The development of the RI

El aumento de la vida útil de los alimentos tratados por altas presiones se debe principalmente a la inactivación de los microorganismos y las enzimas presentes en los mismos. El efecto de las altas presiones sobre los microorganismos depende del nivel de presión alcanzado, del tiempo de aplicación, de las características de los microorganismos, de la temperatura del proceso y de la composición del medio (Stewart et al., 2006). La inactivación de los microorganismos se produce por la acumulación de daños en distintas partes de la célula que cuando exceden la capacidad de reparación, acaba dando lugar a la lisis microbiana. En algunos casos el daño celular puede ser reparado si las condiciones del medio son favorables (Rendueles et al., 2011). Uno de los primeros sitios afectados por las altas presiones es la membrana celular. La presurización induce una disminución de fluidez de los lípidos y fosfolípidos de membrana, llegando incluso a su solidificación, provocando una disminución de la permeabilidad y la pérdida de funcionalidad e integridad de la membrana. Esto mismo sucede en el interior de la célula, en la membrana de algunos orgánulos (Rendueles et al., 2011, Huang et al., 2014). Las altas presiones provocan la disociación de los ribosomas, causando una reducción o inhibición de la síntesis de proteínas y enzimas (Abe, 2007). Las altas presiones pueden causar además daños estructurales y morfológicos, como la separación entre la membrana y la pared celular y la compresión de las vacuolas. Las altas presiones también afectan a la funcionalidad del material genético, inhibiendo los mecanismos de replicación y transcripción del ADN (Huang et al., 2014). Otro efecto importante inducido por las altas presiones es la desnaturalización de proteínas, incluyendo proteínas de membrana y enzimas. La desnaturalización de las proteínas de membrana puede limitar el flujo de protones, impidiendo la regulación del pH intracelular. La desnaturalización de las proteínas por las altas presiones se debe a la modificación de su estructura y su efecto depende del nivel estructural de la molécula. La estructura primaria viene determinada por la secuencia de aminoácidos unidos mediante enlaces covalentes, que no se ven afectados por las altas presiones. La estructura secundaria viene determinada por la formación de

puentes de hidrógeno, que son poco susceptibles a las presiones pero pueden verse afectados a presiones superiores a 300 MPa, siendo el efecto irreversible por encima de 700 MPa. Se ha visto además que la β-lámina es más barorresistente que la α-hélice. La estructura terciaria está determinada por interacciones hidrofóbicas, puentes disulfuro y fuerzas de Van der Waals, que son enlaces muy susceptibles a la presión, de tal modo que presiones superiores a 200 MPa provocan ya cambios significativos. La estructura cuaternaria aparece en proteínas oligoméricas y se debe a la presencia de distintas interacciones, como puentes de hidrógeno, puentes disulfuro e interacciones electrostáticas. Los puentes de hidrógeno presentan una alta resistencia a la presión, pero no así los puentes disulfuro y las interacciones electrostáticas, por lo que la estructura cuaternaria resulta muy susceptible a la presurización (Rendueles et al., 2011, Huang et al., 2014). El efecto de las altas presiones sobre las enzimas es altamente dependiente del tipo de enzima y de las condiciones del medio (San Martin et al., 2002). Las enzimas pueden activarse o inactivarse, dependiendo de la intensidad de la presión aplicada y del tipo de enzima (Yaldagard et al., 2008, Huang et al., 2014). Como ya se ha descrito, los puentes de hidrógeno pueden llegar a verse afectados por las altas presiones, lo que puede resultar en cambios de la estabilidad y actividad de la enzimas. De este modo, algunas enzimas pueden ver incrementada su actividad por la modificación de la velocidad del paso limitante o la modulación de la especificidad y así, por ejemplo, la tripsina sometida a un tratamiento de 300 MPa durante 300 minutos ve incrementada su actividad en un 36% (Eisenmenger & Reyes-De-Corcuera, 2009, Kim

et al., 2013). Sin embargo, en general se considera que presiones superiores a 400 MPa pueden inducir cambios de la estructura tridimensional, alterando el centro activo y provocando la inactivación de la enzima. Se ha descrito que algunas enzimas, como la termolisina, se inactivan hasta un 50 % con presiones de 100 MPa (Kim et al., 2013), mientras que otras, como la polifenoloxidasa de ciruela, resisten hasta 900 MPa (Weemaes et al., 1998).

La resistencia de los microorganismos a las altas presiones es muy variable y depende principalmente del tipo de microorganismo, la temperatura y la composición de la matriz en la que se encuentra (Stewart et al., 2006). Valores bajos de actividad de agua ejercen un efecto baroprotector en los microorganismos (Morales et al., 2006).

Además a temperaturas de 4 ºC algunos microorganismos son menos resistentes a la presión que a 20 ºC (San Martin et al., 2002). Las altas presiones normalmente tienen mayor efecto en microorganismos con mayor grado de organización y complejidad estructural. Los microorganismos procariotas son generalmente más resistentes que los eucariotas. Los protozoos y los parásitos son especialmente sensibles a la presión, y presiones relativamente bajas logran su inactivación (Rivalain et al., 2010). Los mohos y levaduras tienen una resistencia intermedia, siendo los micelios de los mohos muy sensibles, mientras que las esporas son más resistentes (Martínez-Rodríguez et al., 2014). Los virus poseen un amplio rango de resistencia a las altas presiones debido su gran diversidad estructural, siendo los poliovirus los más barorresistentes, resistiendo presiones de hasta 600 MPa (Grove et al., 2008). La resistencia de las formas vegetativas de las bacterias depende de su fisiología, morfología y fase en la que se encuentran, siendo en general las gram positivas más resistentes que las gram negativas, los cocos más resistentes que los bacilos, y las bacterias en fase estacionaria más resistentes que las bacterias en fase exponencial (Chawla et al., 2011, Demazeau & Rivalain, 2011b). Se ha visto además que los microorganismos que poseen mayor proporción de ácidos grasos insaturados en la membrana celular son más resistentes a la presión (Rendueles

et al., 2011). Por otro lado, las esporas bacterianas son extremadamente resistentes a las altas presiones, por lo que se han estudiado distintas estrategias para su destrucción, como la eliminación directa mediante la combinación de altas presiones con otros parámetros (como altas temperaturas) o la inducción de la germinación de las esporas seguida de la inactivación de las formas vegetativas (Nguyen Thi Minh et al., 2010, Demazeau & Rivalain, 2011a, Reineke et al., 2011).