Aplicación de campos eléctricos moderados para la inactivación de esporas de Aspergillus niger en una emulsión

Abstract

[ES] El proceso de inactivación microbiana es de gran interés en la industria alimentaria, debido a la necesidad de garantizar la calidad y seguridad en los productos consumidos por la población. En la actualidad, el procesado de alimentos líquidos para la inactivación de microorganismos a escala industrial suele realizarse en mayor medida a través de tratamientos térmicos que alcanzan temperaturas (T) elevadas, mayores a 100ºC. Sin embargo, estas temperaturas producen pérdidas de sabor y nutrientes que son esenciales en el producto final. Además, los tratamientos térmicos convencionales suponen un tiempo (t) de procesado y un coste energético elevados. Por este motivo, la inactivación microbiana constituye un amplio campo de investigación, donde se buscan nuevas tecnologías de inactivación no térmicas, que sean más eficientes. En este sentido, algunos ejemplos de ello son los ultrasonidos, el procesado a altas presiones hidrostáticas, los campos eléctricos pulsados (del inglés PEF) o los campos eléctricos moderados (del inglés MEF).

La tecnología MEF empleada en el presente estudio, consiste en la aplicación de campos eléctricos inferiores a 1 kV/cm a temperaturas relativamente moderadas (normalmente inferiores a 100ºC). A pesar de la relevancia en la aplicación de estas tecnologías de inactivación microbiana en la industria alimentaria, no se descarta su uso para otros fines, como por ejemplo para sueros o fluidos fisiológicos de industrias farmacéuticas. Así pues, el objetivo del presente trabajo fue el estudio de la inactivación de esporas de A.niger en una emulsión haciendo uso de la tecnología MEF. Para ello, se aplicaron perfiles de temperatura-tiempo a diferentes voltajes y frecuencias. Los resultados mostraron mayor eficacia (p<0,05) en la inactivación de esporas de A.niger en una emulsión con la tecnología MEF comparado con el tratamiento térmico convencional. Esta efectividad se consiguió con las siguientes condiciones: una T de 60ºC, campos eléctricos de 37,5, 34,38 y 31,25 V/cm, frecuencias de 60 y 1200 Hz y tiempos de 5-10 min. Particularmente, a 37,5 V/cm (y ambas frecuencias) a tiempos de 5 min se alcanzó la inactivación completa (>6 ciclos logarítmicos) de las esporas de A.niger. No obstante, es de interés resaltar que los efectos del voltaje y la frecuencia no han resultado significativos (p>0,05) en los rangos estudiados en el presente trabajo. Adicionalmente, sería necesario estudiar el efecto del tratamiento sobre la calidad de la emulsión tratada.

[EN] Microbial inactivation is of great interest in the food industry, due to the need to guarantee the quality and safety of the products consumed by the population. Nowadays, liquid foods processing for inactivation of microorganisms on an industrial scale is mainly carried out by thermal treatments that reach high temperatures (T), greater than 100ºC. However, these temperatures cause loss of flavors and nutrients, which are essential in the final product. In addition, conventional thermal treatments involve high processing time (t) and energy costs. For this reason, microbial inactivation is of great interest for investigation in the food industry. In this way, new non thermal inactivation technologies, which are more efficient, are being studied. Some examples of them are ultrasounds, high hydrostatic pressures, pulsed electric fields (PEF) or moderate electric fields (MEF).

The MEF technology used in this study is based on the application of electric fields lower than 1 kV/cm at relatively moderate temperatures (usually lower than 100ºC). Despite the relevance of the application of these microbial inactivation technologies in the food industry, other uses are not discarded, such as for microbial inactivation in serum or physiological fluids for pharmaceutical industries.Thus, the objective of the present work was the study of the inactivation of A.niger spores in an emulsion with MEF technology. For this purpose, temperature-time profiles at different voltages and frequencies were applied. Results showed greater efficacy (p<0,05) on inactivation of A.niger spores in an emulsion in MEF technology compared to conventional heat treatment. This effectiveness has been achieved with the following conditions in MEF: a T of 60ºC, electric field strengths of 37,5, 34,38 and 31,25 V/cm, frequencies of 60 and 1200 Hz and times between 5-15 min. Particularly, at 37,5 V/cm (and both frequencies), at times of 5 min, total inactivation (> 6 logarithmic cycles) of A.niger spores in an emulsion was reached. However, it is necessary to highlight that the effects of voltage and frequency have not been significant (p>0,05) in the ranges considered in the present study. Additionally, it would be necessary to study the effect of the treatment on the quality of the treated emulsion.