Conservación de alimentos

Hervir líquidos puede eliminar cualquier microbio existente. La leche y el agua se hierven con frecuencia para eliminar cualquier microbio dañino que puedan contener.

El entierro de alimentos puede conservarlos gracias a diversos factores: falta de luz, falta de oxígeno, bajas temperaturas, nivel de pH o desecantes en el suelo. El entierro puede combinarse con otros métodos como la salazón o la fermentación. La mayoría de los alimentos se conservan mejor en suelos muy secos y salados (que actúan como desecantes), como la arena, o en suelos congelados.

Muchas hortalizas de raíz son muy resistentes al deterioro y no requieren otra conservación que el almacenamiento en condiciones frescas y oscuras, por ejemplo, enterrándolas en la tierra, como en un silo (que no debe confundirse con una bodega subterránea ). Tradicionalmente, en las granjas del norte de Estados Unidos, la col se enterraba durante el otoño para su conservación. Algunos métodos la mantienen crujiente, mientras que otros producen chucrut . Un proceso similar se utiliza en la producción tradicional de kimchi .

A veces, la carne se entierra en condiciones que favorecen su conservación. Si se entierra sobre brasas o cenizas calientes, el calor puede matar los patógenos, la ceniza seca puede desecarlos y la tierra puede impedir la entrada de oxígeno y, por consiguiente, la contaminación. Si se entierra en un lugar con tierra muy fría, esta actúa como un refrigerador o, en zonas de permafrost , como un congelador.

En Odisha, India , es práctico almacenar arroz enterrándolo bajo tierra. Este método permite conservarlo durante tres a seis meses durante la estación seca.

La mantequilla y sustancias similares se han conservado durante siglos en las turberas irlandesas . Los huevos centenarios se elaboran tradicionalmente sumergiéndolos en lodo alcalino (u otra sustancia alcalina), lo que provoca su fermentación "inorgánica" mediante un aumento del pH en lugar de que se echen a perder. Esta fermentación los conserva y descompone algunas de las proteínas y grasas complejas y menos sabrosas en otras más simples y sabrosas.

El enlatado consiste en cocinar los alimentos, sellarlos en latas o frascos esterilizados y hervir los recipientes para eliminar o debilitar las bacterias restantes como método de esterilización . Fue inventado por el pastelero francés Nicolas Appert . ^{[ 4 ]} En 1806, la Armada francesa utilizaba este proceso para conservar carne, frutas, verduras e incluso leche. Si bien Appert había descubierto una nueva forma de conservación, no se comprendió hasta 1864, cuando Louis Pasteur descubrió la relación entre los microorganismos, el deterioro de los alimentos y las enfermedades. ^{[ 5 ]}

Los alimentos poseen distintos grados de protección natural contra el deterioro y pueden requerir un proceso final en olla a presión . Las frutas con alto contenido de ácido, como las fresas, no requieren conservantes para su enlatado y solo necesitan un ciclo de ebullición corto, mientras que las verduras menos ácidas, como las zanahorias , requieren una cocción más prolongada y la adición de otros elementos ácidos. Los alimentos con bajo contenido de ácido, como las verduras y las carnes, requieren enlatado a presión. Los alimentos conservados mediante enlatado o embotellado corren el riesgo inmediato de deteriorarse una vez abiertos.

La falta de control de calidad en el proceso de enlatado puede permitir la entrada de agua o microorganismos. La mayoría de estos fallos se detectan rápidamente, ya que la descomposición dentro de la lata produce gas y esta se hincha o revienta. Sin embargo, se han dado casos de mala fabricación (procesamiento insuficiente) y falta de higiene que permiten la contaminación de alimentos enlatados por la bacteria anaerobia obligada Clostridium botulinum , que produce una toxina aguda en los alimentos, causando enfermedades graves o la muerte. Este organismo no produce gas ni sabor perceptible y pasa desapercibido para el gusto o el olfato. Sin embargo, su toxina se desnaturaliza con la cocción. Los champiñones cocidos , si se manipulan incorrectamente y luego se enlatan, pueden favorecer el crecimiento de Staphylococcus aureus , que produce una toxina que no se destruye con el enlatado ni con el recalentamiento posterior.

La carne se puede conservar salándola, cocinándola a unos 100 °C (212 °F) en algún tipo de grasa (como manteca de cerdo o sebo ) y luego almacenándola sumergida en ella. Estas preparaciones eran populares en Europa antes de que los refrigeradores se generalizaran. Todavía son populares en Francia, donde se originó el término. ^{[ 6 ] [ 7 ]} La preparación se conservará por más tiempo si se almacena en una bodega fría o se entierra en tierra fría.  

La refrigeración conserva los alimentos al ralentizar el crecimiento y la reproducción de los microorganismos y la acción de las enzimas que provocan su descomposición. La introducción de refrigeradores comerciales y domésticos mejoró drásticamente la alimentación de muchas personas en el mundo occidental , al permitir que alimentos como frutas frescas, ensaladas y productos lácteos se almacenen de forma segura durante períodos más prolongados, especialmente durante el clima cálido.

Antes de la era de la refrigeración mecánica, la conservación de alimentos se realizaba mediante bodegas subterráneas y neveras de hielo . Los habitantes del campo solían cortar su propio hielo , mientras que los de las ciudades dependían del comercio de hielo . Hoy en día, el almacenamiento en bodegas subterráneas sigue siendo popular entre quienes valoran diversos objetivos, como la alimentación local , los cultivos tradicionales, las técnicas culinarias caseras tradicionales , la agricultura familiar , la frugalidad , la autosuficiencia , la agricultura ecológica , entre otros.

El curado es cualquiera de los diversos procesos de conservación y saborización de alimentos como carne, pescado y verduras, mediante la adición de sal , con el objetivo de extraer la humedad del alimento por ósmosis . Debido a que el curado aumenta la concentración de solutos en el alimento y, por lo tanto, disminuye su potencial hídrico , el alimento se vuelve inhóspito para el crecimiento microbiano que causa su deterioro . Las técnicas de ahumado y salazón mejoran el proceso de secado y añaden agentes antimicrobianos que ayudan a la conservación. El humo deposita varios productos de pirólisis en el alimento, incluidos los fenoles siringol , guayacol y catecol . ^{[ 8 ]} La sal acelera el proceso de secado mediante ósmosis y también inhibe el crecimiento de varias cepas comunes de bacterias. Más recientemente, se han utilizado nitritos para curar la carne, lo que contribuye a un característico color rosa. ^{[ 9 ]}

En 2015, la Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer de la Organización Mundial de la Salud clasificó la carne procesada —es decir, la carne que ha sido sometida a salazón, curado y ahumado— como "carcinógena para los humanos". ^{[ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]}

El secado

La forma más antigua de curado es el secado, que se utiliza desde la antigüedad; la práctica más antigua conocida data del 12.000 a. C. entre los habitantes de las actuales regiones de Asia y Oriente Medio. ^{[ 13 ]} Tradicionalmente, el agua se elimina por evaporación mediante métodos como el secado al aire, al sol, el ahumado o el secado al viento, aunque hoy en día se pueden utilizar deshidratadores eléctricos de alimentos para acelerar el proceso de secado y garantizar resultados más uniformes. ^{[ 14 ]}

Algunos alimentos, como muchos quesos , vinos y cervezas , se elaboran mediante fermentación. Este proceso consiste en cultivar microorganismos específicos para combatir el deterioro causado por otros organismos menos beneficiosos. Estos microorganismos controlan los patógenos produciendo ácido o alcohol, lo que crea un ambiente tóxico tanto para ellos mismos como para otros microorganismos.

Los métodos de fermentación incluyen, entre otros, microorganismos iniciadores, sal, lúpulo, temperaturas controladas (generalmente bajas) y niveles controlados (generalmente bajos) de oxígeno. Estos métodos se utilizan para crear las condiciones controladas específicas que favorecen el desarrollo de los microorganismos necesarios para producir alimentos aptos para el consumo humano. La fermentación es la conversión microbiana de almidón y azúcares en alcohol. Además de producir alcohol, la fermentación también puede ser una valiosa técnica de conservación. Asimismo, puede hacer que los alimentos sean más nutritivos y apetitosos.

El agua también se transformaba en bebidas alcohólicas mediante la fermentación. Al usar agua para elaborar cerveza, la ebullición durante el proceso de fermentación puede eliminar bacterias que podrían causar enfermedades. La cebada y otros ingredientes también aportan nutrientes a la bebida, y los microorganismos pueden producir vitaminas durante la fermentación. ^{[ 5 ]} Sin embargo, la creencia común de que las personas premodernas evitaban beber agua corriente es un mito. Si bien evitaban beber agua sucia o contaminada, también evitaban usarla para la producción de cerveza y vino. El agua se inspeccionaba visualmente, se olía, se probaba, se filtraba y se hervía si era necesario. Se utilizaba para beber, así como para diluir vino, cocinar y en muchos otros procesos. ^{[ 15 ]}

La congelación es uno de los procesos más utilizados, tanto a nivel comercial como doméstico, para conservar una gran variedad de alimentos, incluidos los preparados que, en su estado crudo, no requerirían congelación. Por ejemplo, los gofres de patata se almacenan en el congelador, pero las patatas en sí solo necesitan un lugar fresco y oscuro para conservarse durante muchos meses. En muchos países, las cámaras frigoríficas proporcionan almacenamiento a gran escala y a largo plazo para reservas estratégicas de alimentos destinadas a casos de emergencia nacional.

Calentar los alimentos a temperaturas suficientes para matar los microorganismos que contienen es un método utilizado en los guisos de cocción prolongada .

Los alimentos se pueden conservar cocinándolos en un material que se solidifica formando un gel. Algunos ejemplos de estos materiales son la gelatina , el agar , la harina de maíz y la harina de arrurruz .

Algunas carnes animales forman un gel proteico al cocinarse. Las anguilas y las angulas , y los gusanos sipuncúlidos , son un manjar en Xiamen , China, al igual que las anguilas en gelatina en el East End de Londres , donde se comen con puré de patatas. La cocina británica tiene una rica tradición de carnes en conserva . Los recortes de carne se conservaban, hasta la década de 1950, en áspic , un gel hecho de gelatina y caldo de carne clarificado. Otra forma de conservación es colocar el alimento cocinado en un recipiente y cubrirlo con una capa de grasa. El hígado de pollo en conserva se puede preparar de esta manera, al igual que las gambas en conserva , para servir sobre tostadas. La gelatina de pata de ternera se preparaba antiguamente para los enfermos.

La gelatinización es uno de los pasos en la elaboración de patés tradicionales . Muchas carnes en conserva (véase más abajo) también se gelatinizan.

Otro tipo de conservas son las mermeladas , que son preparaciones de frutas cocidas, verduras y azúcar, a menudo almacenadas en frascos de vidrio para mermelada o tarros Mason . En todo el mundo se elaboran muchas variedades de mermeladas, incluyendo mermeladas dulces, como las de fresa o albaricoque, y mermeladas saladas, como las de tomate o calabaza. Los ingredientes utilizados y su preparación determinan el tipo de conserva; mermeladas , jaleas y confituras son ejemplos de diferentes estilos de conservas que varían según la fruta utilizada. En español, la palabra «preserves» , en plural, se usa para describir todos los tipos de mermeladas y jaleas.

La carne se puede conservar mediante el método de cocción en jarra. Este método consiste en guisar la carne (generalmente de caza o pescado ) en una jarra o cazuela de barro con tapa . El animal se suele cortar en trozos, colocar en una jarra hermética con salmuera o salsa y guisar. A veces se añade vino tinto o la propia sangre del animal al líquido de cocción. Este método fue popular para conservar la carne hasta mediados del siglo XX.

En las zonas rurales de Afganistán , las uvas se conservan en recipientes con forma de disco hechos de barro y paja, llamados kangina . Estos recipientes, que pueden conservar las uvas frescas hasta por 6 meses, controlan pasivamente su ambiente interno para restringir el intercambio de gases y la pérdida de agua, prolongando así la vida útil de las uvas cosechadas tardíamente y almacenadas en ellos. ^{[ 16 ]}

El hidróxido de sodio ( lejía ) hace que los alimentos sean demasiado alcalinos para el crecimiento bacteriano. La lejía saponifica las grasas de los alimentos, lo que altera su sabor y textura. El lutefisk se prepara con lejía, al igual que algunas recetas de aceitunas. Las recetas modernas de huevos centenarios también la incluyen.

El encurtido es un método para conservar alimentos en un líquido comestible y antimicrobiano. El encurtido se puede clasificar en dos categorías principales: encurtido químico y encurtido por fermentación.

En el encurtido químico, el alimento se coloca en un líquido comestible que inhibe o elimina bacterias y otros microorganismos. Los agentes de encurtido típicos incluyen salmuera (con alto contenido de sal), vinagre , alcohol y aceite vegetal . Muchos procesos de encurtido químico también implican calentar o hervir el alimento para que se sature con el agente de encurtido. Algunos alimentos comunes encurtidos químicamente son los pepinos , los pimientos , la carne en conserva , el arenque y los huevos , así como verduras mixtas como el piccalilli .

En el proceso de fermentación, las bacterias presentes en el líquido producen ácidos orgánicos como agentes conservantes, generalmente mediante un proceso que genera ácido láctico gracias a la presencia de lactobacilos . Algunos ejemplos de encurtidos fermentados son el chucrut , el nukazuke , el kimchi y el surströmming .

Las culturas más antiguas han utilizado el azúcar como conservante, y era común almacenar fruta en miel. "El azúcar tiende a extraer agua de los microbios (plasmólisis). Este proceso deshidrata las células microbianas, matándolas. De esta manera, el alimento se mantiene a salvo del deterioro microbiano." ^{[ 8 ]}

En climas del norte sin suficiente sol para secar los alimentos, las conservas se elaboran calentando la fruta con azúcar. ^{[ 5 ]} El azúcar se utiliza para conservar frutas, ya sea en un jarabe antimicrobiano con frutas como manzanas, peras, duraznos, albaricoques y ciruelas, o en forma cristalizada, donde el material conservado se cocina en azúcar hasta el punto de cristalización y el producto resultante se almacena en seco. Este último método se utiliza para las cáscaras de cítricos (cáscara confitada), angélica y jengibre .

El procesamiento aséptico consiste en colocar alimentos esterilizados (generalmente mediante calor, véase procesamiento a ultra alta temperatura ) en un envase esterilizado bajo condiciones estériles. El resultado es un producto alimenticio sellado y estéril, similar a los alimentos enlatados, pero, según la técnica empleada, el deterioro de la calidad de los alimentos suele ser menor. Además, se puede utilizar una mayor variedad de materiales de envasado.

Además del tratamiento UHT, el procesamiento aséptico puede utilizarse junto con cualquiera de las tecnologías de reducción de microorganismos que se enumeran a continuación. Con la pasteurización y la pasteurización a alta presión, es posible que los alimentos no se esterilicen por completo (en su lugar, se logra una reducción logarítmica específica ), pero se mantiene el uso de envases y entornos estériles.

La pasteurización es un proceso de conservación de alimentos líquidos. Originalmente se aplicaba para combatir la acidificación de los vinos jóvenes locales. Actualmente, se utiliza principalmente en productos lácteos. Este método consiste en calentar la leche a unos 70 °C durante 15 a 30 segundos para eliminar las bacterias presentes y enfriarla rápidamente a 10 °C para evitar el crecimiento de las restantes. Posteriormente, la leche se almacena en botellas o bolsas esterilizadas en lugares fríos. Este método fue inventado por Louis Pasteur , un químico francés , en 1862.    

El envasado al vacío almacena los alimentos en un ambiente de vacío, generalmente en una bolsa o botella hermética. Este vacío priva a las bacterias del oxígeno necesario para sobrevivir. El envasado al vacío se utiliza comúnmente para almacenar frutos secos y así reducir la pérdida de sabor por oxidación. Una desventaja importante del envasado al vacío, para el consumidor, es que puede deformar el contenido y alterar el sabor de ciertos alimentos, como el queso.

Los aditivos alimentarios conservantes pueden ser antimicrobianos , que inhiben el crecimiento de bacterias u hongos , incluido el moho , o antioxidantes , como los absorbentes de oxígeno , que inhiben la oxidación de los componentes de los alimentos. Los conservantes antimicrobianos comunes incluyen nisina , sorbatos , propionato de calcio , nitrato / nitrito de sodio , sulfitos ( dióxido de azufre , bisulfito de sodio , hidrogenosulfito de potasio , etc.), EDTA , hinokitiol y ε-polilisina . Los antioxidantes incluyen tocoferoles (vitamina E), butilhidroxianisol (BHA) y butilhidroxitolueno (BHT). Otros conservantes incluyen etanol .

También existe otro enfoque que consiste en impregnar los materiales de embalaje (películas plásticas u otros) con antioxidantes y antimicrobianos. ^{[ 21 ] [ 22 ]}

La irradiación de alimentos ^{[ 23 ]} consiste en exponer los alimentos a radiación ionizante . Se pueden utilizar diversos tipos de radiación ionizante, como partículas beta ( electrones de alta energía ) y rayos gamma (emitidos por fuentes radiactivas como el cobalto-60 o el cesio-137 ). La irradiación puede eliminar bacterias, mohos e insectos dañinos, reducir la maduración y el deterioro de las frutas y, a dosis más altas, inducir esterilidad. Esta tecnología se puede comparar con la pasteurización ; a veces se la denomina "pasteurización en frío", ya que el producto no se calienta. La irradiación puede permitir que alimentos de menor calidad o contaminados se vuelvan aptos para el mercado.

Organismos expertos nacionales e internacionales han declarado que la irradiación de alimentos es "saludable"; organizaciones de las Naciones Unidas , como la Organización Mundial de la Salud y la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura , la respaldan. ^{[ 24 ] [ 25 ]} Los consumidores pueden tener una visión negativa de los alimentos irradiados debido a la idea errónea de que son radiactivos; ^{[ 26 ]} de hecho, los alimentos irradiados no son ni pueden volverse radiactivos. Los activistas también se han opuesto a la irradiación de alimentos por otras razones, por ejemplo, argumentando que la irradiación puede usarse para esterilizar alimentos contaminados sin resolver la causa subyacente de la contaminación. ^{[ 27 ]} La legislación internacional sobre si los alimentos pueden o no ser irradiados varía en todo el mundo, desde la ausencia de regulación hasta la prohibición total. ^{[ 28 ]}

Aproximadamente 500 000 toneladas de alimentos se irradian anualmente en más de 40 países de todo el mundo. Se trata principalmente de especias y condimentos , y cada vez se irradia más fruta fresca para la cuarentena de la mosca de la fruta. ^{[ 29 ] [ 30 ]}

La electroporación por campo eléctrico pulsado (PEF) es un método para procesar células mediante breves pulsos de un campo eléctrico intenso. La PEF tiene potencial como un tipo de proceso alternativo de pasteurización a baja temperatura para esterilizar productos alimenticios. En el procesamiento con PEF, una sustancia se coloca entre dos electrodos y luego se aplica el campo eléctrico pulsado. El campo eléctrico agranda los poros de las membranas celulares, lo que mata las células y libera su contenido. La PEF para el procesamiento de alimentos es una tecnología en desarrollo que aún se encuentra en investigación. Se han realizado aplicaciones industriales limitadas del procesamiento con PEF para la pasteurización de zumos de frutas. Hasta la fecha, varios zumos tratados con PEF están disponibles en el mercado europeo. Además, desde hace varios años se utiliza la PEF en una aplicación de pasteurización de zumos en Estados Unidos. Para la desintegración celular, los procesadores de patatas, en particular, muestran gran interés en la tecnología PEF como una alternativa eficiente a sus precalentadores. Las aplicaciones para patatas ya están operativas en Estados Unidos y Canadá. También existen aplicaciones comerciales de PEF para patatas en varios países de Europa, así como en Australia, India y China.

La modificación de la atmósfera es una forma de conservar los alimentos actuando sobre la atmósfera que los rodea. Se utiliza a menudo para envasar:

• Las frutas y verduras frescas, especialmente las de ensalada, contienen células vivas que respiran incluso refrigeradas. Reducir la concentración de oxígeno ( O₂ ) y aumentar la de dióxido de carbono ( CO₂ ) ralentiza su respiración, conserva la energía almacenada y, por lo tanto, aumenta su vida útil. _{[ 31} ^{] También se} utiliza una alta humedad para reducir la pérdida de agua. ^{[ 32 ]}
• La carne roja, que necesita un alto contenido de _O₂ para reducir la oxidación de la mioglobina y mantener un atractivo color rojo brillante. ^{[ 33 ]}
• Otras carnes y pescados, que utilizan mayor cantidad _de CO2 para reducir la oxidación y ralentizar algunos microbios. ^{[ 34 ]}

Este proceso somete la superficie de los alimentos a una "llama" de moléculas de gas ionizadas, como helio o nitrógeno. Esto provoca la muerte de los microorganismos en la superficie. ^{[ 35 ]}

La alta presión puede utilizarse para inactivar microorganismos dañinos y enzimas de deterioro, conservando al mismo tiempo la apariencia, el sabor, la textura y los nutrientes de los alimentos. Para 2005, el proceso se utilizaba en una amplia gama de productos, desde zumo de naranja hasta guacamole y embutidos . ^{[ 36 ]} Dependiendo de la temperatura y la presión, el procesamiento a alta presión puede lograr una reducción logarítmica equivalente a la pasteurización o incluso la esterilización completa de todos los microbios. ^{[ 37 ]}

La biopreservación es el uso de microbiota natural o controlada, o de antimicrobianos, como método para conservar alimentos y prolongar su vida útil . ^{[ 38 ]} Las bacterias beneficiosas o los productos de fermentación producidos por estas bacterias se utilizan en la biopreservación para controlar el deterioro e inactivar los patógenos en los alimentos. ^{[ 39 ]} Es un enfoque ecológico benigno que está ganando cada vez más atención. ^{[ 38 ]}

Las bacterias del ácido láctico (BAL) poseen propiedades antagónicas que las hacen particularmente útiles como biopreservantes. Cuando las BAL compiten por nutrientes, sus metabolitos suelen incluir antimicrobianos activos como ácido láctico, ácido acético, peróxido de hidrógeno y bacteriocinas peptídicas . Algunas BAL producen la nisina , un antimicrobiano que resulta ser un conservante especialmente eficaz. ^{[ 40 ] [ 41 ]}

Las bacteriocinas de LAB se utilizan actualmente como parte integral de la tecnología de barreras . Su uso combinado con otras técnicas de conservación permite controlar eficazmente las bacterias causantes del deterioro y otros patógenos, e inhibir la actividad de un amplio espectro de organismos, incluidas las bacterias Gram negativas intrínsecamente resistentes . ^{[ 38 ]}

La tecnología de barreras es un método para asegurar la eliminación o el control de patógenos en productos alimenticios mediante la combinación de varios enfoques. Estos enfoques pueden considerarse como "barreras" que el patógeno debe superar para mantenerse activo en el alimento. La combinación adecuada de barreras garantiza la eliminación total de patógenos o su neutralización en el producto final. ^{[ 42 ]}

La tecnología de barreras ha sido definida por Leistner (2000) como una combinación inteligente de barreras que asegura la seguridad y estabilidad microbiana , así como la calidad organoléptica y nutricional y la viabilidad económica de los productos alimenticios . ^{[ 43 ]} La calidad organoléptica del alimento se refiere a sus propiedades sensoriales, es decir, su aspecto, sabor, olor y textura.

Ejemplos de obstáculos en un sistema alimentario son las altas temperaturas durante el procesamiento, las bajas temperaturas durante el almacenamiento, el aumento de la acidez , la disminución de la actividad del agua o el potencial redox , y la presencia de conservantes o biopreservantes . Según el tipo de patógenos y su nivel de riesgo, la intensidad de los obstáculos puede ajustarse individualmente para satisfacer las preferencias del consumidor de forma económica, sin sacrificar la seguridad del producto. ^{[ 42 ]}