Aplicación de pulsos eléctricos de alta intensidad de campo en combinación con sustancias antimicrobianas para garantizar la calidad e inocuidad microbiológica de zumos de frutas

Abstract

L'aplicació de polsos elèctrics d'alta intensitat de camp (PEAIC) és una nova i innovadora tecnologia no tèrmica de processat mínim que és utilitzada com un procés de preservació alternativa per a sucs de fruites. El tractament de PEAIC és capaç d'inactivar microorganismes i allargar la vida útil d'aquests productes sense els efectes indesitjables de calor. Partint d'aquesta premissa, els objectius es van centrar en avaluar i optimitzar els efectes dels temps de tractament (fins 2000 μs) i freqüència de pols (100-250 Hz), com a paràmetres de processament de PEAIC, sobre poblacions de Escherichia coli O157:H7, Salmonella Enteritidis i/o Listeria monocytogenes inoculades en els sucs de meló, síndria, poma, pera, taronja, maduixa i tomaquet. També s' avaluà l'efecte de PEAIC en combinació amb àcid cítric (fins a 2,0%) o oli essencial de canyella (fins a 0,3%), com a substàncies antimicrobianes, sobre aquests microorganismes patògens inoculats en els sucs de fruites. L'efecte de PEAIC amb o sense antimicrobians sobre la microflora nativa present en cada suc de fruita i el seu impacte sobre els atributs sensorials foren avaluats igualment. El temps de tractament va tenir una major influència que la freqüència de pols sobre les poblacions microbianes, sent major la inactivació microbiana quan es van aplicar temps més llargs de tractament. Es van estimar els valors òptims de temps de tractament i freqüència de pols per a disminuir la quantitat màxima dels patògens de cada suc de fruita utilitzant una anàlisi de resposta múltiple. El suc de taronja fou pasteuritzat completament per PEAIC, ja que s'aconseguiren més de 5 reduccions logarítmiques de les bactèries patògenes objectius. L. monocytogenes va mostrar ser més resistent a tractaments de PEAIC seguit per S. Enteritidis i després E. coli O157:H7. Tanmateix, quan PEAIC va ser combinat amb àcid cítric o oli essencial de canyella, es va observar una major resistència de E. coli O157:H7 al tractament, independentment del suc de fruita utilitzat. D'altra banda, quan PEAIC i antimicrobians es van combinar es va aconseguir reduït els microorganismes patògenes per més de 5-log10, inactivar la flora nativa i l'allargament de la vida útil microbiològica en tots els sucs de fruites per més de 91 dies. Tot i que la qualitat i seguretat microbiològica dels diferents sucs de fruites estudiats van ser garantits per combinar PEAIC i antimicrobians, es van detectar canvis perceptibles sobre alguns atributs sensorials, tals com sabor, olor i acidesa.

La aplicación de pulsos eléctricos de alta intensidad de campo (PEAIC) esuna nueva e innovadora tecnología no térmica de procesado mínimo que es usada como un proceso de preservación alternativa para zumos de frutas. El tratamiento de PEAIC es capaz de inactivar microorganismos y prolongar la vida útil de estos productos sin los efectos indeseables de calor. Partiendo de esta premisa, los objetivos se centraron en evaluar y optimizar los efectos del tiempo de tratamiento (hasta 2000 μs) y frecuencia del pulso (100-250 Hz), como parámetros de procesamiento de PEAIC, sobre poblaciones de Escherichia coli O157:H7, Salmonella Enteritidis y/o Listeria monocytogenes inoculadas en los zumos de melón, sandía, manzana, pera, naranja, fresa y tomate. También se evaluó el efecto de PEAIC en combinación con ácido cítrico (hasta 2,0%) o aceite esencial de canela (hasta 0,3%), como sustancias antimicrobianas, sobre estos microorganismos patógenos inoculados en los zumos de frutas. El efecto de PEAIC con o sin antimicrobianos sobre la microflora nativa presente en cada zumo de fruta y su impacto sobre los atributos sensoriales fueron evaluados igualmente. El tiempo de tratamiento tuvo una mayor influencia que la frecuencia de pulsos sobre las poblaciones microbianas, siendo mayor la inactivación microbiana cuando se aplicaron tiempos más largos de tratamiento. Se estimaron los valores óptimos de tiempo de tratamiento y frecuencia de pulso para reducir la cantidad máxima de los patógenos en cada zumo de fruta usando un análisis de respuesta múltiple. El zumo de naranja fue pasteurizado completamente por PEAIC, ya que se lograron más de 5 reducciones logarítmicas de las bacterias patógenas objetivos. L. monocytogenes mostró ser más resistente a tratamientos de PEAIC seguido por S. Enteritidis y luego E. coli O157:H7. Sin embargo, cuando PEAIC se combinó con ácido cítrico o aceite esencial de canela, se observó una mayor resistencia de E. coli O157:H7 al tratamiento, independientemente del zumo de fruta utilizado. Por otra parte, cuando PEAIC y antimicrobianos se combinaron se logró reducir a los microorganismos patogénicos por más de 5-log10, inactivar la flora nativa y extender la vida útil microbiológica de todos los zumos de frutas por más de 91 días. Aunque, la calidad e inocuidad microbiológica de los diferentes zumos de frutas estudiados fueron aseguradas al combinar PEAIC y antimicrobianos, se detectaron cambios perceptibles sobre algunos atributos sensoriales, tales como sabor, olor y acidez.

The application of high-intensity pulsed electric fields (HIPEF) process is a novel and innovative non-thermal minimal processing technology that is used as an alternative preservation process for fruit juices, because it is able to inactivate microorganisms and to increase the shelf-life of these products without undesirable heat effects. Based on these premises, the objectives were focused to evaluate and optimize the effects of treatment time (up to<br/>2000 &#956;s) and pulse frequency (100-250 Hz), as processing parameters of HIPEF, on populations of Escherichia coli O157:H7, Salmonella Enteritidis and/or Listeria monocytogenes inoculated in melon, watermelon, apple, pear, orange, strawberry and tomato juices. The HIPEF combination with citric acid (up to 2.0%) or cinnamon oil (up to 0.3%), as antimicrobial substances, against those pathogenic microorganisms in fruit juices was also evaluated. The effect of HIPEF with or without antimicrobial on the naturally occurring microorganisms in each fruit juice as well as their impacts on the sensory attributes were also studied. Treatment time was more influential than pulse frequency on the microbial populations, being greater the microbial inactivation when longer treatment times were applied. Optimum treatment time and pulse frequency values to reduce the highest levels of the pathogenic microorganisms in each fruit juice using a multiple response analysis were estimated. Only, orange juice could be pasteurized by HIPEF, since, more than 5 log reductions of those target pathogenic microorganisms were achieved. L. monocytogenes showed to be more HIPEF-resistant than S. Enteritidis and E. coli O157:H7. However, when HIPEF treatment was combined with citric acid or cinnamon oil, a higher resistant of E. coli O157:H7 to the treatment was found, irrespectively the kind of juice used. On the other hand, more than 5-log10 reductions of pathogenic microorganisms, inactivation of spoilage microorganisms, and an extension of the microbiological shelf-life by more than 91 days in all fruit juices were achieved when HIPEF treatment and antimicrobials were combined. Although, the microbiological safety and quality of the fruit juices were ensured by combining HIPEF and antimicrobials, noticeable changes on some sensory attributes such as taste, odor and sourness were detected.