Las bacterias patógenas son los peligros más frecuentes que pueden encontrarse en los alimentos. Su presencia puede ser consecuencia de una mala calidad higiénica de las materias primas utilizadas, pero también de las deficiencias higiénicas en el procesado y la manipulación hasta la obtención del producto final. Una buena prevención de estos peligros durante todas las etapas del proceso, desde la producción primaria al consumo final, se postula como la mejor forma de evitar su presencia.
Para asegurar la calidad de los alimentos, aún hoy es de especial importancia disponer de operaciones de procesado que permitan la destrucción de los microorganismos indeseables, asegurando la estabilidad y la seguridad del alimento. Tradicionalmente, los procesos tecnológicos han sido los tratamientos térmicos más utilizados para garantizar la seguridad de muchos alimentos. Los procesos de pasterización o de esterilización logran un doble efecto de destrucción de los gérmenes patógenos, y también de parte o de la totalidad de la microbiota alterante, logrando a la vez un producto seguro y estable.
La aplicación sistemática de estos tratamientos en productos como la leche supuso en su momento un enorme avance en la lucha contra muchas enfermedades de transmisión alimentaria. No obstante, los tratamientos térmicos no son buenos aliados de las propiedades sensoriales y nutritivas de los alimentos. Si aumentamos la intensidad de los tratamientos térmicos (sea utilizando mayores temperaturas o tiempos de aplicación más largos) podemos esperar una mayor destrucción de los microorganismos presentes, pero también una mayor alteración del aroma, del sabor y de algunos nutrientes del alimento. Por ello, cuando se establecen los tratamientos térmicos más adecuados para un determinado producto se busca siempre un compromiso entre la calidad microbiológica y la calidad organoléptica y nutritiva (e incluso tecnológica) del mismo.
Tratamientos térmicos
No toda la población bacteriana que contamina un alimento tiene la misma sensibilidad al calor
Ya a principios del siglo XX se definieron modelos matemáticos que pretendían predecir cómo los tratamientos térmicos afectan a los microorganismos. A tal efecto se describieron curvas de supervivencia, y durante mucho tiempo se supuso que éstas seguían modelos lineales o de primer orden, es decir, que existía una relación lineal entre el logaritmo decimal del número de supervivientes y la duración de un tratamiento a una temperatura dada.
Esto permitía estimar el valor D (tiempo de reducción decimal), así como otras constantes muy útiles para el cálculo de los tratamientos. Sin embargo, diversos estudios han demostrado que la curva de supervivencia de muchos microorganismos no es lineal, sino que puede presentar diferentes perfiles, ya sean ligeramente convexos (como sucede con bacterias esporuladas), o cóncavos. En este último caso aparecen las denominadas «colas», una cierta población de microorganismos que no terminan de desaparecer aún prolongando mucho el tiempo de aplicación del tratamiento, lo que indicaría que no toda la población bacteriana que contamina un alimento tendría la misma sensibilidad al calor.
Experimentalmente se ha comprobado que la sensibilidad de un microorganismo a los tratamientos térmicos puede variar en función del tipo de cepa, de su estado de crecimiento y de las características propias del alimento (pH, actividad de agua, contenido en grasa, entre otros factores). Actualmente, se están estudiando nuevos modelos matemáticos que expliquen mejor estos comportamientos, así como la influencia de los diversos factores que pueden influir en su eficacia para poder ajustar los parámetros de los tratamientos más adecuados en cada situación.
Otro punto que ha generado controversia en la comunidad científica en relación a la eficacia de los tratamientos térmicos es la descripción de la posible resistencia a tratamientos de pasterización convencionales de algunos patógenos de transmisión alimentaria. Hace unos años se especuló con la posible termoresistencia de Listeria monocytogenes a raíz de algunos brotes ocurridos por consumo de leches pasterizadas. Más recientemente, ha sido Mycobacterium avium paratuberculosis el señalado a raíz de algunos estudios realizados en el Reino Unido. Hay que recordar que este microorganismo se especula como posible agente causante de la enfermedad de Crohn. Pero la verdad es que, hasta la fecha, no se ha podido demostrar que los tratamientos térmicos que se aplican de forma sistemática en la leche, por ejemplo, no sean eficaces.
No obstante, no debemos olvidar que estos tratamientos fueron establecidos para eliminar gérmenes, como Mycobacterium tuberculosis que, por su frecuencia, preocupaban mucho tiempo atrás, pero que no son necesariamente los mismos que nos preocupan ahora. Por ello, es preciso comprobar que la eficacia de estos tratamientos se mantiene frente a cualquier nuevo patógeno descrito, estableciendo los modelos que definen su destrucción y como ésta puede verse influida por diferentes factores.
Otras tecnologías
Hay que tener en cuenta que no todos los alimentos pueden ser tratados térmicamente, y el consumidor percibe cada vez más los alimentos frescos como más sanos que los tratados térmicamente. Por ello, en los últimos años se estudiado algunas tecnologías alternativas que prescinden del uso de temperaturas elevadas pero que permiten obtener reducciones significativas de los gérmenes.
La utilización en los alimentos de altas presiones (alta presión hidrostática y homogeneización por alta presión), de campos eléctricos pulsantes, de pulsos lumínicos, de radiaciones ultravioleta o de la radiaciones ionizantes son algunas de las posibilidades en estudio actualmente. Los principios en los que se basan estas tecnologías no son nuevos y su aplicación, en algunos casos, fue ya propuesta hace varias décadas.
Impedimentos de carácter técnico algunas veces, o bien la falta de interés real por parte de los industriales o de los propios consumidores otras, no permitieron en su momento un mayor desarrollo. Los últimos avances tecnológicos y en nuevos materiales, y la necesidad cada vez más patente de disponer de tratamientos bactericidas no-térmicos para algunos alimentos, han abierto definitivamente este campo. Actualmente, el consumidor dispone de algunos productos ya tratados mediante, por ejemplo, alta presión hidrostática o radiaciones ionizantes. Pero la gama de productos disponibles es aún muy limitada considerando su aplicación potencial, más aún si consideramos la gran ventaja de poder aplicarse a temperaturas de refrigeración, e incluso de congelación, sin romper la cadena del frío.
La literatura científica nos ofrece diferentes estudios sobre el efecto de estas nuevas tecnologías sobre una amplia gama de gérmenes patógenos. El efecto que estas tecnologías presentan sobre estos microorganismos es muy diverso. Algunos estudios describen efectos parecidos a una pasterización, principalmente sobre microorganismos sensibles, como las enterobacterias, pero están lejos de lograr una esterilización. De hecho, las bacterias esporuladas, se muestran mucho menos sensibles.
La inactivación de los microorganismos en un alimento se produce cuando éstos se exponen a factores que alteran de forma importante sus estructuras celulares y/o sus funciones fisiológicas. Los daños estructurales incluyen alteraciones o roturas en su ADN, membrana o pared celular, mientras que sus funciones fisiológicas pueden alterarse también por daños en los sistemas de transporte de la membrana, o por alteraciones en enzimas clave. Los tratamientos térmicos, por ejemplo, pueden causar la muerte celular por varios de estos mecanismos. No obstante, el tipo de daños causados por estas nuevas tecnologías todavía no se conoce plenamente. Se trata de uno de los temas objeto de estudio en la actualidad, pero se ha observado que en algunos casos pueden causar daños subletales o estrés celular, en lugar de la muerte del microorganismo, cuando se aplican en determinadas condiciones.
La adaptación de los microorganismos a los factores de estrés durante el procesado de los alimentos constituye un riesgo potencial. Los tratamientos sub-letales pueden permitir la expresión de sistemas de reparación celular, algunos de ellos comunes a diferentes factores de estrés. La capacidad de recuperación dependerá no sólo del tipo de microorganismo sino también del tiempo y de las condiciones del medio donde se encuentre (temperatura, nutrientes o pH, entre otros). Cuanto más desfavorables al microorganismo sean estas condiciones, más tiempo se precisará para la recuperación. Por ello, a la hora de usar estas tecnologías nuevas es fundamental utilizar las condiciones capaces de inactivar a los microorganismos más resistentes según el objetivo perseguido, previniendo al máximo la aparición de adaptaciones.
Cuando la tecnología no lo permite, podrían combinarse dos o más metodologías. Por ejemplo, se ha ensayado con éxito el uso combinado de la alta presión con agentes antimicrobianos naturales como la nisina o la lisozima, o incluso la aplicación conjunta con tratamientos térmicos de baja intensidad para, por ejemplo, inactivar esporas. Esta combinación de tratamientos, siguiendo el principio de la hurdle technology, o tecnología basada en obstáculos, permite lograr un efecto global superior al logrado mediante el empleo de una sola de estas tecnologías.
Uno de los elementos más importantes en la valoración de la eficacia de cualquier tratamiento de este tipo es asegurar la completa destrucción de los gérmenes sin que cause daños que permitan una recuperación posterior. El problema es que las técnicas clásicas de cultivo pueden subestimar el número de bacterias realmente viables tras un tratamiento. Las bacterias estresadas o con daños subletales pueden no formar colonias visibles en los medios de cultivo, pero mantienen sin embargo una cierta capacidad metabólica, crítica en términos de potencial de excreción de toxinas o de alteración de los alimentos. Actualmente se están estudiando otras técnicas que permiten estimar el efecto de los tratamientos sobre la viabilidad de los microorganismos, valorando precisamente su actividad metabólica y como ésta se ve afectada por los tratamientos aplicados.
Un punto fundamental para valorar la eficacia de los tratamientos bactericidas es ensayarlos sobre una amplia gama de microorganismos, seleccionando de entre ellos aquellos que por su resistencia puedan emplearse como referentes. Clásicamente, la industria conservera ha empleado a Clostridium botulinum como modelo, mientras que la leche pasterizada se considera virtualmente libre de Mycobacterium tuberculosis. Pero trabajar con microorganismos patógenos es complicado y peligroso, principalmente si se requiere realizar ensayos de eficacia utilizando equipos situados en plantas de procesado de alimentos.
Por este motivo se han propuesto diferentes microorganismos alternativos, no patógenos, pero cuyas características sean similares a los microorganismos patógenos de interés. Éstos, además, pueden incluso presentar una mayor resistencia a los tratamientos. En algunos casos pueden incluso presentar determinadas mutaciones que faciliten su detección y/o diferenciación, ya sea por la presentación de bioluminiscencia o por su resistencia a determinados antibióticos. Algunos ejemplos son Clostridium sporogenes, sustituto de Cl. Botulinum, mientras que Listeria innocua ha sido sugerida para valorar la eficacia de la pasterización de la leche frente a Listeria monocytogenes.
En definitiva, el uso más racional de metodologías clásicas, como los tratamientos térmicos, para garantizar la seguridad de nuestros alimentos se ha visto y se verá complementada con el uso de nuevas tecnologías emergentes. Esto abre infinidad de posibilidades a la creación de nuevos productos seguros para el consumidor. No obstante, debe trabajarse aún más en la determinación de los modelos matemáticos que rigen la actuación de estas tecnologías sobre los microorganismos y en la mejora de las metodologías de análisis microbiológico que permitan comprobar la plena eficacia de las mismas.
