Avances en pasteurización: tecnologías sostenibles para la industria alimentaria

• La pasteurización desempeña un papel fundamental a la hora de eliminar patógenos y alargar la vida útil de diversos productos alimenticios, lo que resulta esencial para su distribución y conservación.
• Sin embargo, es importante tener en cuenta que la pasteurización también tiene algunas implicaciones negativas, como su alto consumo energético y la generación de residuos, lo que puede afectar tanto la eficiencia del proceso como al medio ambiente.
• Empresas e investigadores han buscado mejorar la pasteurización con prácticas más rentables y sostenibles en los procesos agroalimentarios, priorizando la inocuidad de los alimentos y la conservación de su nutrición y calidad.
• Algunas técnicas no térmicas innovadoras que buscan reemplazar la pasteurización incluyen la radiación ultravioleta (UV), el Campo Eléctrico Moderado (MEF) y el uso de fluidos supercríticos como el CO₂. Estas técnicas se destacan debido a su eficacia a la hora de inactivar microorganismos no deseados en productos alimenticios.

La pasteurización es un método que se usa para eliminar las bacterias patógenas, enzimas y otros microorganismos no deseados, extendiendo la vida útil de diversos productos alimenticios, como es el caso de la leche, los productos lácteos, el zumo, la cerveza, la aceituna y otras conservas. 

Desde su invención en 1864 por el químico francés Louis Pasteur, este método ha permitido potenciar la seguridad alimentaria de bebidas, así como frenar su deterioro tras la apertura.

Esto abrió un nuevo mundo de posibilidades en el sector de la alimentación, ya que, por ejemplo, esta técnica permitía conservar la leche durante mucho más tiempo tras su recolección, facilitando su distribución en las ciudades y zonas más lejanas a las granjas de producción.

En este sentido, la pasteurización fue un hito clave en la historia de la humanidad, y es una de las técnicas que ha permitido garantizar la seguridad y la calidad alimentaria de muchos alimentos industrializados.

La pasteurización fue un hito clave en la historia de la humanidad

Por otro lado, el sector vitivinícola y cervecero ha experimentado importantes beneficios gracias al avance de esta técnica. Un problema recurrente en estos sectores era la tendencia de las bebidas alcohólicas a avinagrarse al entrar en contacto con el aire, ya que los microorganismos prexistentes en estas bebidas se activaban al entrar en contacto con el aire, acelerando así la transformación del alcohol en ácido acético.

A pesar de todos los avances, una de las mayores contrapartidas es que el proceso de pasteurización requiere un consumo significativo de energía debido a la necesidad de mantener altas temperaturas durante un período específico para lograr una pasteurización exitosa. 

Además, esta técnica puede generar residuos que afectan tanto a los resultados del proceso como al medio ambiente.

Pasteurización

En resumen, hay dos variables claves que afectan en las etapas de la pasteurización:

• Tiempo.
• Temperatura.

Estos factores son fundamentales para asegurar la destrucción de los microorganismos patógenos, que son conocidos como termosensibles. 

En la siguiente gráfica se presentan los efectos de los tratamientos térmicos y del tiempo para los patógenos más recurrentes en la leche, así como para algunas enzimas.

En concreto, se utilizan varias técnicas para la pasteurización de alimentos, siendo la pasteurización HTST o pasteurización a alta temperatura y corta duración la más comúnmente empleada. 

También se aplican métodos como el UHT (temperatura ultra alta) y el LTLT (baja temperatura durante mucho tiempo), como se detallan a continuación.

Estos procesos contribuyen a reducir la cantidad de agentes patógenos en los alimentos, intentando alterar mínimamente su estructura física o sus propiedades, aunque pueden provocar cambios en el aroma y el color.

En definitiva, la técnica implica calentar los alimentos o bebidas mediante diversos perfiles de temperatura y tiempo según el método seleccionado.

Cada método presenta ventajas y desventajas específicas en términos de consumo energético, calidad del producto y reducción de microorganismos. 

Por ejemplo, el método HTST requiere menos energía que el UHT, aunque este último da lugar a un producto más estable y duradero en el almacenamiento.

Por su parte, el método LTLT consume menos energía que el HTST, pero su proceso más prolongado puede afectar el sabor y la textura del producto.

En concreto, según el MAPA, en 2022 fueron más de 3 millones las toneladas de leche sometidas a diferentes tipos de procesos de pasteurización en la industria láctea nacional, como se puede observar en la gráfica a continuación.

Inconvenientes de la pasteurización

Es ampliamente conocido que muchos ingredientes y productos alimenticios son sensibles al calor y susceptibles a cambios químicos, físicos y microbiológicos.

Sin embargo, al recurrir a métodos de procesamiento convencionales basados en el calor, se pueden ocasionar pérdidas indeseadas. 

Las principales desventajas de la pasteurización son:

• Baja eficiencia en la producción.
• Altos consumos energéticos.
• Largos tiempos.
• Uso excesivo de agua.
• Pérdidas organolépticas.
• Pérdida de los compuestos nutricionales.
• Algunas esporas bacterianas pueden sobrevivir.

En concreto, el proceso de pasteurización puede provocar la pérdida de nutrientes importantes. Por ejemplo, en la leche, puede destruir vitaminas como la B1, B2, B12 y C, así como enzimas y probióticos beneficiosos.

Esto implica que, aunque la leche pasteurizada conserva parte de su valor nutritivo, no alcanza el mismo nivel de nutrientes que la leche cruda de partida.

Las altas temperaturas desnaturalizan las proteínas de la leche, lo que afecta significativamente a sus propiedades para la fabricación de queso. El calentamiento intenso genera cambios en el sabor, comenzando con un sabor cocido y avanzando hacia un sabor quemado.

Las esporas bacterianas son una forma de resistencia que algunos microorganismos poseen, siendo altamente termorresistentes y capaces de sobrevivir a las temperaturas utilizadas en los procesos de pasteurización. Son especialmente difíciles de desnaturalizar debido a su resistencia al calor, y algunas esporas bacterianas solo se eliminan en procesos de esterilización.

El proceso de pasteurización también conlleva el riesgo de efectos adversos en la apariencia de los productos, así como en el sabor

Estas limitaciones han fomentado la búsqueda de nuevas técnicas que minimicen estos inconvenientes y que mejoren, por un lado las pérdidas asociadas a los tratamientos térmicos, y por el otro, los problemas ambientales promoviendo técnicas verdes, innovadoras y más respetuosas con el medio ambiente en el procesamiento alimentario.

Técnicas innovadoras de pasteurización

En los últimos años, tanto las empresas como investigadores han trabajado para mejorar los procesos de pasteurización, buscando practicas más rentables y sostenibles para fomentar la eficacia de los procesos agroalimentarios.

Garantizar la inocuidad de los alimentos, es decir, que no ocasionen un daño o enfermedad a la persona que lo consume y, al mismo tiempo, satisfacer las demandas de conservación de los atributos de nutrición y calidad, ha dado lugar a un mayor interés en las técnicas no térmicas.

A continuación, se describen las técnicas no térmicas más novedosas que buscan reemplazar a la pasteurización:

• Radiación Ultravioleta (UV): este sistema utiliza lámparas UV de amalgama de baja presión para generar radiación UV con una longitud de onda de 254 nm, lo que afecta a las secuencias de ADN bacteriano, impide su replicación y resulta en la inactivación del microrganismo. La tecnología se basa en la hidrodinámica y dinámica de fluidos, que asegura la exposición del líquido a la dosis de UV requerida.
• Campo Eléctrico Moderado (MEF, siglas en inglés para Moderate Electric Field): el uso de campos eléctricos tiene como resultado la electroporación celular. El principal efecto de un campo eléctrico sobre los microorganismos es un incremento en la permeabilidad de la membrana, lo que la rompe y resulta en la muerte celular. La energía almacenada en un condensador se libera mediante el tratamiento con MEF, formando campos eléctricos muy rápidos hacia una cámara de tratamiento.
• Fluidos supercríticos: el uso de fluidos supercríticos, principalmente el CO₂, se ha intensificado en los últimos años en los procesos agroalimentarios. Estos fluidos se caracterizan por tener una baja viscosidad y valores intermedios de difusividad, junto con la ausencia de tensión superficial, lo que facilita su rápida penetración en las células no deseadas, facilitando así la inactivación de los organismos patógenos.

A continuación, se detallarán algunos casos de éxito de las empresas que ofrecen métodos innovadores que pueden reemplazar la pasteurización convencional.

Casos de éxito

Lyras

La empresa danesa Lyras ha desarrollado una tecnología innovadora patentada llamada 'rasalización' o raslysation. La tecnología es impulsada por rayos UV para pasteurizar productos lácteos de manera más ecológica y eficiente.

Esta tecnología inactiva microorganismos utilizando luz ultravioleta en lugar de métodos térmicos tradicionales, logrando ahorros significativos de energía y agua, así como reducciones considerables de emisiones de CO₂.

Según la empresa, al consumir mucha menos energía que la pasteurización y filtración tradicionales, el método puede ahorrar entre un 60-90 % de energía y entre un 60-80 % de agua en comparación con la pasteurización tradicional.

El sistema de 'rasalización' elimina la necesidad de calentar y enfriar grandes volúmenes de agua, reduciendo así el impacto ambiental y los costos para la industria agroalimentaria. Además, garantiza una alta calidad del producto y ofrece un mayor rendimiento y automatización en el proceso de producción.

El sistema tiene aplicación en la industria láctea, fermentaciones industriales, zumos y otros productos como el plasma sanguíneo.

AseptoRay

La empresa israelí AseptoRay ha creado una solución de pasteurización avanzada basada en tecnología UV que puede tratar eficazmente líquidos turbios, como la leche y zumos, entre otros.

Su sistema utiliza lámparas UV de amalgama que generan luz a 254 nm, una longitud de onda que afecta las secuencias de ADN bacteriano, inactivándolas.

Esta tecnología combina principios de hidrodinámica y dinámica de fluidos, asegurando una exposición adecuada del líquido a la dosis de UV necesaria. Un algoritmo matemático analiza las propiedades del producto para lograr una eliminación efectiva de bacterias.

Si quieres saber más...

1. Plataforma Tierra. https://www.plataformatierra.es/innovacion/tecnicas-saludables-conservacion-alimentos 
2. Plataforma Tierra. https://www.plataformatierra.es/actualidad/disenan-primer-metodo-cuantifica-leche-distintas-especies-queso-mezcla 
3. Plataforma Tierra. https://www.plataformatierra.es/mercados/informe-actualidad-mercados-lacteo-factores-evolucion-primer-cuatrimestre-2024