Más allá de los métodos físicos y químicos tradicionales de desinfección, se está trabajando en la investigación y desarrollo de nuevas tecnologías con alta eficacia desinfectante y que presenten mínimo o nulo efecto sobre las propiedades sensoriales de los productos, además de ser seguros para el consumidor.
Las tecnologías alternativas para inactivar microorganismos buscan en general eliminar el uso de elevadas temperaturas o agentes químicos y evitar así los efectos adversos producidos por estos, en las propiedades organolépticas y en valor nutricional de los alimentos. (Barbosa- Canovas, 2002)
Estas tecnologías no son conceptos que se han desarrollado recientemente, como lo demuestran los estudios realizados por Hite en 1899 o Jacobs y Thornley en 1954; pero la adaptación para utilizarlas como tratamientos de desinfección de alimentos ha recibido gran atención últimamente, en respuesta a las demandas del consumidor de productos alimenticios más frescos y naturales (Ross et al, 2003).
A continuación se detallan algunas de estas tecnologías que están bajo investigación para su aplicación en alimentos.
3.4.2.1 Luz blanca pulsante de alta intensidad.
La luz blanca pulsante es un método de inactivación bacteriana que involucra el uso de pulsos intensos y cortos de luz blanca de amplio espectro. El espectro del tratamiento abarca hasta longitudes de onda en el rango del UV cerca de la región infrarroja. El material tratado es expuesto a por lo menos 1 pulso (1 a 20 flashes por segundo (s)) que tiene una densidad de energía en el rango de 0.01 a 50 J/cm2 en la superficie, en un rango de duración de 1µs a 0.1 s En la mayoría de los casos, se requiere aplicar un número bajo de flashes en una fracción de segundo para lograr altos niveles de inactivación microbiana. Niveles más altos de energía pueden llegar a inactivar esporas. El mecanismo de inactivación es fotoquímico a través de un calentamiento rápido en la superficie, sin cocinado real del producto. Es deficiente en la penetración de superficies opacas e irregulares. (USFDA, 2000).
3.4.2.2 Campo eléctrico pulsado.
El tratamiento de campo eléctrico pulsado de alta intensidad (CEP), se realiza con la aplicación de pulsos de alto voltaje (20 a 80 kV/cm) a alimentos colocados entre dos electrodos por lapsos menores de 1 segundo. Sin embargo, los pulsos con intensidad de campo de 10 a 20 kV/cm son capaces de romper membranas celulares de microorganismos, creando una distribución no uniforme de la carga eléctrica a lo largo de la membrana celular, lo que lleva a la inactivación microbiana en los alimentos. Esta tecnología se considera superior a los tratamientos tradicionales debido a que los cambios en las propiedades sensoriales o físicas de los alimentos son mínimos o nulos. Algunos estudios sugieren que el CEP preserva las propiedades nutricionales, sin embargo, aún siguen bajo estudio sus efectos
sobre las características químicas y nutricionales de los alimentos. (Barbosa-Canovas G., 2002; USFDA, 2000).
3.4.2.3 Radiofrecuencia.
La radiofrecuencia se refiere al uso de ondas electromagnéticas con frecuencias de 13.56, 27.12 y 40.68 MHz, para generar calor en un material. Las frecuencias Usadas en Estados Unidos con fines de calentamiento son: 13.56 MHz ± 6.68 kHz; 27.12 MHz ± 160.00 kHz; 40.68 MHz ± 20.00 kHz.
El alimento se coloca en un campo eléctrico que consiste en pulsos de ondas de alta frecuencia. Esto genera calor mediante una rápida inversión de la polaridad de las moléculas, logrando que el proceso sea muy similar a una pasteurización. Tiene especial aplicación en la destrucción de patógenos en jugos de frutas frescas. (USFDA, 2000).
3.4.2.4 Atmósferas Modificadas.
Esta técnica involucra ya sea modificar o controlar activa o pasivamente la atmósfera que rodea al producto dentro de un empaque elaborado de varios tipos y/o combinaciones de películas. Una atmósfera modificada puede definirse como una creada alterando la composición normal del aire, para proveer de una atmósfera óptima para incrementar la vida de anaquel y calidad del producto.
El almacenamiento en atmósferas controladas es una tecnología ampliamente utilizada para productos hortofrutícolas frescos. En Norte América una de sus primeras aplicaciones para productos frescos en corte fue utilizada por McDonalds para distribuir la lechuga en empaques predeterminados La utilización de gases inertes, reactivos o vacío le permite tener aplicaciones diversas en el control de microorganismos así como mantener el color y la frescura del producto. (Barach J et al., 2004; Berrang M. et al., 1989).
3.4.2.5 Luz Ultravioleta.
El tratamiento con luz ultravioleta involucra el uso de radiación de la región ultravioleta del espectro electromagnético para propósitos de desinfección. La longitud de onda para de la región ultravioleta va en el rango de 100 a 400nm.
La región ultravioleta se divide en:
UVA (315-400nm) responsable de los cambio de coloración de la piel humana. UVB (280-315nm) puede causar quemaduras en la piel y eventualmente causa cáncer de piel.
UVC (200-280nm) llamado el rango germicida debido a su efectividad para inactivar bacterias y virus.
UV de vacío (100-200nm) puede ser absorbido por casi todas las sustancias y puede ser sólo transmitida en el vacío.
Las propiedades germicidas de la radiación UV se deben principalmente, a que puede inducir mutaciones en las moléculas de ADN. Para lograr la inactivación microbiana la radiación de luz UV debe ser de al menos 400 J/m2 en toda la superficie del producto. Tiene como desventajas: su pobre profundidad de penetración10, por lo que en la mayoría de los casos en la industria alimentaria su uso se limita a la desinfección de áreas de trabajo; y el hecho de que cataliza cambios oxidativos que resultan en rancidez y decoloración de los productos. (USFDA, 2000; Munkacsi F., et al., 1976).
En general cualquiera que sea la tecnología de desinfección utilizada, se sabe que su eficacia varía en diferentes frutas y vegetales, dependiendo de sus características de superficie, temperatura y tipo de patógeno que se desee eliminar.
10
Profundidad de Penetración: La distancia que las ondas electromagnéticas de una cierta frecuencia viajan en un material antes de perder el 63% de su energía. (US-FDA, 2000)
3.5
Ultrasonido.
3.5.1 DEFINICIÓN.
Ultrasonido es el término usado para describir una onda de vibración de una frecuencia superior a la frecuencia límite superior del oído humano (ondas ultrasónicas), incluyen todas las frecuencias por arriba de los 20 KHz. (Butz et al., 2002, Hughes et al., 1962).