Sanitation of Ready-to-Eat (RTE) Foods by E-Beam Treatment

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En los últimos lustros se ha producido un profundo cambio en los hábitos alimentarios que han conducido, entre otras prácticas, a la preparación masiva de alimentos listos para el consumo (RTE, por su sigla en inglés) a partir de productos procesados (p. ej.: pastas, jamón, embutidos, mortadelas, pescado ahumado, quesos) o frescos: (p. ej.: carpaccio, tartar, algunas hortalizas). La elaboración de estos alimentos implica una reducción de tamaño para transformarlos en lonchas, filetes, rodajas, etcétera, que se envasan en porciones individuales o familiares y se exponen en vitrinas, normalmente refrigeradas, para que el consumidor elija entre una ingente variedad de productos, conformaciones y precios.

Los alimentos RTE facilitan el consumo, ahorran tiempo a las personas, ofrecen una calidad sensorial estable, agilizan el trabajo en el hogar y probablemente aporten otras ventajas. Sin embargo, han creado diversos problemas porque cualquier operación de troceado, loncheado, dosificación, envasado u otras manipulaciones, incrementa los riesgos de contaminación accidental.

Los problemas derivados de la elaboración de alimentos RTE son, en primer lugar, de naturaleza sanitaria. Algunos patógenos pueden aleatoriamente alcanzar el alimento, como Salmonella spp., Escherichia coli (incluido el serotipo O157:H7), Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus, entre otros. No obstante, L. monocytogenes es el que más preocupa por su ubicuidad, carácter psicrotrofo y su resistencia en condiciones disgenésicas y a actividades de agua (a_w) relativamente bajas. En un estudio reciente¹ sobre la incidencia de L. monocytogenes en Australia durante el periodo 2001-2010, se concluye que los alimentos RTE presentan riesgo para la transmisión de la listeriosis; los productos cárnicos son los más frecuentemente implicados.

En segundo término, los problemas de carácter tecnológico. En la elaboración de alimentos RTE no se dispone de medidas preventivas eficaces. Por otra parte, en estos productos no hay una fase bactericida intermedia durante su producción, por lo que no puede garantizarse que el producto final esté libre de patógenos. Así lo entendió la FDA, que emitió un informe en 2001,² cuyos contenidos se ha mantenido en años posteriores.^3,4

Finalmente, los de índole económica, ya que la mera presencia de ciertos patógenos puede acarrear problemas comerciales, debido a que el criterio microbiológico universal para E. coli O157:H7 y Salmonella spp. (y en algunos países, L. monocytogenes) es de “tolerancia cero”, o sea, ausencia en 25 gramos.

Ni siquiera es necesario determinar su número, sino que es suficiente con establecer su presencia/ausencia, lo que se investiga fácilmente mediante enriquecimiento en un medio de cultivo.

De las consideraciones anteriores, fácilmente se desprende la necesidad de higienizar los productos RTE, entendiendo por tal la consecución del objetivo de seguridad alimentaria (FSO, valor máximo admisible de la concentración y/o frecuencia de un peligro, en este caso microbiológico, en un alimento en el momento del consumo, que permite un nivel adecuado de protección). Las tecnologías convencionales, sobre todo los tratamientos térmicos, no pueden aplicarse en estos productos, por lo que hay que recurrir a otros métodos. En principio, los únicos factibles plenamente desarrollados para su uso en alimentos RTE son las altas presiones hidrostáticas y las radiaciones ionizantes. En el presente artículo se analiza la eficacia de los electrones acelerados (E-beam) para reducir L. monocytogenes a niveles seguros, pero los argumentos y conclusiones son extensibles a otros patógenos.

Para conocer la dosis del tratamiento con E-beam que hay que aplicar en un producto se requiere primero establecer el grado de reducción del número de patógenos que es necesario para garantizar la seguridad microbiológica teniendo en cuenta los criterios microbiológicos para cada organismo.

El criterio microbiológico para Salmonella spp. y E. coli O157:H7 es de carácter universal, de tolerancia cero (ausencia en 25 g), lo que en la práctica equivale a 1 UFC/25 g (log = -1.39). El mismo criterio rige para L. monocytogenes en algunos países, como los Estados Unidos, Nueva Zelanda, Sudáfrica, entre otros. Sin embargo, la Unión Europea (UE) es más permisiva respecto de la presencia de L. monocytogenes,⁵ según se desprende de los valores que resumidamente se exponen en la Tabla 1. La a_w y el pH son dos parámetros críticos relacionados con el crecimiento de L. monocytogenes y otros microorganismos.






Las diferencias entre el criterio de la UE y el de “tolerancia cero” de otros países se deben a que la UE, basándose en informes científicos rigurosos, opina que un nivel estricto de intolerancia para L. monocytogenes, es decir “ausencia en 25 g”, no proporciona un nivel mayor de protección en individuos normales, ya que se considera que la dosis infectiva de esta bacteria es muy elevada. No obstante, si los alimentos van destinados a colectivos especialmente sensibles (p. ej., inmunodeprimidos, niños, embarazadas, etc.), el criterio es de “tolerancia cero”.

Teniendo en cuenta los criterios microbiológicos mencionados anteriormente, los FSO para los productos RTE serían los siguientes: L. monocytogenes, máximo de 100 UFC/g o cm² o ausencia en 25 g, según los grupos mencionados en la Tabla 1. E. coli O157:H7 y Salmonella spp., siempre ausencia en 25 g (1 UFC/25 g o cm²).

En publicaciones previas^6-8 se hace un análisis pormenorizado de las pautas a seguir para definir el grado de reducción (CR, criterio de rendimiento) de la carga microbiana que hay que conseguir para lograr el FSO. Baste apuntar aquí que puede calcularse mediante la siguiente expresión de la ICMSF,⁹ utilizada por los autores citados más arriba:

H₀ – CR ? = FSO

Donde H₀ es el número inicial de microorganismos en un producto, es decir la contaminación de dicho producto durante el proceso de fabricación y envasado (de acuerdo con la International Commission on Microbiological Specifications for Foods [ICMSF], en el caso de L. monocytognes se suele tomar el valor de 10 UFC/g o cm² [log = 1]), y ?, el incremento de la carga microbiana que se prevé durante la vida útil del producto (supóngase 30 días) para aquellos microorganismos que pueden crecer bajo refrigeración, como L. monocytogenes, que presenta incrementos medios típicos de 0.105 unidades logarítmicas/día a 4ºC¹⁰, es decir 3.15 unidades logarítmicas durante 30 días (?₃₀). El CR para esta bacteria será H₀ (1) ?₃₀ (3.15) – FSO (2) = 2.15 reducciones decimales. No obstante, si el FSO establecido para un alimento es de ausencia en 25 g (log = -1.39), puede calcularse un CR de 5.54 reducciones decimales de acuerdo con la ecuación anterior. En el caso de S. enteritidis, S. typhimurium y E. coli O157:H7, con un FSO de ausencia en 25 g (log = -1.39) y un ?₃₀ de cero (no crecen a 4ºC), el CR será en todos los casos de 2.39 reducciones decimales.

La intensidad del tratamiento con E-beam que es necesario aplicar para conseguir el CR depende de la resistencia del microorganismo frente a la tecnología en cuestión. Para su cálculo, se requiere conocer la cinética de muerte por el tratamiento. En la Figura 1 se muestra un ejemplo para L. monocytogenes en salmón ahumado. De la gráfica se desprende un valor D (dosis de reducción decimal) de 0.47 kGy.






A continuación se muestra un intervalo de valores D para L. monocytogenes, E. coli O157:H7, S. enteritidis y S. typhimurium, derivados de estudios en diversas matrices alimentarias:


L. monocytogenes: 0.42 – 0.56 kGy; valor medio 0.49 kGy


E. coli O157:H7: 0.20 – 0.32 kGy; valor medio 0.26 kGy


S. enteritidis: 0.35 – 0.43 kGy; valor medio 0.39 kGy


S. typhimurium: 0.43 – 0.67 kGy; valor medio 0.55 kGy

De acuerdo con los valores D medios anteriores, se obtiene, para L. monocytogenes, en un alimento RTE en el que es posible su crecimiento y el criterio es “tolerancia cero” (la peor de las situaciones), un tratamiento con E-beam de 2.7 kGy (0.49 x 5.54). La intensidad del tratamiento en el resto de las situaciones se calcula de la misma forma. Resumidamente: si L. monocytogenes no puede multiplicarse no será necesario tratamiento alguno para el criterio europeo, pero para el establecido en los EE.UU. y otros países (ausencia en 25 g) habría que aplicar un tratamiento de 1.17 kGy (0.49 x 2.39). En el caso de S. enteritidis, S. typhimurium y E. coli O157:H7, las dosis necesarias para el cumplimiento del criterio universal de ausencia en 25 gramos serían 0.63, 1.31 y 0.62 kGy, respectivamente.

El tratamiento con E-beam no modifica de forma significativa las propiedades nutritivas y sensoriales de la gran mayoría de productos RTE, a la intensidad de tratamiento optimizada para alcanzar el FSO.⁸ Sin embargo, su aplicación en algunos productos tiene efectos no deseables que pueden conducir al rechazo del alimento por el consumidor. Tales son los casos de aquellos productos cárnicos que deben mantener la mioglobina en estado reducido u oxigenado (carne de vacuno, tartar, carpaccio, etcétera). El tratamiento potencia la oxidación del pigmento dando lugar a metamioglobina u otros derivados de la mioglobina que confieren un color cuestionable. Algo similar ocurre con la lechuga y otras hortalizas troceadas, ya que al ser tratadas con electrones acelerados, el pardeamiento enzimático puede aparecer antes que en el producto no tratado.


Conclusión

Los electrones acelerados son eficaces para higienizar la gran mayoría de alimentos RTE, así como para ampliar considerablemente su vida útil. En general, no modifican las propiedades composicionales, texturales y sensoriales de los productos, salvo las excepciones antes mencionadas.

Bibliografía del artículo
1. Popovic I, Heron B, Covacin C. Listeria: an Australian perspective (2001-2010). Foodborne Pathogens and Disease 11:425-432, 2014.
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4. Løvdal T. The microbiology of cold smoked salmon. Food Control 54:360-373, 2015.
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6. Cabeza MC, De la Hoz L, Velasco R, Cambero MI, Ordóñez JA. Safety and quality of ready-to-eat dry fermented sausages subjected to E-beam radiation. Meat Science 83:320-327, 2009.
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9. ICMSF (International Commission on Microbiological Specifications for Foods). Microorganismos de los alimentos 7. Análisis microbiológico en la gestión de la seguridad alimentaria. Acribia, Zaragoza, 2004.
10. FDA (Food and Drug Administration). Food safety and inspection service. Quantitative assessment of the relative risk to public health from foodborne Listeria monocytogenes among selected categories of ready-to-eat foods. http://www.fda.gov/downloads/Food/FoodScienceResearch/UCM197330.pdf. (Acceso abril 2017).