Pasteurización no térmica de horchata mediante PEF

Abstract

[ES] La horchata de chufa es una bebida refrescante originaria de Alboraya (Valencia) elaborada principalmente a partir de chufa, agua y azúcar. Se trata de un alimento muy perecedero y con un nivel de contaminación microbiana elevado, por lo que si se quiere aumentar su vida útil deben aplicarse tratamientos térmicos (pasteurización o esterilización). Sin embargo, estos tratamientos térmicos pueden afectar a la calidad de la horchata, sobretodo, pueden provocar la gelatinización del almidón por la aplicación de temperaturas superiores a 60ºC. Por este motivo, se están buscando alternativas para garantizar la seguridad sanitaria de la horchata mediante otras tecnologías que no apliquen calor, como es el caso de la tecnología PEF (pulsos eléctricos de alto voltaje). La tecnología PEF es un método de conservación de alimentos no térmico, que se basa en la aplicación intermitente de una diferencia de potencial (pulsos) de corta duración (microsegundos) a un producto que se encuentra entre dos electrodos. A consecuencia de aplicar estos pulsos, se genera un campo eléctrico (E) generando un fenómeno conocido como electroporación, el cual consiste en el incremento de la permeabilidad de las células debido a la formación de poros en su membrana citoplasmática. Este proceso de electroporación puede servir para la inactivación de microorganismos y por lo tanto para la pasteurización de alimentos. En este contexto, el objetivo principal de este estudio es determinar si la tecnología PEF es una posible alternativa para la pasteurización no-térmica de la horchata. Para cumplir este objetivo general se plantean tres objetivos específicos: - Determinar la acción que tiene la tecnología PEF sobre los microorganismos. - Determinar la influencia de esta tecnología sobre la composición de la horchata. - Determinar la vida útil de la horchata tras haber aplicado la tecnología PEF. La horchata empleada en los experimentos fue comprada en una horchatería, ubicada en Alboraya, Valencia. Toda la horchata, en un solo lote, fue guardada en botes de vidrio de 200mL y congelada a -20ºC. Para cada experiencia se sacaba un bote de vidrio el día anterior y se dejaba descongelar en una nevera a 4ºC. Antes de realizar la experiencia, mediante un baño de agua caliente, se llevaba la horchata a una temperatura inicial de 25ºC. Mediante una bomba peristáltica se conducía la horchata en flujo continuo hasta la celda de tratamiento (electrodos separados 3.1 mm). La celda estaba conectada al generador de pulsos eléctricos de alta intensidad, el cual trataba a la horchata con los parámetros previamente establecidos. Por último, la horchata tratada era recogida en un recipiente estéril sumergido en hielo para reducir su temperatura rápidamente. Para realizar las experiencias se determinó el valor óptimo de 4 parámetros: el ancho del pulso (5 microsegundos), la frecuencia de pulso (50Hz), el voltaje (7500V, 8000V y 8500V) y el caudal (55,2mL/min). Para cada serie de condiciones se llevaron a cabo 3 repeticiones, es decir, se realizaron 18 experiencias en total. Durante el estudio se llevó a cabo un análisis microbiológico de los siguientes microorganismos presentes en la microbiota de la horchata: - Aerobios mesófilos, empleando agar Plate Count. - Mohos y levaduras, empleando agar Sabouraud con cloranfenicol. - Enterobacterias, empleado agar VRBG. - E.coli, empleando agar TBX.

[EN] Tiger nut milk is a refreshing drink made mechanically from tiger nuts, a tuber from the Cyperus Sculentus L. plant. It is a product originally from Valencia, however, in recent years, at an industrial level, the production of this drink has increased considerably compared to artisanal tiger nut milk. To guarantee its safety and organoleptic characteristics, it is necessary to apply preservation treatments, which are based on thermal treatments that can generate alterations in the composition of the htiger nut milk. The main objective of this work is to study if the technology of high voltage electrical pulses (PEF) is an alternative for the non-thermal pasteurization of tiger nut milk. And in this way, avoid the problems derived from the application of high temperatures. It has been observed that the application of PEF technology for the non-thermal treatment of tiger nut milk is effective for microbial reduction. It has been proved that efficiency is directly related to the intensity of the applied field and the initial temperature. The higher the field strength and the higher the inlet temperature, the greater the microbial inactivation. In this way, it has also been possible to verify that the maximum temperature reached during the treatments is below the gelatinization temperature of the tiger nut milk starch. Regarding the shelf life study, the evolution between the microbiota of the untreated and the treated tiger nut milk has been similar, while there have been significant differences between the evolution of the physicochemical parameters of both tiger nut milks, becoming much more stable in the treated tiger nut milk. After analyzing all the results obtained, it could be concluded that PEF technology could be a good alternative to increase the shelf life of tiger nut milk and preserve its organoleptic characteristics.