La pasteurización: ventajas, limitaciones y métodos alternativos innovadores

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Equipo editorial

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La pasteurización: ventajas, limitaciones y métodos alternativos innovadores

¿Qué es la pasteurización? 

La pasteurización es un proceso térmico para destruir microorganismos patógenos en alimentos y bebidas para garantizar la seguridad y prolongar la vida útil del producto. A diferencia de la esterilización, la pasteurización funciona a temperaturas inferiores al punto de ebullición del agua (60-80°C, unos minutos), por lo que no se eliminan todos los microorganismos, especialmente las esporas bacterianas. En lugar de eso, el objetivo de la pasteurización es inactivar las formas vegetativas de las bacterias y las enzimas que contribuyen al deterioro. La pasteurización se suele combinar con métodos de conservación como el envasado en condiciones anaeróbicas, la acidificación o la inhibición química (con conservantes químicos como la bacteriocina o los aceites esenciales) para garantizar su eficacia (1). 

Historia y objetivos de la pasteurización

La técnica de calentar el vino para su conservación se conoce en China desde el año 1.117 d.C. y quedó registrada en Japón en el diario Tamonin-nikki, escrito por varios monjes entre 1.478 y 1.618. No obstante, su nombre se debe a Louis Pasteur, quien demostró en la década de 1860 que calentar el vino y la cerveza a temperaturas específicas podía evitar su deterioro. Posteriormente, el método se adaptó a la leche y otras bebidas para garantizar su seguridad y prolongar su vida útil (2). La leche es un medio de desarrollo ideal para varios patógenos, incluidos los responsables de la tuberculosis, la difteria, la escarlatina, la brucelosis, la fiebre Q y las enfermedades transmitidas por los alimentos, como la Salmonella, E. coli y la Listeria. Antes de la adopción de la pasteurización, la leche cruda provocaba numerosas muertes. Por ejemplo, entre 1912 y 1937, se atribuyeron aproximadamente a la tuberculosis 65.000 muertes en Inglaterra y Gales por consumir leche sin tratar. Una vez se hubo generalizado la pasteurización, las enfermedades relacionadas con la leche disminuyeron de forma considerable. Según Según los Centros para el Control de Enfermedades, entre 1998 y 2011, el 79% de los brotes de enfermedades relacionadas con los productos lácteos estuvieron relacionados con el consumo de leche o queso crudos. La pasteurización es un proceso aplicado a un producto para evitar riesgos para la salud pública asociados a microorganismos patógenos. Comprender los patógenos que están o podrían estar presentes en un producto determinado es crucial para conseguir de forma eficaz el objetivo de salud pública de la pasteurización de ese producto. También es necesario conocer las características térmicas de estos organismos. Además, el objetivo de la pasteurización es prolongar la vida útil del producto y mejorar su estabilidad y calidad (3).

Cómo funciona la pasteurización

El principio básico de la pasteurización es que el calor elimina eficazmente la mayoría de los microorganismos patógenos termorresistentes (como Mycobacterium tuberculosis y Coxiella burnetii) y desactiva proteínas específicas, incluidas las enzimas que contribuyen al deterioro de los alimentos y reducen su calidad. El tiempo y la temperatura son determinados para eliminar el Mycobacterium tuberculosis y otros patógenos presentes en los alimentos, erradicando los microorganismos que deterioran los alimentos y prolongando así la vida útil del producto. Además, los niveles indetectables de la enzima fosfatasa alcalina garantizan que la leche es segura para el consumo humano y se utilizan como indicador de una pasteurización completa. 

En función de las características de cada producto se pueden emplear distintos métodos de pasteurización, utilizando una combinación equivalente de temperatura y tiempo para lograr la seguridad alimentaria. Después de este proceso, el producto alimentario se almacena refrigerado (≤ 6 °C), por un periodo que puede oscilar entre los 5 o 6 días en el caso de la leche ''fresca'' o incluso semanas dependiendo de la calidad microbiana de la leche cruda, la intensidad del tratamiento térmico, el tipo de envasado y la cadena de suministro. Respecto a los líquidos, la pasteurización normalmente consiste en hacerlos fluir a través de una tubería. El calor se aplica directamente o a través de vapor/agua caliente en una sección designada para este efecto y le seguirá una fase de enfriamiento. El control preciso de la temperatura y la duración de estas etapas es crucial. Los alimentos sólidos se pasteurizan una vez han sido envasados en recipientes. Los envases de vidrio deben calentarse con precaución con agua caliente para evitar que se rompan. Como alternativa, se aplica vapor o agua caliente a los envases de plástico y metal.

Tipos de pasteurización

La pasteurización se suele realizar mediante tres métodos principales:

Pasteurización lenta LTLT (Low Temperature Long Time)

Utilizada en un principio para zumos de fruta, la LTLT implica el calentamiento por lotes a 63-65°C durante un periodo prolongado (~30 min). Presenta inconvenientes debido a los cambios significativos en la calidad (por ejemplo, reducción de vitaminas) y es poco práctico para la producción a gran escala. Ha sido sustituido en gran medida por métodos más eficaces, como el tratamiento a alta temperatura y corta duración (HTST) o pasteurización continua.

Pasteurización HTST (High Temperature/Short Time)

Conocido como “pasteurización relámpago”, la HTST es un proceso continuo que calienta la leche a 72-75 °C (~161 °F) durante 15-20 segundos, eliminando de forma eficaz los patógenos termorresistentes, como C. burnetii, de la leche cruda. Este proceso utiliza intercambiadores de calor de placas de metal o de carcasa y tubo para minimizar los cambios de calidad en comparación con el calentamiento por lotes. El HTST se utiliza sobre todo para pasteurizar bebidas como el zumo de naranja a 90-95°C durante 15-30 segundos y el zumo de manzana a 77-88°C durante 25-30 segundos.  

Pasteurización UHT (Ultraheat treated)

Esta técnica es la más utilizada para la leche o la nata. La leche se calienta rápidamente a 135°C (275°F) durante al menos 1 segundo, lo que mejora su calidad y vida útil mediante la reducción de las bacterias residuales y sus esporas. A menudo se etiqueta como “UHT” o “ultrapasteurizada”. Se requiere un envasado estéril para mantener la esterilidad del producto, lo que añade complejidad al proceso. 

Productos pasteurizados habituales

  • Leche y productos lácteos 
  • Zumos (p.ej., de naranja, de manzana)
  • Cerveza y sidra
  • Vino
  • Agua embotellada
  • Alimentos enlatados (p.ej., sopas, pulpa de frutas y verduras)
  • Bebidas sin gas (por ejemplo, café, agua aromatizada, té o infusiones de hierbas)
  • Huevos
  • Vinagre 
  • Leche vegetal

Ventajas de la pasteurización

Algunas de las ventajas de la pasteurización son:

  • La pasteurización elimina de forma eficaz los organismos patógenos presentes en las bebidas.
  • Prolonga de manera considerable la vida útil; algunos zumos pueden permanecer en buenas condiciones hasta un año. 
  • Inactiva enzimas como la fosfatasa y la lipasa de la leche, que pueden degradar su calidad. 
  • Modifica las características del producto; por ejemplo, la pasteurización de la leche para la producción de yogur altera la estructura de las proteínas, lo que permite que el yogur sea más espeso y estable.
  • Al eliminar bacterias perjudiciales, la pasteurización ayuda a prevenir enfermedades como la difteria, la tuberculosis, la escarlatina y la brucelosis (4).
  • El proceso UHT minimiza los cambios químicos, físicos y organolépticos de la leche, que además puede almacenarse sin refrigeración durante meses, permitiendo su transporte a zonas remotas. 

Limitaciones y problemas de la pasteurización

  • Durante todo el proceso de pasteurización se requiere una vigilancia rigurosa.
  • Los microorganismos resistentes al calor pueden sobrevivir incluso después de la pasteurización.
  • Para mantener la vida útil de algunos productos pasteurizados es necesaria la refrigeración.
  • En algunos casos, la pasteurización (HTST y UHT) puede darle a la leche un sabor a “cocinada”.
  • La textura y el sabor del producto se pueden ver afectados. 
  • El método de pasteurización HTST puede provocar una pérdida significativa de nutrientes y vitaminas termosensibles como la vitamina C, B1, Β6, Β9 y B12 en la leche.
  • No todos los productos son aptos para la pasteurización.
  • Algunos nutrientes y enzimas se pierden durante la pasteurización, lo que puede hacer que la leche cruda sea preferible a la pasteurizada (4).
  • Calentar la leche provoca la insolubilización del fosfato cálcico, lo que ensucia las superficies de tratamiento.
  • Pérdida de compuestos aromáticos y reblandecimiento de los tejidos. 

A pesar de su eficacia para reducir patógenos, los tratamientos térmicos como la pasteurización presentan inconvenientes importantes en cuanto a las cualidades nutricionales y sensoriales de los alimentos

Despite its effectiveness in reducing pathogens, thermal treatments like pasteurization present significant drawbacks concerning foods’ nutritional and sensory qualities. El proceso puede provocar la descomposición de vitaminas y nutrientes esenciales y alterar la textura, el sabor y el aroma de productos delicados como los zumos de frutas y los productos lácteos. Estas cuestiones subrayan la necesidad de adoptar un enfoque equilibrado a la hora de optimizar los procesos de pasteurización para paliar estos efectos y garantizar al mismo tiempo la seguridad alimentaria (5). En este contexto, muchos investigadores se centran en técnicas alternativas para afrontar los problemas de los tratamientos térmicos y satisfacer la demanda de los consumidores de alimentos más sanos, que hayan sido procesados lo menos posible y producidos de forma sostenible.

Ejemplos de procesos no térmicos alternativos

Las nuevas tecnologías no térmicas de conservación de alimentos, como el procesado por altas presiones (HPP), el campo eléctrico pulsado (PEF), el ultrasonido (US) y  el plasma no térmico (NTP), son tecnologías innovadoras que pueden ofrecer a los consumidores alimentos seguros y de etiquetado claro. Estas tecnologías permiten mantener intactos los atributos nutricionales y sensoriales, al tiempo que los productos conservan su calidad y frescura.

Campo eléctrico pulsado

El campo eléctrico pulsado (PEF, por sus siglas en inglés)es una técnica que aplica pulsos eléctricos de alto voltaje a materiales biológicos (por ejemplo, plantas, animales y microorganismos). El PEF inactiva de manera eficaz los microorganismos de productos alimenticios líquidos y semilíquidos, preservando a la vez su calidad. Los nutrientes importantes sensibles al calor, como las vitaminas, suelen sufrir un impacto mínimo. Además, esta tecnología se utiliza y regula comercialmente como alternativa a la pasteurización de zumos de fruta. Alcanzar la seguridad alimentaria y prolongar la vida útil de los alimentos se consigue al inactivar los patógenos alimentarios y los microorganismos que deterioran los alimentos.

Ultrasonido

El ultrasonido (US) es un método alternativo con potencial antimicrobiano. Se ha utilizado principalmente con fines de diagnóstico y para mejorar la textura de los alimentos sólidos. Sin embargo, las aplicaciones industriales actuales en productos frescos y alimentos líquidos son limitadas, a pesar de su potencial para preservar los componentes funcionales de los alimentos en comparación con los tratamientos térmicos convencionales. Para garantizar la seguridad alimentaria, la investigación actual se centra en comprender los factores relacionados con los microorganismos que influyen en la eficacia de los ultrasonidos. Esta información puede ayudar a aumentar la escalabilidad y la optimización en los productos alimentarios, a menudo en combinación con otros métodos, como el calentamiento suave y los tratamientos de presión elevada. La manotermosonicación (MTS) es una de las combinaciones más prometedoras, y resulta especialmente eficaz para descontaminar productos alimentarios como los huevos líquidos.

Plasma no térmico

El plasma no térmico (NTP) es un método innovador para higienizar superficies y puede aplicarse a productos frescos y listos para el consumo, hierbas y especias, cereales y frutos secos. Estos productos son sensibles al tratamiento térmico y/o se añaden a productos alimentarios ya tratados. El proceso es muy rápido y se puede realizar a temperatura ambiente, lo que hace que el NTP sea más rentable que los tratamientos térmicos. Los productos tratados con NTP se procesan mínimamente y pueden mantener su alto valor nutritivo y sus características de calidad. Comprender su eficacia contra patógenos y organismos alterantes es crucial para hacer avanzar la tecnología NTP y promover su aceptación en el mercado para la producción de alimentos seguros y de alta calidad. 

Procesado por altas presiones

El procesado por altas presiones (HPP), también conocido como procesado por altas presiones hidrostáticas (HHP) o pasteurización en frío, es una tecnología suave de conservación de alimentos que utiliza presiones hidrostáticas muy altas (MPa) en lugar de calor para inactivar los microorganismos. Este proceso puede ofrecer una amplia gama de aplicaciones, pero lo más importante es que garantiza la seguridad alimentaria manteniendo los nutrientes y las características de calidad (sabor, textura). La HPP ya se ha utilizado a nivel industrial y muchos fabricantes de alimentos la emplean como alternativa al tratamiento térmico convencional, sobre todo para productos como los zumos de frutas. Por lo general, la eficacia se evalúa mediante la realización de estudios que siguen la reducción de microorganismos relevantes desde el punto de vista de la seguridad y el deterioro de los alimentos. Además, la combinación de la HPP con otras medidas de control (pH, temperatura, técnicas de envasado, conservantes naturales) puede contribuir a reducir los costes de producción, uno de los principales retos de la HPP.

La percepción del consumidor de las nuevas tecnologías

Un factor importante a tener en cuenta es la aceptación de los consumidores. Es esencial investigar las percepciones de los consumidores mientras se desarrollan nuevos productos y tecnologías, como los métodos no térmicos para inactivar microorganismos. Un enfoque basado en datos es un factor clave para maximizar el potencial de estas nuevas tecnologías. La recopilación de datos a partir de la investigación actual puede ayudar a evaluar estos nuevos métodos frente a los tratamientos térmicos tradicionales y a comprender el comportamiento del consumidor, facilitando la introducción en el mercado de productos tratados con estos métodos.

Un enfoque basado en los datos

Los datos no sólo son útiles para comprender el comportamiento de los consumidores, sino también para evaluar el impacto global de las tecnologías de procesado no térmico. La sustitución de la pasteurización convencional por métodos de procesado no térmico puede afectar a la eficacia de descontaminación contra microbios patógenos como la Salmonella, influyendo así en el riesgo de enfermedades transmitidas por los alimentos. Mediante el desarrollo de bases de datos estructurales y el empleo de técnicas de aprendizaje automático, podemos optimizar los parámetros de procesado para lograr la mayor eficacia posible con el menor impacto medioambiental posible.

Referencias

  1. Food Safety Management: A Practical Guide for the Food Industry. (2023). Netherlands: Elsevier Science.
  2. Hornsey, I. S. (2007). A History of Beer and Brewing. United Kingdom: Royal Society of Chemistry.
  3. Preservatives and Preservation Approaches in Beverages: Volume 15: The Science of Beverages. (2019). Netherlands: Elsevier Science.
  4. Deeth, H. (2017). Optimum thermal processing for extended shelf-life (ESL) milk. Foods, 6(11), 102.
  5. Bhadekar, R., & Bhola, J. (2019). Nonconventional preservation techniques: Current trends and future prospects. In Preservatives and preservation approaches in beverages (pp. 115-147). Academic Press.