Estrategias tecnológicas para mejorar la desinfeccion y procesado de derivados de arroz

Abstract

[ES] El arroz, es uno de los cereales más consumidos a nivel mundial y debido a su alto valor nutricional, forma parte de la dieta básica de la población en general. Su elevado contenido de almidón, sin modificar o tras su modificación, lo convierte en un alimento atractivo para la industria alimentaria. No obstante, este mismo componente favorece el desarrollo del Bacillus cereus después de su cocción. Este microorganismo forma esporas resistentes al calor, lo que supone un riesgo para el consumidor, especialmente si el arroz cocinado no se almacena a temperatura adecuada. En la presente tesis doctoral, se han propuesto algunas estrategias tecnológicas para mejorar el procesado y garantizar la inocuidad alimentaria del arroz y sus derivados. Estas estrategias consisten en la aplicación de plasma frío y en el uso de quitosano de insecto (Tenebrio molitor) como antimicrobiano. Desde el punto de vista tecnológico, se ha visto que la tecnología de plasma es capaz de modificar determinadas propiedades tecnológicas del almidón que dependen de la variedad del arroz. Estos resultados abren la puerta a un uso más amplio de este componente en la industria alimentaria y en la formulación de alimentos a la carta.

En cuanto a la inocuidad del arroz, el plasma frío reduce los niveles de células vegetativas y de esporas de B. cereus, convirtiéndolo en una tecnología alternativa de desinfección de materias primas como el arroz, antes de su procesado posterior. El nivel de inactivación tanto de células vegetativas como de esporas, estuvo determinado por el tiempo y potencia de tratamiento, así como la matriz que lo contenía en el caso de las esporas. El quitosano de insectos redujo la termorresistencia del B. cereus y resultó ser bacteriostático o bactericida en función de la concentración y la temperatura de almacenamiento. Estos efectos lo convierten en una buena estrategia de control de dicho microorganismo en arroz y sus derivados. A través de un modelo de evaluación a la exposición se ha podido corroborar los resultados sobre el efecto del quitosano en el B. cereus, a la vez que se pone de manifiesto la importancia que tienen cambios accidentales en las condiciones de procesado sobre el nivel final de microorganismos en el alimento y del número inicial de microorganismos sobre el porcentaje de unidades infectas después del tratamiento.

Los resultados de la presente tesis ponen de manifiesto estrategias más sostenibles que son capaces de mejorar el procesado y la inocuidad del arroz y productos derivados del mismo.

[CA] L'arròs és un dels cereals més consumits a nivell mundial i, a causa del seu alt valor nutricional, forma part de la dieta bàsica de la població en general. El seu alt contingut d'almidó, sense modificar o després de la seva modificació, el converteix en un aliment atractiu per a la indústria alimentària. No obstant això, aquest mateix component afavoreix el desenvolupament del Bacillus cereus després de la seva cocció. Aquest microorganisme forma espores resistents al calor, la qual cosa suposa un risc per al consumidor, especialment si l'arròs cuinat no es conserva a una temperatura adequada. En la present tesi doctoral, s'han proposat algunes estratègies tecnològiques per millorar el processament i garantir la innocuïtat alimentària de l'arròs i els seus derivats. Aquestes estratègies consisteixen en l'aplicació de plasma fred i en l'ús de quitosà d'insecte (Tenebrio molitor) com a antimicrobià. Des del punt de vista tecnològic, s'ha vist que la tecnologia de plasma és capaç de modificar certes propietats tecnològiques de l'almidó que depenen de la varietat de l'arròs. Aquests resultats obren la porta a un ús més ampli d'aquest component en la indústria alimentària i en la formulació d'aliments a la carta.

Quant a la innocuïtat de l'arròs, el plasma fred redueix els nivells de cèl·lules vegetatives i d'espores de B. cereus, convertint-lo en una tecnologia alternativa de desinfecció de matèries primeres com l'arròs, abans del seu processament posterior. El nivell d'inactivació tant de cèl·lules vegetatives com d'espores va estar determinat pel temps i potència de tractament, així com la matriu que les contenia en el cas de les espores. El quitosà d'insectes va reduir la termoresistència del B. cereus i va resultar ser bacteriostàtic o bactericida en funció de la concentració i la temperatura d'emmagatzematge. Aquests efectes el converteixen en una bona estratègia de control d'aquest microorganisme en l'arròs i els seus derivats. A través d'un model d'avaluació a l'exposició s'ha pogut corroborar els resultats sobre l'efecte del quitosà en el B. cereus, alhora que es posa de manifest la importància que tenen accidentals canvis en les condicions de processat sobre el nivell final de microorganismes en l'aliment i del nombre inicial de microorganismes sobre el percentatge d'unitats infectades després del tractament.

Els resultats de la present tesi posen de manifest estratègies més sostenibles que són capaces de millorar el processament i la innocuïtat de l'arròs i productes derivats del mateix.

[EN] Rice is one of the most widely consumed cereals worldwide, due to its high nutritional value, it is part of the population basic diet. Its high starch content, unmodified or modified, makes it an attractive ingredient for the food industry. However, this same component promotes the development of Bacillus cereus after cooking. This microorganism forms heat-resistant spores, which poses a risk to consumers, especially if the cooked rice is not stored at the correct temperature. In this doctoral thesis, some technological strategies have been proposed to improve the processing and ensure the food safety of rice and its derivatives. These strategies include the application of cold plasma and the use of insect chitosan from Tenebrio molitor as an antimicrobial. From a technological perspective, plasma technology has demonstrated its ability to modify technological properties of starch, which vary based on the type of rice. These results open the door to a broader use of this component in the food industry and in customized food formulation.

Regarding the safety of rice, cold plasma reduces the levels of vegetative cells and spores of B. cereus, making it an alternative technology for disinfecting raw materials such as rice before further processing. The level of inactivation of both vegetative cells and spores was determined by the time and power of the treatment, as well as the matrix containing them in the case of the spores. Insect chitosan reduced the thermo-resistance of B. cereus and was found to be bacteriostatic or bactericidal depending on the concentration and storage temperature. These effects make it a good control strategy for this microorganism in rice and its derivatives. Through an exposure assessment model, the results on the effect of chitosan on B. cereus have been corroborated, while also highlighting the importance of accidental changes in processing conditions on the final level of microorganisms in the food and the initial number of microorganisms on the percentage of infected units after treatment.

The results of this thesis demonstrate more sustainable strategies that are capable of improving the processing and safety of rice and its derivatives.