Tecnologías emergentes en la ingeniería de alimentos
Dr. Ángel Humberto Cabrera-Ramírez
Dra. Neith Pacheco-López
Dra. Teresa Ayora-Talavera
CIATEJ
La alimentación es una parte vital del ser humano, ya que de los alimentos se obtienen los nutrimentos necesarios para tener una vida saludable y realizar las actividades cotidianas. Su conservación, para que su vida útil sea más prolongada y tener la posibilidad de disfrutarlos durante todo el año, ha dirigido los métodos de procesamiento hacia el desarrollo de estrategias que, a lo largo de los años, han ido cambiando con el nuevo conocimiento adquirido sobre las propiedades de los alimentos y los efectos de estos procesos sobre su integridad, sabor, textura, cambios de color, etc.
En la búsqueda de hacer más eficiente el procesamiento de alimentos, minimizando el efecto del proceso, haciéndolos más sustentables (reducir el tiempo y consumo de energía) y que, además, conserven sus propiedades nutritivas, sensoriales y de inocuidad por un tiempo más prolongado, la ingeniería de alimentosha desarrollado métodos emergentes para lograr estos objetivos (Figura 1). Estas tecnologías novedosas pueden dividirse en térmicas y no térmicas, las cuales se aplican en función del alimento o bebida a obtener y las propiedades deseadas en el producto final.
Tecnologías térmicas
Dentro de las tecnologías térmicas destacan el sous-vide o cocina al vacío, que utiliza calentamiento tradicional, y los procesos que generan el calor de manera interna en el alimento como el calentamiento infrarrojo, la radiofrecuencia, las microondas y el calentamiento óhmico.
En el caso del sous-vide (SV) o cocina al vacío, es un método utilizado por chefs; en este proceso, el cocimiento del alimento se realiza de manera tradicional, pero se requiere que esté empacado en bolsas selladas al vacío y sea sometido a condiciones controladas y precisas de temperatura-tiempo. Se ha empleado para el procesamiento de carne, alimentos vegetales y pescado. Por otro lado, el calentamiento infrarrojo (IR) es un método muy eficiente energéticamente, consume menos agua y es respetuoso con el medio ambiente en comparación con el proceso térmico convencional. Se utiliza en varios procesos de elaboración de alimentos como secado, cocción, horneado, tostado, escaldado o blanqueado, pasteurización y esterilización. Otro método utilizado es la radiofrecuencia, donde el calor se genera a partir de la radiación electromagnética, produciendo calor desde el interior del alimento. Esta metodología suele utilizarse para lapasteurización y esterilización de productos líquidos y sólidos, demostrando ser muy eficaz en la reducción de microorganismos sin afectar las características sensoriales del producto.
Un método popular y accesible al público general es el microondas, el calor se produce al interior del alimento tras irradiarlo con ondas electromagnéticas, lo que provoca un aumento en las vibraciones de moléculas como el agua y grasa. Es un método rápido y eficiente para la cocción, descongelación e incluso secado de alimentos. Al ser un método relativamente sencillo, las microondas son muy valoradas en la industria para reducir siginificativamente los tiempos de procesamiento y conservar las características nutricionales de los alimentos. Finalmente, otra metodología emergente es el calentamiento óhmico, que se basa en utilizar el alimento como una resistencia (fundamentado en la ley de Ohm), el cual calienta el alimento al hacer fluir una corriente eléctrica a través de él. Este es uno de los métodos más eficientes, permitiendo tener un calentamiento uniforme y rápido del alimento. Asimismo, se ha visto que esta tecnología tiene la capacidad de inactivar microorganismos y enzimas, conservando nutrimentos y atributos sensoriales del alimento.
Tecnologías no térmicas
Además de las térmicas, las tecnologías no térmicas han ganado mucho terreno en la industria alimentaria por su peculiaridad de procesar el alimento sin la necesidad de aplicar calor, lo que permite conservar sus propiedades nutricionales y sensoriales.
Por un lado, tenemos tecnologías basadas en la presión, donde las altas presiones hidrostáticas (HPP)logran inactivar enzimas y microorganismos sin la necesidad del calor, únicamente por el efecto de aumentar la presión (hasta 600 MPa). Este proceso es muy utilizado en productos sensibles al calor, como jugos, guacamole y productos cárnicos listos para su consumo. En esta misma línea ubicamos a la homogenización por ultra alta presión (UHPH), que implica el uso de presiones muy altas para romper las células y dispersar homogéneamente los componentes del alimento, mejorando así su textura y estabilidad. Este método es útil en productos lácteos y bebidas, incrementando su uniformidad y calidad sensorial.
Otra tecnología no térmica importante es el uso de campos eléctricos pulsados (PEF), donde básicamente se aplican pulsos de alta tensión eléctrica a los alimentos, volviendo más permeables las membranas celulares de microorganismos y, por tanto, inactivándolos. Este proceso es principalmente útil para la pasteurización de líquidos como jugos y leche. Otra tecnología basada en pulsos es la aplicación de pulsos lumínicos de alta intensidad, en la cual se aplican destellos de luz intensa para inactivar microorganismos en la superficie de alimentos y envases.
La tecnología anterior se basa en la aplicación de luz. Como sabemos, la luz forma parte del espectro electromagnético (EE). En ese sentido, muchas tecnologías no térmicas han aprovechado el uso de regiones del EE para lograr la conservación de alimentos. Por un lado, tenemos la radiación ultravioleta (UV), muy utilizada en la desinfección superficial de alimentos y equipos, ya que la luz UV puede inactivar microorganismos sin la necesidad de calor. Otra región del EE que se ha utilizado es la de los rayos gamma, la cual se emplea para irradiar los alimentos (cárnicos, vegetales, frutas, especias, etc.) y eliminar microorganismos y parásitos, prolongando la vida útil y asegurando su inocuidad.
Otras tecnologías, como el uso de ultrasonidos (basado en la aplicación de ondas sonoras de alta frecuencia), generan un fenómeno llamado cavitación en los alimentos, provocando la ruptura de células e inactivación de microorganismos. Otra metodología es la aplicación de plasma a presión atmosférica (plasma frío), en la cual el gas ionizado tiene la capacidad de inactivar microorganismos e incluso descomponer algunos contaminantes químicos superficiales de los alimentos. Mientras que, la ozonificaciónrecurre al O3 como agente altamente oxidante para desinfectar alimentos, eliminando fácilmente bacterias, virus y hongos.
Finalmente, tenemos tecnologías como la biopreservación, en la cual se utilizan microorganismos, sus metabolitos, así como algunos compuestos bioactivos para prolongar la vida útil de los alimentos. En este tipo de tratamientos se busca que los microorganismos o compuestos bioactivos utilizados presenten alguna propiedad para inhibir el crecimiento de patógenos y aumentar la seguridad alimentaria, sin comprometer la calidad nutricional y la inocuidad del alimento.
Como se puede apreciar, la ingeniería de alimentos está transformando la forma en que procesamos, conservamos y consumimos los alimentos. Todas estas innovaciones están encaminadas a mejorar la calidad nutricional, sensorial y, sobre todo, a mantener la inocuidad de los alimentos por más tiempo. Sin embargo, en los últimos tiempos se ha prestado mucha importancia al desarrollo y utilización de procesos más eficientes, sostenibles y que tengan el menor impacto ambiental. Al estar informados sobre estas tecnologías, podemos tomar decisiones más conscientes y responsables sobre nuestra alimentación, contribuyendo a un futuro más saludable y sostenible.
Figura 1 Clasificación de las tecnologías emergentes en la ingeniería de alimentos.
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