CLAVES DE LOS TRATAMIENTOS TÉRMICOS DE VEGETALES

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1 CLAVES E LOS TRATAMIENTOS TÉRMICOS E VEGETALES Ana Casp Vanaclocha José Abril Requena Universidad Pública de Navarra Tecnología de Alimentos Campus Arrosadía, Pamplona acasp@unavarra.es Los tratamientos térmicos aplicados a platos cocinados tienen dos objetivos: cocer las materias primas para ajustar su textura, su sabor y su digestibilidad, controlar la flora microbiana que siempre las acompaña. Por lo tanto, se deberá establecer la intensidad de este tratamiento térmico para que cumpla al mismo tiempo los dos objetivos. La modificación de las propiedades químicas y texturales de un alimento mediante el calor se puede explicar con la misma cinética química que la destrucción térmica de microorganismos, por lo que se podrá utilizar un mismo modelo matemático para explicar ambos procesos. Conociendo los valores de los parámetros (tiempo de reducción decimal, que habitualmente se expresa en minutos) a la temperatura de proceso, se podrán calcular tanto los microorganismos supervivientes a un tratamiento térmico como la textura residual de la materia prima: siendo: S = N 10 S: supervivientes o textura residual N: contaminación inicial o textura inicial t: tiempo de proceso : tiempo de reducción decimal de cada proceso El parámetro disminuye cuando aumenta la temperatura, pudiéndose calcular para cualquiera de ellas si se conoce su valor a una temperatura de referencia y el parámetro z (que define la termorresistencia del microorganismo o de la propiedad que se considera) y que indica que cuando la temperatura se eleva z grados la termorresistencia se hace 10 veces menor: 1

2 * = 10 * ( T T ) z donde: * : reducción decimal conocida T * : temperatura de la reducción decimal conocida : reducción decimal buscada T: temperatura de la reducción decimal buscada z: parámetro de termorresistencia (ºC) de cada proceso Los incrementos de temperatura afectan de forma diferente a los procesos de destrucción térmica de microorganismos y a los de modificación de las propiedades sensoriales. El valor del parámetro z para los distintos microorganismos toma valores próximos a 10ºC en la mayoría de los casos, mientras que para las modificaciones ligadas a la cocción alcanza valores de 30ºC. Se puede decir por ello que la destrucción térmica de microorganismos es temperatura dependiente (más sensible a los incrementos de temperatura de proceso) mientras que las modificaciones de las propiedades sensoriales son tiempo dependientes (más sensibles a la duración del proceso). La flora microbiana presente en las materias primas vegetales es función del medio en el que se han cultivado y de sus características fisico-químicas que las harán más apetecibles para determinados microorganismos. El medio de cultivo de los vegetales asegura que estas materias primas han estado potencialmente en contacto con todos los microorganismos ubicuos, es decir no presenta limitaciones a la flora microbiana. El ph de los vegetales, salvo el de algunas frutas, se encuentra entre 5 y 7, favorable a la proliferación de la gran mayoría de microorganismos. Su actividad de agua siempre es mayor que 0,95 (salvo para las legumbres antes de ser rehidratadas), lo que tampoco es un factor limitante para los microorganismos. Será normal su cocción o manipulación posterior en ausencia de aire, lo que propiciará la presencia de microorganismos anaerobios. e acuerdo co lo anterior, en estas materias primas se deberá suponer la presencia de cualquier tipo de microorganismo, tanto los que causarán su deterioro como los que podrán convertirlas en productos peligrosos para la salud del consumidor, ya que no existe ninguna barrera natural que impida la presencia de bacterias patógenas, formadoras o no de esporas. esde el punto de vista del tratamiento térmico, el problema más grave será asegurar la destrucción de las esporas bacterianas que puedan existir en la materia prima. En la producción de platos de consumo inmediato a la cocción, el tratamiento térmico se elige para que sea especialmente efectivo en la modificación de las 2

3 propiedades sensoriales de las materias primas (es decir: tiempos largos a temperaturas bajas), esperando que sea suficiente para controlar la flora de microorganismos patógenos y de deterioro presentes. Los tratamientos de este tipo no son efectivos contra las esporas bacterianas, pero sí lo son contra las formas vegetativas de las bacterias y contra las toxinas que éstas puedan haber producido. Como las esporas no son tóxicas, los platos preparados así, y consumidos inmediatamente después de su cocción, no presentan ningún riesgo para la salud pública. El problema aparece cuando el plato cocinado se quiere almacenar durante un tiempo antes de ser consumido, de forma que dé tiempo a realizarse la distribución necesaria a todo proceso industrial. Es decir cuando se pretende pasar de una vida útil de minutos a una vida útil de días. La solución elegida históricamente por la industria agroalimentaria para solucionar este problema ha sido ajustar el tratamiento térmico a la destrucción de las esporas más tóxicas de las que pueden aparecer en las materias primas de ph poco ácido: las de Clostridium botulinum, lo que ha llevado a definir las condiciones de esterilización que emplea esta industria desde la primera mitad del siglo XX. Es decir, conservas esterilizadas con vida útil de 5 años a temperatura ambiente. Este no es el caso que nos ocupa. Si no se quiere aplicar un tratamiento térmico que destruya de forma eficaz esporas y formas vegetativas hasta que el riesgo de encontrar presencia de Clostridium sea de uno entre un billón se deberán emplear métodos combinados de conservación que permitan una vida útil razonable sin riesgos de toxiinfecciones. Para poder establecer un conjunto de barreras que lleven a un producto sin riesgos se deberá tener un conocimiento profundo del microorganismo patógeno formador de esporas más peligroso: el Clostridium botulinum. Es una bacteria Gram-positiva, formadora de esporas, anaerobia, de forma redondeada, catalasa-negativa, es un organismo del suelo que produce una potente neurotoxina proteica conocida como neurotoxina botulínica, que causa una enfermedad neuroparalítica conocida como botulismo. El botulismo es una intoxicación que implica el consumo de neurotoxina botulínica, sólo el consumo de ng de neurotoxina puede ser letal. El consumo de sólo 0,1 g de alimento en el cual se ha desarrollado Cl. botulinum y producido toxina puede tener consecuencias graves. La presencia de esporas en los alimentos no es un riesgo para la salud pública a menos que puedan germinar, extenderse y multiplicarse hasta la formación de células vegetativas productoras de toxina. Sin embargo, es importante enfatizar que la presencia de menos de 1 espora/g es bastante para justificar la necesidad de tomar medidas profilácticas estrictas. La neurotoxina botulínica es una toxina con sensibilidad al calor relativamente alta, que puede causar varios síntomas de parálisis, la más severa de las cuales es la parada respiratoria que puede producir la muerte. En primer lugar será interesante conocer el tiempo necesario para que las células vegetativas sean capaces de producir la toxina. Este tiempo será función de la 3

4 composición del sustrato y de la temperatura a la que se encuentre, lógicamente cuanto menor sea la temperatura mayor será el tiempo necesario para la aparición de la toxina, como se puede apreciar en la gráfica siguiente para coliflor Tiempo (días) Temperatura (ºC) Gráfica 1.- Tiempo para la formación de toxina botulínica en coliflor inoculada con esporas de Cl. botulinum. A temperatura ambiente (25ºC) la formación de toxina puede ser cuestión de 1 día, por lo tanto la primera barrera que se perfila como interesante será la temperatura. Los platos preparados se deberán comercializar en refrigeración. Ya que se ha visto que la temperatura es un factor muy importante a controlar, un segundo paso será conocer si la producción de toxina botulínica es posible a cualquier temperatura de refrigeración. En ninguno de los trabajos publicados se ha detectado desarrollo y producción de toxina cuando la temperatura de almacenamiento es menor de 3ºC. Por lo tanto estos alimentos se deberán almacenar en refrigeración a una temperatura inferior a los 3ºC y asegurar que en ningún caso se sobrepasará este límite. Se puede esperar que una vez formada la toxina el calentamiento necesario antes del consumo del producto sea capaz de destruirla?. Ya se ha dicho que la toxina botulínica es termosensible, es decir se destruye mediante el calor. Sin embargo será necesario mantener una temperatura de 80ºC más de 20 minutos para destruir de forma significativa la toxina presente. Este es un tratamiento muy próximo al de cocción de algunas materias primas, por lo que difícilmente se podrá asegurar la salud pública mediante el calentamiento anterior al consumo. 4

5 Todo esto será cierto siempre que se plantee un tratamiento térmico durante la cocción que no sea capaz de destruir las esporas de Cl. botulinum. Para este microorganismo se admiten los siguientes valores de los parámetros de termorresistencia: 121,1 : 0,3 minutos z : 10ºC Suponiendo que la muestra antes de la cocción esté contaminada con 5 esporas por gramo, cual será la concentración de supervivientes después de un tratamiento térmico de 20 minutos a 100ºC?. En primer lugar se calcularía el valor de 100 : ( ,1) 10 2,11 = 10 = 0, ,6 minutos ,1 = Ahora se puede calcular la concentración de supervivientes: S= N 10 = ,6 = 1,5 esporas/g Cualquier tratamiento enfocado a la cocción, es decir a temperatura menor de 100ºC, tendrá muy poca significación en el control de estas esporas. Si el tratamiento se planteara a temperatura superior a 100ºC, es decir a presión superior a la atmosférica (por ejemplo a 110ºC) los resultados serían muy distintos. Para conocer su efecto, en primer lugar se determinaría el nuevo tiempo de tratamiento para que el efecto de cocción se mantuviera sin modificación. Para ello es necesario conocer los parámetros de termorresistencia de la textura del alimento. Si fueran guisantes estos parámetros serían: 100 : 100 minutos z : 30ºC Ahora se puede calcular la modificación de la textura producida por el tratamiento a 100ºC: f i 10 = Ti 10 T = T = 0, 6 T i El tratamiento térmico hace que la textura final sea un 60% de la inicial. A continuación se calcula el tiempo de tratamiento a 110ºC para que la modificación de la textura sea la misma, para lo que se deberá conocer el valor del parámetro del guisante a 110ºC. ( ) = = = 46,4 minutos 5

6 Ahora se puede calcular el tiempo de tratamiento a 110ºC T = T 10 f i t log T f = log Ti t log 0,6 = log1 46,4 t =10 minutos Ya se puede comprobar cual será el efecto sobre las esporas de Cl. botulinum de un tratamiento de 10 minutos de duración a 110ºC: ( ,1) = 121,1 10 = 3,86 minutos S= N 10 = ,86 = 0,01esporas/g Este tratamiento no consigue la seguridad exigida a un producto apertizado (se han aplicado 2,6 reducciones decimales en lugar de las 12 exigidas a una conserva), pero da una mayor seguridad a los platos cocinados de vegetales, que sin duda se deberán seguir almacenando en refrigeración a una temperatura inferior a 3ºC y durante un tiempo suficientemente corto para impedir que las pocas esporas restantes sean capaces de producir toxina. En resumen cuáles son las claves de los tratamientos térmicos en vegetales?. Plantear los tratamientos térmicos suponiendo la presencia de bacterias formadoras de esporas en la materia prima. Cuando sea posible, utilizar temperaturas superiores a 100ºC, es decir trabajar a presión superior a la atmosférica. En cualquier caso, asegurarse que se mantiene el producto después de la cocción a temperatura de refrigeración, inferior a 3ºC, durante toda su vida útil. Plantear vidas útiles para el producto suficientemente cortas que aseguren la imposibilidad de producción de toxina botulínica Bibliografía Carlin, F. y Peck, M. W. (1996). Growth and toxin production by, non-proteolytic Clostridium botulinum in cooked vegetables at refrigeration temperatures Appl. Environ. Microbiol. 62, Casp, A y Abril, J. (2003) Procesos de conservación de alimentos. Ed Mundi Prensa. Madrid. López, R; Abril, J. y Casp, A. (2002) Cocción de vegetales Actas II Congreso Español de Ingeniería de Alimentos Lérida. 6