jueves, 3 de noviembre de 2011

Antimicrobianos naturales: conservando los alimentos de forma natural

Un alimento puede definirse como “todo producto que, por sus componentes químicos y por sus características organolépticas, puede formar parte de una dieta con el objeto de calmar el hambre, satisfacer el apetito y aportar los nutrientes que resultan necesarios para mantener al organismo en un estado de salud”. En otras palabras podríamos afirmar que un alimento es un producto, natural o transformado, capaz de suministrar al organismo que lo ingiere energía y las estructuras químicas necesarias para que pueda desarrollar si problemas sus procesos biológicos (Bello, 2000).
Para que dicho alimento cumpla la función primordial de nutrir, debe encontrarse en perfectas condiciones organolépticas y esto depende en gran medida de su frescura y manejo posterior al sacrificio de los animales o recolección de las plantas. La mayor parte de los alimentos que consumimos es perecedera y se hacen no consumibles con bastante rapidez. La descomposición de los alimentos ocurre principalmente como resultado de las reacciones químicas relacionadas con el proceso de envejecimiento y deterioro, por la acción de los microorganismos, o por medio de una combinación de los dos. Además del deterior químico y del ataque por los microorganismos, el desecamiento, el enranciamiento, la contaminación con suciedad y productos químicos y los daños causados por plagas de insectos y de animales vertebrados son factores que contribuyen al deterioro de los alimentos. El conocimiento de cómo y por qué tiene lugar el deterioro de éstos, nos permite tomar medidas para evitarlo o disminuirlo (Fox, 2002). 
Un alimento que no esté fresco no necesariamente le causará una enfermedad al hombre pero generalmente es menos atractivo para nosotros que un alimento que es más fresco. También pueden ser menos nutritivos y por consiguiente alcanzar un precio menor. Es por esto que surge la conservación de alimentos como una herramienta que nos permite prolongar por más tiempo las características idóneas de un alimento que desea consumir el humano.

La conservación de alimentos puede definirse como el conjunto de tratamiento que prolonga la vida útil de aquellos, manteniendo, en el mayor grado posible, sus atributos de calidad, incluyendo color, textura, sabor y especialmente valor nutritivo. Esta definición involucra una amplia escala de conservación, desde períodos cortos, dados por métodos domésticos de cocción y almacenamiento en frío, hasta períodos muy prolongados, dados por procesos industriales estrictamente controlados como es el caso de la congelación y la deshidratación. En cualquier caso, la conservación de alimentos se basa en la inactivación, retraso o prevención del crecimiento de microorganismos saprofitos o patógenos y trabaja a través de factores que influencian el crecimiento o supervivencia bacterianos.
Las principales tecnologías de conservación de alimentos pueden clasificarse como: (a) aquellas que básicamente previenen o hacen más lento el crecimiento bacteriano: empleo de baja temperatura, reducción de la aw, menor disponibilidad de oxígeno, acidificación, fermentación, almacenamiento en atmósferas modificadas, adición de antimicrobianos, (b) aquellas que buscan inactivar microorganismos: temperaturas de pasteurización y esterilización, calentamiento con microondas, radiaciones ionizantes, altas presiones hidrostáticas, campos de pulsos eléctricos y (c) aquellos que previenen o minimizan el ingreso de microorganismos a los alimentos o que los eliminan de éste: manipulación y envasado aséptico, centrifugación, filtración (Cuadro 1) (Gould y cols, 1995).

Cuadro 1. Tecnologías actuales y emergentes para la conservación de los alimentos.

(Tomado de Gould y cols, 1995)

Con la evolución de la ciencia de alimentos han surgido muchos compuestos químicos con actividad antimicrobiana. El agente antimicrobiano del que se tiene el registro mas antiguo es la sal de mesa, la cual se sigue utilizando en la actualidad para conservar productos cárnicos. En el siglo XX se dieron grandes avances en la conservación de alimentos por medio de agentes químicos. Fue entonces cuando empezaron las revisiones de daños a la salud que cada agente podría causar (López-Malo, 2000). El empleo de agentes químicos que ejercen actividad antimicrobiana (conservadores) bien sea al inhibir y/o reducir el crecimiento microbiano ó por inactivación de microorganismos indeseables es una de las más antiguas y tradicionales.

Existe una tendencia mundial hacia un mayor consumo de frutas y hortalizas, motivado fundamentalmente por una creciente preocupación por una dieta más equilibrada, con menor proporción de carbohidratos, grasas y aceites y con una mayor participación de la fibra dietaria, vitaminas y minerales, así como consumir productos más frescos y sanos, con menos conservadores de origen químico y lo más parecido a su forma original. Esto debido a que se ha asociado el consumo de conservadores químicos como son los benzoatos, nitritos y nitratos y anhídrido sulfuroso (SO2), entre otros con intoxicaciones, cáncer y otras enfermedades degenerativas. Esto genera la necesidad de buscar alternativas de conservación que cubran las mismas propiedades antimicrobianas y compatibilidad con el alimento (Álvarez-Parrilla, 2006).

Muchos alimentos contienen compuestos naturales con actividad antimicrobiana. En estado natural, estos compuestos pueden desempeñar el papel de prolongadores de la vida útil de los alimentos. Incluso muchos de ellos han sido estudiados por su potencial como antimicrobianos alimentarios directos. El uso de aditivos alimentarios de origen natural implica el aislamiento, purificación, estabilización e incorporación de dichos compuestos a los alimentos con fines antimicrobianos, sin que ello afecte negativamente a las características sensoriales, nutritivas y a su garantía sanitaria. Esto tiene que lograrse manteniendo los costos de formulación,  procesamiento o comercialización (Raybaudi-Massilia y col., 2006).

Los agentes antimicrobianos pueden ser bien compuestos sintéticos que se adicionan intencionalmente a los alimentos  o compuestos naturales que son sustancias de origen biológico (también denominadas antimicrobianos naturales), que pueden usarse comercialmente como aditivos para conservar alimentos, además de mostrar propiedades antimicrobianas en los sistemas biológicos donde se encontraban originalmente (López-Malo, 2000).

Los sistemas antimicrobianos naturales pueden clasificarse por su origen animal, vegetal y microbiano. El primero de estos grupos incluye proteínas, enzimas como la lisozima, lipasas y proteasas y polisacáridos como el quitosán. El segundo grupo incluye compuestos fenólicos provenientes de cortezas, tallos, hojas, flores; ácidos orgánicos presentes en frutos y fitoalexinas producidas en plantas, mientras que el tercer grupo incluye compuestos producidos por microorganismos (Beuchat, 2001). En este artículo mencionaremos únicamente los provenientes del reino vegetal.

Las plantas, las hierbas y las especias así como sus aceites esenciales, poseen un gran número de sustancias que se sabe inhiben varias actividades metabólicas de bacterias, levaduras y mohos aunque algunas de estas permanecen explotadas tan solo parcialmente (Cuadro 2). Los compuestos antimicrobianos en las plantas están comúnmente contenidos en la fracción del aceite esencial de las hojas (romero, salvia), flores y brotes de flores (clavo), bulbos (cebolla, ajo), rizomas (asafétida), frutas (pimiento, cardamomo) u otras partes de la planta.

Cuadro 2. Compuestos con actividad antimicrobiana encontrados en plantas, hierbas y especias (Tomado de López-Malo y cols, 2000)
Algunos de estos sistemas antimicrobianos naturales ya se emplean para la conservación de alimentos y muchos otros están siendo investigados para que se apruebe su uso en alimentos. Dentro de los que actualmente están aprobados se encuentran los compuestos fenólicos que se han usado como agentes antimicrobianos desde 1867 cuando se empezó a utilizar el fenol como sanitizante. Como antimicrobianos en alimentos, los compuestos fenólicos pueden clasificarse como aquellos actualmente aprobados (parabenos), aquellos aprobados para otros usos (antioxidantes) y aquellos que se encuentran en la naturaleza (polifenólicos y fenol).
Figura 1. Estructura química general de un parabeno.
Los parabenos (metil, propil y heptil esteres del ácido p-hidroxibenzóico) se permiten en muchos países  como antimicrobianos en alimentos empleándolos de forma directa. Los antioxidantes fenólicos, a saber, el hidroxitolueno butilado (BHT), hidroxianisol butilado (BHA), el propil galato (PG) y la butil hidroquinona terciaria (TBHQ), están aprobados como antioxidantes en alimentos para prevenir la rancidez de las grasas, aceites y alimentos grasos.Los compuestos fenólicos de ocurrencia natural están ampliamente distribuidos en plantas y pueden encontrarse en una gran variedad de sistemas alimenticios, y, como derivados del fenol éstos poseen actividad antimicrobiana. Estos compuestos fenólicos pueden clasificarse en los siguientes grupos:
•    Fenoles simples y ácidos fenólicos: p-cresol, 3-etilfenol, ácido vanílico, ácido elágico, ácido gálico, hidroquinona.
•    Derivados del ácido hidroxicinámico: ácido p-cumárico, ferúlico, caféico y sinápico.
•    Flavonoides: catequinas, proantocianidinas, antocianidinas y flavonas, flavonoles y sus glicósidos (ver Figura 2). 
•    Taninos: fenoles poliméricos de plantas con la habilidad de precipitar proteínas a partir de soluciones acuosas.

Figura 2. Derivados fenólicos presentes en plantas.

Sin embargo, existe una gran cantidad de otros compuestos naturales de los que aún no se han investigado sus usos potenciales y su posible efecto sobre las propiedades sensoriales de los alimentos a los que se adicionen. La estabilidad y seguridad de algunos alimentos, se basa fundamentalmente en la conservación mediante la adición de agentes antimicrobianos naturales, esto es debido a que el uso de los agentes antimicrobianos sintéticos han presentado problemas en el ser humano, es por ello que se ha generado la necesidad de buscar alternativas de conservación que cubran las mismas propiedades antimicrobianas y compatibilidad con el alimento. Sin embargo hay mucho por descubrir, para así poder obtener productos más sanos, nutritivos y con mejores características.

Sin duda, el aspecto más importante del uso de compuestos antimicrobianos es el toxicológico. Se tiende a pensar que los compuestos naturales que tienen actividad antimicrobiana son menos tóxicos que los  sintéticos, sin embargo no siempre es así. Para que un compuesto con actividad antimicrobiana se considere apropiado para ser utilizado en alimentos se debe demostrar que no tiene efectos tóxicos a través de estudios con animales o que no es responsable de alteraciones de la salud al ser consumido con regularidad en alimentos como las especias.

El problema está en que las concentraciones necesarias de especias o compuestos extraídos de ellas, para lograr la inhibición del crecimiento microbiano, normalmente son mayores que las consumidas con regularidad. Por otra parte, es importante que se demuestre que esas sustancias son metabolizadas, excretadas, no dejan residuos y que no destruyen nutrientes importantes presentes en los alimentos (Davidson y Zivanovic, 2003). El futuro de los agentes antimicrobianos de origen natural está determinado por la actitud del consumidor actual ante los conservadores químicos. Los antimicrobianos naturales se consideran como fuentes potencialmente seguras, pero su uso real en los productos alimenticios, se ha establecido para pocos casos.


Fuentes de consulta:
Álvarez-Parrilla, 2006. Uso de agentes antimicrobianos para la conservación de frutas. Disponible en: http://www.ciad.mx/dtaov/XI_22CYTED/images/files_pdf/brasil/olga.pdf, [Consulta 27/Julio /2011].

Bello Gutiérrez, J. 2000. Ciencia bromatológica. Principios generales de los alimentos. 1ª ed. Díaz de Santos. España.

Beuchat LR. 2001. Control of foodborne pathogens and spoilage microorganisms by naturally occurring antimicrobials. En: Microbial Food Contamination. Wilson CL, S Droby. (Ed.). CRC Press. London, UK. pp: 149-169.

Davidson PM, Zivanovic, S. 2003. The use of natural antimicrobials. En: Food Preservation Techniques. Zeuthen P, L Bogh-Sorensen. (Ed.). Washington. Pp: 5-29.

Fox, B., Cameron, A. Ciencia de los alimentos, nutrición y salud. 1ª ed. Limusa Noriega editores.  México.

Gould, G.W. 1995. New Methods of food preservation. 1ª ed. Springer. New York.

López-Malo, A. 2000. La preservación multiobjetivo de alimentos: efecto de factores tradicionales emergentes en la respuesta de Aspergillus flavius. Tesis doctoral. Universidad de Buenos Aires.

Raybaudi-Massilia, R. M., Soliva Fortuny, R.,  Martín Belloso, O. 2006. Uso de agentes antimicrobianos para la conservación de frutas frescas y frescas cortadas. Simpósio Ibero-Americano de Vegetais Frescos Cortados, San Pedro, SP Brazil, Abril 2006.

http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lia/hernandez_p_ld/capitulo4.pdf [Consulta 27/Julio /2011].













Dra. Claudia Acero Ortega
Coordinadora del Área de Ciencias 

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