Evaluación de la inocuidad microbiológica del lomo de salmón (Salmo salar) tras la aplicación del tratamiento de cocción al vacío a temperaturas moderadas

Abstract

El terme sous vide s’aplica a una tècnica culinària que es basa en una cocció en condicions controlades de temps i temperatura d’aliments crus o parcialment cuits, envasats al buit. Aquesta tècnica permet obtenir productes d’elevada qualitat, especialment si s’apliquen tractaments tèrmic suaus durant un període de temps més o menys llarg, que varia en funció de l’aliment a coure. Però l’aplicació de tractaments suaus i prolongats pot afavorir l’aparició de fenòmens d’aclimatació a l’estrès o lesions subletals de les cèl·lules microbianes, fet que provoca que no resultin prou eficaços per eliminar o reduir la càrrega de microorganismes patògens significatius com Listeria monocytogenes i Salmonella spp. És per això que existeix certa preocupació sobre el risc associat a aquests productes en els sectors que apliquen aquesta tecnologia.

L’objectiu d’aquesta tesi doctoral va ser avaluar l’efecte letal de l’aplicació de la tècnica de cocció al buit en condicions no isotermes en un forn de convecció-vapor a temperatures moderades (55 i 60 ºC) durant 30, 60 i 90 minuts en mostres de llom de salmó inoculades de forma individual o combinada amb dues soques de Listeria monocytogenes (CECT 4031 i Scott A) i dos serovars de Salmonella entèrica subsp. entèrica (serovar Enteritidis CECT 4300 y Senftenberg CECT 4565), i la possibilitat de recuperar-se i créixer durant la posterior conservació al llarg de 30 dies a temperatures òptimes (4ºC) i d’abus (8ºC). Les dades d’inactivació no isoterma es van modelitzar mitjançant el programa Bioinactivation FE, mestre que l’eina DMFIT del programa Combase va permetre fer l’ajustament de les dades experimentals als models de creixement. A més, per incorporar la variabilitat observada en els models predictius es va aplicar el mètode de Monte Carlo.

Després del tractament tèrmic a 55 ºC, les corbes de supervivència de Listeria monocytogenes i Salmonella spp. es van poder ajustar a un model no lineal, mentre que, a causa de la intensitat del tractament, les dades obtingudes a 60 ºC no es van poder ajustar a cap model. Durant la conservació de les mostres de llom de salmó en refrigeració, el comportament de les cèl·lules de Listeria monocytogenes i Salmonella spp. es va diferenciar en tres escenaris: inactivació total, creixement/no creixement i viabilitat. La inactivació total nomes es va observar per a S. enteritidis en els tractaments a 60 ºC durant 90 min i conservades a 4 ºC, en els que després 30 dies de conservació, no es van detectar cèl·lules viables. El creixement/no creixement, escenari en el que una combinació de cèl·lules viables i no viables poden estar presents de forma simultània, es va observar en la majoria dels tractaments a 60 ºC de ambdós patògens. Mentre que l’escenari de viabilitat, en el que els recomptes sempre son superiors al límit de quantificació (5 UFC/g), es va observar principalment en els tractaments tèrmics a 55 ºC. La recuperació i creixement de Listeria monocytogenes y Salmonella spp. va estar determinada por la heterogeneïtat en la resposta individual cel·lular. A més, altres factors van poder afavorir els fenòmens d’adaptació a l’estrès subletal i la recuperació de la lesió cel·lular, como una velocitat d’escalfament lenta, l’aplicació de temperatures moderades de tractament, llargs períodes de conservació en refrigeració, així com els associats al disseny experimental. Els resultats que s’han obtingut en aquesta tesi fan difícil establir un marge de seguretat microbiològica en el llom de salmó quan s’apliquen tractaments tèrmics suaus de cocció al buit.

El término sous vide es una técnica de cocción donde un alimento crudo o parcialmente cocido se cocina en condiciones de vacío bajo un control de tiempo y temperatura que permite obtener un producto de alta calidad, especialmente si se aplican tratamientos térmicos suaves durante un periodo de tiempo más o menos prolongado, que varía en función del alimento a cocinar. Sin embargo, la aplicación de tratamientos suaves y prolongados pueden favorecer que aparezcan fenómenos de aclimatación al estrés o lesiones subletales en las células bacterianas, por lo que no serían suficientemente eficaces para eliminar o reducir microorganismos patógenos significativos como son Listeria monocytogenes y Salmonella. Es por ello, que existe cierta preocupación sobre los riesgos asociados en los sectores que aplican esta tecnología.

El objetivo de esta tesis doctoral fue evaluar el efecto letal de la aplicación de la técnica de cocción al vacío en condiciones no isotermas en un horno de vapor-convección a temperaturas suaves (55 y 60 ºC) durante 30, 60 y 90 min en muestras de lomo de salmón inoculadas de forma individual o combinada con dos cepas de Listeria monocytogenes (CECT 4031 y Scott A) y dos serovares de Salmonella enterica subsp. enterica (serovar Enteritidis CECT 4300 y Senftenberg CECT 4565), y la posibilidad de su recuperación y crecimiento durante su posterior conservación por 30 días a temperaturas óptimas (4 ºC) y de abuso (8 ºC). Mediante el programa Bioinactivation FE se modelizaron los datos de inactivación no isotérmica, mientras que la herramienta DMFit del programa Combase permitió hacer el ajuste de los modelos de crecimiento. Además, para incorporar la variabilidad observada en los modelos predictivos se aplicó el método Monte Carlo.

Tras el tratamiento térmico a 55 ºC, las curvas de supervivencia de Listeria monocytogenes y Salmonella spp. se ajustaron a un modelo no lineal, mientras que a 60 ºC debido a la mayor intensidad del tratamiento no se pudo modelizar. Durante la conservación de las muestras de lomo de salmón en refrigeración, el comportamiento de las células lesionadas de Listeria monocytogenes y Salmonella spp. se dividió en tres escenarios: inactivación total, crecimiento/no crecimiento y viabilidad. La inactivación total solo se observó en S. Enteritidis en los tratamientos a 60 ºC durante 90 min y conservadas a 4 ºC, en los que tras 30 días de conservación no se detectaron células viables. El crecimiento/no crecimiento, en el que una combinación de células viables y no viables pueden estar presentes de forma simultánea, se observó en la mayoría de los tratamientos a 60 ºC de ambos patógenos. Mientras que el escenario de viabilidad en la que los recuentos fueron superiores al límite de cuantificación (5 UFC/g), se observó principalmente en los tratamientos térmicos a 55 ºC.

La recuperación y crecimiento de Listeria monocytogenes y Salmonella spp. estuvo determinada por la heterogeneidad en la respuesta individual celular. Además, otros factores pudieron favorecer los fenómenos de adaptación al estrés subletal y la recuperación de la lesión celular, como una velocidad de calentamiento lenta, la aplicación de temperaturas moderadas de tratamiento, largos periodos de conservación en refrigeración, así como los asociados al diseño experimental. Los resultados que se han obtenido en esta tesis hacen difícil establecer un margen de seguridad microbiológica en el lomo de salmón cuando se aplican tratamientos térmicos suaves de cocción al vacío.

Sous Vide is a cooking technique where a raw or partially cooked food is cooked under vacuum conditions while controlling time and temperature to obtain consistent results and a high-quality product, particularly when mild heat treatments are applied during a prolonged period that varies according to the type of food. However, the application of mild and prolonged heat treatments may favor the generation of adaptation phenomena to stress or the sublethal damage to bacterial cells which may not be sufficiently effective to eliminate or reduce significantly pathogenic microorganisms such as Listeria monocytogenes and Salmonella spp. For this reason, there is concern about the risks associated with this type of product among those that use this technique.

The objective of this doctoral dissertation was to evaluate the lethal effect of cooking under a vacuum with isothermal conditions using a vapor-convection oven in mild temperatures (55 and 60 ºC) during 30, 60 and 90 minutes among inoculated, individually and in combination, samples of salmon loin with two strains of Listeria monocytogenes (CECT 4031 y Scott A) and two serovars of Salmonella enterica subsp. enterica (serovar Enteritidis CECT 4300 and Senftenberg CECT 4565), and their possibility of recovery and growth after conservation for 30 days at optimal temperature (4 ºC) and abuse temperature (8 ºC). The program Bioinactivation FE was used for data modelling of non-isothermal inactivation while the DMFit feature of the program Combase allowed to adjust the models of growth. In addition, to incorporate the observed variability in the predictive models, the Monte Carlo simulation was used.

After thermic treatment at 55 ºC, the survival curve of Listeria monocytogenes and Salmonella spp. were adjusted to a non-lineal model, while at 60 ºC, due to the increased intensity of the treatment, could not be modelled. During the conservation of the salmon loin samples in refrigeration, the behavior of damaged cells of Listeria monocytogenes and Salmonella spp. were divided in three scenarios: total inactivation, growth/no growth, and viability. Total inactivation was observed only in S. Enteritidis in treatment at 60 ºC for 90 minutes, conserved at 4 ºC and that after 30 days there were no viable cells detected. Growth/no growth, where a combination of viable cells and non-viable cells may be present simultaneously, was observed in most of the treatments at 60 ºC for both pathogens. While the viability scenario, in which bacterial counts were over the quantification limit (5 UFC/g), was observed primarily in thermic treatments at 55 ºC. The recovery and growth of Listeria monocytogenes and Salmonella spp. was determined by the heterogeneity of the individual cell response. In addition, other factors may have favor adaptation phenomena to sublethal stress and the recovery of cellular damage such as: low rate of heat treatment, application of mild heat treatment, long periods of conservation in refrigeration as well as those associated with the experimental design. The results obtained in this dissertation make it difficult to establish a microbiological safety margin of salmon loin when cooked under a vacuum with mild heat treatments.