Field Food, pulsos eléctricos de alto voltaje y alimentos mejor conservados

La tecnología de pulsos eléctricos de alto voltaje constituye una solución innovadora para el procesado de los alimentos. Fieldfood, el primer proyecto coordinado por la Universidad de Zaragoza dentro del programa Horizonte 2020 de la Unión Europea, se propone validar y demostrar la eficacia de esta tecnología en vino, aceite, tomate, zumos de frutas y sidra.

El procesado con esta nueva tecnología no térmica consiste en la aplicación intermitente de campos eléctricos de alto voltaje (0,5-30 kV/cm) y de una duración de la millonésima parte de un segundo a un alimento colocado entre dos electrodos. Este tratamiento provoca un fenómeno llamado electroporación: se forman poros en las membranas de las células microbianas y de los alimentos.

La electroporación de las membranas de los microorganismos los inactiva a temperaturas inferiores a las utilizadas en el procesado térmico, lo que prolonga el tiempo de conservación del alimento. Además, se obtienen alimentos sanitariamente seguros sin que el calor perjudique sus propiedades sensoriales y nutritivas.

Muchas operaciones de la industria alimentaria están basadas en la extracción de componentes localizados en el interior de las células. Por ejemplo, los compuestos fenólicos responsables del color, propiedades sensoriales y efectos beneficiosos para la salud del vino tinto deben extraerse del interior de las células de la piel de la uva; el aceite, de las de la pulpa de las aceitunas. La formación de poros en las membranas celulares mediante un tratamiento de pulsos eléctricos de alto voltaje facilita la extracción de estos componentes, reduciendo costes energéticos.

La aplicación de esta tecnología en la industria alimentaria es aún limitada. En el marco de Fieldfood se realizarán demostraciones industriales de su viabilidad para mejorar la calidad de los alimentos, optimizar su procesado, reducir costes energéticos e introducir nuevos alimentos en el mercado.

¿Qué tecnologías no térmicas de procesado existen?

Las tecnologías no térmicas están siendo ampliamente investigadas en el área del procesado de los alimentos en las últimas décadas. El concepto ‘no térmico’ hace referencia a un grupo de técnicas cuyos efectos sobre los alimentos son similares a los que provoca el calor, pero cuyo proceso se realiza a temperaturas inferiores a las de los tratamientos térmicos. Son más respetuosas con el medio ambiente que las tecnologías tradicionales y permiten eliminar el efecto negativo que tiene el calor sobre las propiedades sensoriales y nutritivas de los alimentos. Estas tecnologías son muy atractivas para la industria alimentaria, ya que con ellas se puede mejorar la calidad de los alimentos y reducir costes energéticos y el impacto ambiental del proceso.

Las altas presiones hidrostáticas, los pulsos eléctricos de alto voltaje, los ultrasonidos, la luz ultravioleta, los pulsos de luz y el plasma frío se encuentran entre las tecnologías no térmicas más investigadas. Dichas tecnologías se encuentran en distinto grado de desarrollo siendo, por el momento, las altas presiones hidrostáticas y los pulsos eléctricos de alto voltaje las que se están aplicando ya en la industria alimentaria. Mientras que la tecnología de los pulsos eléctricos de alto voltaje permite la pasteurización de alimentos líquidos y mejora la extracción de compuestos intracelulares de interés, las aplicaciones de las altas presiones hidrostáticas se centran en la inactivación de microorganismos patógenos y en prolongar el tiempo de conservación de los alimentos. En el supermercado se venden ya zumos de frutas, jamón cocido y serrano loncheado, salsas o platos precocinados tratados a presiones 5.000 veces más elevadas que la presión atmosférica.

¿en qué otros campos se usa esta técnica?

Los poros provocados por los pulsos eléctricos de alto voltaje en las membranas celulares pueden ser reversibles o irreversibles. La electroporación reversible mantiene la viabilidad de las células. Se consigue aplicando tratamientos de baja intensidad que abren poros en la membrana celular que se vuelven a cerrar una vez que cesa el tratamiento. Cuando los tratamientos son más intensos, la electroporación es irreversible, los poros se mantienen abiertos tras el tratamiento y las células mueren. La electroporación reversible es un procedimiento utilizado en el campo de la biología molecular para poder acceder al citoplasma de la célula con objeto de introducir o extraer ‘in vivo’ oligonucleótidos, plásmidos, anticuerpos, etc. En la actualidad, la electroporación reversible es un método novedoso en el campo de la medicina para introducir medicamentos dentro de células tumorales (electroquimioterapia). La electroporación irreversible también se está investigando como técnica para la destrucción directa de células tumorales (electroablación).

¿Ya hay alimentos procesados de esta forma?

Desde hace alrededor de cinco años han aparecido en el mercado distintos alimentos procesados por pulsos eléctricos de alto voltaje. Las principales aplicaciones de esta tecnología son la pasteurización de zumos de frutas y el tratamiento de patatas para la fabricación de patatas congeladas para freír.

En el área del procesado de zumos de frutas, los equipos industriales tienen una capacidad de hasta 8.000 litros/hora, con unos costes de producción de alrededor de 0,01 euro/litro. El tratamiento prolonga el tiempo de conservación en refrigeración de los zumos hasta tres semanas garantizando un producto sanitariamente seguro y con unas propiedades sensoriales y nutritivas similares a las de un zumo recién obtenido.

En el campo de la elaboración de patatas congeladas para freír, los equipos industriales tienen una capacidad de hasta 50 toneladas/hora. La electroporación de las células de las patatas las ablanda, reduciendo costes energéticos en el proceso de cortado, provoca que se produzcan menos mermas por roturas de las piezas de patatas cortadas durante su manipulación y se reduce el consumo de aceite en el proceso de prefritura previo a la congelación.