Fundamentos del uso de altas presiones en alimentos

Fundamentos del uso de altas presiones

“Un fluido que pesa y ejerce presión sobre las paredes, sobre el fondo del recipiente que lo contiene y sobre la superficie de cualquier objeto sumergido en él”. Esta presión, llamada presión hidrostática, provoca, en fluidos en reposo, una fuerza perpendicular a las paredes del recipiente o a la superficie del objeto sumergido sin importar la orientación que adopten las caras. Si el líquido fluyera, las fuerzas resultantes de las presiones ya no serían necesariamente perpendiculares a las superficies. Esta presión depende de la densidad del líquido en cuestión y de la altura a la que esté sumergido el cuerpo y se calcula mediante la siguiente expresión:

Donde, usando unidades del Sistema Internacional  (100 MPa = 1 Kbar),

·        es la presión hidrostática (en pascal);

·        es la densidad del líquido (en kg/m³);

·        es la aceleración de la gravedad (en m/s²)

·   es la altura del fluido (en metros). Un liquido en equilibrio ejerce fuerzas         perpendiculares sobre cualquier superficie sumergida en su interior

·        es la presión atmosférica.

El procesamiento a alta presión (HPP) también conocida como Presión Hidrostática Alta (HHP) o procesamiento a Presión Ultra-Alta (UHP), se aplican al alimento por corto tiempo, para alcanzar lo que se ha descrito como ‘pasteurización fría’ (Morales, 2008) y emplea presiones comprendidas entre 100 y 1000 MPa,  utilizando como medio para transmitir la presión el agua (Daoudi, 2004), para inactivar enzimas y los microorganismos perjudiciales produciendo pérdidas mínimas en la calidad del alimento. El efecto de las altas presiones sobre la inactivación de los microorganismos depende de diversos factores tales como la especie de microorganismos (barosensibles y baroresistentes), el nivel de presión aplicado, el tiempo de tratamiento, la temperatura, el pH y la composición del producto;  puede ser combinado con otros tipos de tratamiento para aumentar la inactivación microbiana, y sobre todo enzimática, sin alterar la calidad organoléptica del producto; por ejemplo el uso de temperaturas  moderadas se considera un tratamiento apropiado para combinar con la alta presión (Daoudi, 2004).

Existen dos principios fundamentales en los que se basa la aplicación de las altas presiones (Cheftel, 1991):

a) El primero indica que la presión se transmite de manera uniforme e instantánea a través de todo el material biológico tratado por alta presión, tratándose así de un proceso isostático. Este proceso evita la presencia de zonas sobretratadas, así como la deformación del producto, y hace que éste sea más homogéneo.

b) El segundo se refiere al principio de Ley Chatelier que indica que los fenómenos acompañados de una disminución de volumen (reacciones químicas, modificación de las conformaciones moleculares) son favorecidos por un aumento de presión y viceversa. Según  este principio, la aplicación de la alta presión  desplaza el equilibrio de un proceso hacia el estado que ocupa menos volumen. En principio en una macromolécula proteica, la formación de enlaces de hidrógeno, la ruptura de interacciones hidrófobas y también de pares de iones, son acompañados de una restricción de volumen favorecida por la presión (Cheftel, 1991). Sin embargo, otros estudios suponen que los puentes de hidrógeno son prácticamente insensibles a la presión..

Gonzales (2007), muestra el ciclo de un tratamiento de altas presiones (Figura 1), relacionando intensidad de Presión y tiempo de tratamiento  hasta alcanzar la máxima presión, y la última etapa como tiempo de descompresión. Así mismo se tiene la Figura 2 donde se muestra el ciclo de presión y temperatura en el tratamiento de alimentos por altas presiones.

De manera general, la aplicación de presiones moderadas disminuye el crecimiento y la reproducción de los microorganismos mientras que las presiones elevadas provocan la inactivación. En lo referente a la inactivación de las esporas bacterianas, la aplicación de altas presiones induce la germinación hacia células vegetativas las cuales pueden ser posteriormente inactivadas mediante otro tratamiento (térmico o por altas presiones). La inactivación directa de las esporas por alta presión necesita el uso combinado de las altas presiones y de temperaturas elevadas.

El procesamiento por altas presiones puede aplicarse en alimentos antes o después del envasado. A pesar de que el proceso generalmente se describe como “frío”, la aplicación de la presión puede causar un pequeño aumento de temperatura (Morales, 2008)