programa que se aplicó en ciertas regiones de África se denominó SODIS
(abreviación para "SOlar DISinfection").
Referencias:
Alimentos
fermentados,
caseina,
cerveza,
levadura,
leche,
nata,
queso,
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