Los retos actuales de la industria alimentaria Los retos actuales de la industria alimentaria 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:02 Página 1 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:02 Página 2 © Fundación Tomás Pascual y Pilar Gómez-Cuétara INSTITUTO TOMÁS PASCUAL SANZ Dirección postal y correspondencia: Paseoº de la Castellana, 178, 3.º Dcha. 28046 Madrid Domicilio fiscal: c/ Orense, 70. Madrid 28020 Tel.: 91 703 04 97. Fax: 91 350 92 18 www.institutotomaspascual.es • [email protected] © Universidad de Burgos Hospital del Rey s/n. 09001 Burgos Coordinación editorial: Alberto Alcocer, 13, 1.º D. 28036 Madrid Tel.: 91 353 33 70. Fax: 91 353 33 73 www.imc-sa.es • [email protected] Ni el propietario del copyright, ni los patrocinadores, ni las entidades que avalan esta obra, pueden ser considerados legalmente responsables de la aparición de información inexacta, errónea o difamatoria, siendo los autores los responsables de la misma. Reservados todos los derechos. Ninguna parte de esta publicación puede ser reproducida, transmitida en ninguna forma o medio alguno, electrónico o mecánico, incluyendo las fotocopias, grabaciones o cualquier sistema de recuperación de almacenaje de información, sin permiso escrito del titular del copyright. ISBN: 978-84-92681-44-0 ISBN: 978-84-7867-067-3 Depósito Legal: M-36154-2011 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:02 Página 3 Los retos actuales de la industria alimentaria Autores Marta Albisu Aguado LASEHU (Laboratorio de Análisis Sensorial de la Universidad del País Vasco. UPV/EHU). Universidad del País Vasco. Centro de Investigación y Estudios Avanzados Lucio Lascaray (CIEA). Vitoria-Gastéiz. Jacint Arnau Arboix Unidad de Ingeniería y Procesado de los Alimentos. Institut de Recerca i Tecnologia Agroalimentaries (IRTA). Monells. Girona. Sara Bayarri Torres Laboratorio de Propiedades Físicas y Sensoriales. Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos. CSIC. Paterna. Valencia. M.ª Mar Campo Arribas Dpto. de Producción Animal y Ciencia de los Alimentos. Universidad de Zaragoza. Zaragoza. Inmaculada Carbonell Talón Laboratorio de Propiedades Físicas y Sensoriales. Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos. CSIC. Paterna. Valencia. Ramón Catalá Moragrega Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos. CSIC. Paterna. Valencia. Guillermo Cebrián Auré Dpto. de Producción Animal y Ciencia de los Alimentos. Universidad de Zaragoza. Anna Claret Coma IRTA. Centro de Tecnología de los Alimentos. Girona. Santiago Condón Usón Dpto. de Producción Animal y Ciencia de los Alimentos. Universidad de Zaragoza. Elvira Costell Ibáñez Laboratorio de Propiedades Físicas y Sensoriales. Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos. CSIC. Paterna. Valencia. Pere Duran Montgé CENTA. Centro de Nuevas Tecnologías y Procesos Alimentarios. Monells. Girona. 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:02 Página 4 Los retos actuales de la industria alimentaria Irene Esparza Catalán Dpto. de Farmacia y Tecnología Farmacéutica. Universidad de Navarra. Pamplona. Ikaki Etaio Alonso LASEHU (Laboratorio de Análisis Sensorial de la Universidad del País Vasco. UPV/EHU). Universidad del País Vasco. Centro de Investigación y Estudios Avanzados Lucio Lascaray (CIEA). Vitoria-Gasteiz. Pilar Fernández Gil LASEHU (Laboratorio de Análisis Sensorial de la Universidad del País Vasco. UPV/EHU). Universidad del País Vasco. Centro de Investigación y Estudios Avanzados Lucio Lascaray (CIEA). Vitoria-Gasteiz. Idoya Fernández Pan Dpto. de Tecnología de Alimentos. Universidad Pública de Navarra. Pamplona. Elena Fulladosa Tomàs Unidad de Ingeniería y Procesado de los Alimentos. Institut de Recerca i Tecnologia Agroalimentaries (IRTA). Monells. Girona. Nuria García Gil Unidad de Ingeniería y Procesado de los Alimentos. Institut de Recerca i Tecnologia Agroalimentaries (IRTA). Monells. Girona. Rafael Gavara Clemente Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos. CSIC. Paterna. Valencia. Pere Gou Botó Unidad de Ingeniería y Procesado de los Alimentos. Institut de Recerca i Tecnologia Agroalimentaries (IRTA). Monells. Girona. Joaquín Gómez Estaca Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos. CSIC. Paterna. Valencia. M.ª Luisa González San José Departamento de Biotecnología y Ciencia de los Alimentos, Área de Tecnología de los Alimentos, Universidad de Burgos. Burgos. Luis Guerrero Asorey IRTA. Centro de Tecnología de los Alimentos. Girona. Pilar Hernández Muñoz Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos. CSIC. Paterna. Valencia. Margrethe Hersleth Nofima Mat. Noruega. Juan Manuel Irache Garreta Dpto. de Farmacia y Tecnología Farmacéutica. Universidad de Navarra. Pamplona. Sylvie Issanchou INRA, UMR 1129 FLAVIC, Francia. 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:02 Página 5 Los retos actuales de la industria alimentaria Juan Ignacio Maté Caballero Dpto. de Tecnología de Alimentos. Universidad Pública de Navarra. Pamplona. Mónica Ojeda Atxiaga LASEHU. (Laboratorio de Análisis Sensorial de la Universidad del País Vasco. UPV/EHU). Universidad del País Vasco. Centro de Investigación y Estudios Avanzados Lucio Lascaray (CIEA). Vitoria-Gasteiz. Miriam Ortega Heras Consejería de Agricultura y Ganadería, Instituto Tecnológico Agrario de Castilla y León, Estación Enológica. Rueda. Valladolid. Francisco José Pérez Elortondo LASEHU (Laboratorio de Análisis Sensorial de la Universidad del País Vasco. UPV/EHU). Universidad del País Vasco. Centro de Investigación y Estudios Avanzados Lucio Lascaray, (CIEA). Vitoria-Gasteiz. Silvia Pérez Magariño Consejería de Agricultura y Ganadería, Instituto Tecnológico Agrario de Castilla y León, Estación Enológica. Rueda. Valladolid. Xavier Sala Román Unidad de Ingeniería y Procesado de los Alimentos. Institut de Recerca i Tecnologia Agroalimentaries (IRTA). Monells. Girona. Jesús Salmerón Egea LASEHU (Laboratorio de Análisis Sensorial de la Universidad del País Vasco. UPV/EHU). Universidad del País Vasco. Centro de Investigación y Estudios Avanzados Lucio Lascaray (CIEA). Vitoria-Gasteiz. Xavier Serra Dalmau Unidad de Ingeniería y Procesado de los Alimentos. Institut de Recerca i Tecnologia Agroalimentaries (IRTA). Monells. Girona. Amparo Tárrega Guillem Laboratorio de Propiedades Físicas y Sensoriales. Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos. CSIC. Paterna. Valencia. Wim Verbeke Ghent University, Dep. of Agricultural Economics. Bélgica. 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:02 Página 6 Índice 9 Prólogo Ricardo Martí Fluxá 11 Presentación Isabel Jaime Moreno y Sagrario Beltrán Calvo La innovación tecnológica en la industria alimentaria 15 Nuevos procesos de transformación y control de productos alimenticios Pere Duran Montgé 27 Películas y recubrimientos comestibles como herramienta emergente para la industria alimentaria Idoya Fernández Pan y Juan Ignacio Maté Caballero 51 Nuevas tecnologías de conservación y su aplicación a la industria alimentaria Guillermo Cebrián Auré y Santiago Condón Usón Los aditivos como herramienta tecnológica para garantizar la calidad y seguridad de los alimentos 73 Aplicación de nuevas tecnologías para la reducción del contenido de sal en jamón curado Elena Fulladosa Tomàs, Nuria García Gil, Xavier Sala Román, Xavier Serra Dalmau, Pere Gou Botó y Jacint Arnau Arboix 87 La encapsulación como herramienta para la utilización de aditivos Irene Esparza Catalán y Juan Manuel Irache Garreta 125 Las películas de envasado como vehículo para los aditivos Joaquín Gómez Estaca, Ramón Catalá Moragrega, Pilar Hernández Muñoz y Rafael Gavara Clemente Cómo conocer y satisfacer las expectativas del consumidor 133 Herramientas para entender la respuesta del consumidor Elvira Costell Ibáñez, Inmaculada Carbonell Talón, Amparo Tárrega Guillem y Sara Bayarri Torres 147 La innovación en los alimentos tradicionales desde la perspectiva europea Luis Guerrero Asorey, Anna Claret Coma, Wim Verbeke Sylvie Issanchou y Margrethe Hersleth 157 Acreditación de laboratorios en análisis sensorial de aplicación en productos específicos: confianza para el consumidor Marta Albisu Aguado, Iñaki Etaio Alonso, Mónica Ojeda Atxiaga, Pilar Fernández Gil, Jesús Salmerón Egea y Francisco José Pérez Elortondo 171 Incidencia de las características de los consumidores y de sus hábitos de consumo sobre la aceptación de nuevas prácticas enológicas M.ª Luisa González San José, Miriam Ortega Heras y Silvia Pérez Magariño 187 La elección de los consumidores en el sector cárnico M.ª Mar Campo Arribas 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:02 Página 9 Prólogo Estimado lector, “Los retos actuales de la industria alimentaria” pretende ser un acercamiento a tres de los muchos retos que tiene planteada la industria de la alimentación actualmente. El presente libro recoge las ponencias celebradas a lo largo de todo el año 2010 que giraron en torno a “La innovación tecnológica en la industria alimentaria", "Los aditivos como herramienta tecnológica para garantizar la calidad y seguridad de los alimentos" y, por último, "Cómo conocer y satisfacer las expectativas del consumidor”. Para la industria alimentaria es fundamental conocer las demandas y necesidades del consumidor, no sólo en cuanto a las características sensoriales de los productos sino también para cumplir con exigencias actuales como la seguridad de los alimentos, su naturalidad, funcionalidad y los procesos que se aplican a los mismos. Actualmente, términos como la sostenibilidad de dichos procesos se han convertido en exigencias muy importantes. Se hace imprescindible pues estudiar los aspectos generales del comportamiento, la metodología y los factores que influyen sobre el consumidor para conocer su respuesta frente a diversos aspectos de los alimentos. La industria puede retornar esta valiosa información para desarrollar productos exitosos. La innovación en la industria de la alimentación actúa sobre todos los pasos de la cadena de producción: la obtención de materias primas, su transporte y almacenamiento, la formulación, la producción, el envasado, la distribución y también en todas aquellas acciones posteriores que afectan al marketing del producto. Esta innovación tecnológica optimiza los procesos y los mejora haciendo más eficaz y eficiente la producción, reduciendo los costes y a la vez aportando mejoras sustanciales en el producto que el consumidor puede y debe apreciar. Es por tanto una de las herramientas más importantes para crecer en un marco económico global cada vez más complicado y competitivo en el que el consumidor es el actor principal. El tercer aspecto tratado en este libro son los aditivos alimentarios. Estos son absolutamente necesarios por muchas razones para la elaboración de alimentos en una sociedad moderna como la que vivimos. No solo afectan a las características sensoriales del mismo, sino también a otras exigencias actuales, como su seguridad y su naturalidad. A pesar de que se han utilizado desde la antigüedad, siempre han estado sujetos a polémica. Los consumidores exigen su reducción en la medida de lo posible, pero sin afectar a las características finales del ali- 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:02 Página 10 Los retos actuales de la industria alimentaria 10 mento. Profundizar en su conocimiento es necesario para mejorar el producto final sin que éste se vea afectado tecnológica y sensorialmente y, por supuesto, sin comprometer su seguridad. Estos tres grandes bloques fueron tratados por más de veinte especialistas nacionales e internacionales, todos ellos expertos en sus respectivos campos. A cada uno de ellos se le solicitó un esfuerzo de síntesis en su capítulo. Creemos sinceramente que el resultado ha sido más que satisfactorio y desde estas líneas queremos agradecerles el tiempo que nos han dedicado. Esperamos que este libro sea de su interés y arroje luz sobre los retos a los que se enfrenta la industria alimentaria en los próximos años. Damos las gracias a la directora de la Cátedra, la Dra. Sagrario Beltrán, Catedrática de la Universidad de Burgos; al Dr. Jordi Rovira, Vicerrector de Investigación de la Universidad de Burgos, y a la Dra. Isabel Jaime, Profesora del Departamento de Biotecnología y Ciencia de los Alimentos de la Universidad de Burgos, por la coordinación técnica de esta obra y en general a todo su equipo por la labor que realizan y la ilusión que ponen en cada actividad que desarrollamos conjuntamente. Muchas gracias. D. Ricardo Martí Fluxá Presidente del Instituto Tomás Pascual Sanz para la nutrición y la salud 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:02 Página 11 Presentación A lo largo de 2010, se celebró en el marco de la Cátedra Tomás Pascual SanzUniversidad de Burgos un ciclo de jornadas bajo el título del libro que tenemos el placer de presentar en este prólogo: “Los retos actuales de la industria alimentaria”. Es un ambicioso proyecto tratar de revisar los retos que la industria alimentaria tiene en la actualidad, y se revisaron aquellos que consideramos más importantes a través de tres jornadas que trataron de “La innovación tecnológica en la industria alimentaria”, “Los aditivos como herramienta tecnológica para garantizar la calidad y seguridad de los alimentos” y “Cómo conocer y satisfacer las expectativas del consumidor”. Estas jornadas constituyeron una oportunidad excepcional para reunir a expertos de prestigio internacional, conocedores de los retos que actualmente tiene planteados la industria alimentaria, que debatieron con una audiencia numerosa y participativa en las mesas redondas que se celebraron al final de cada jornada, abordando los temas que hoy en día interesan tanto a productores de alimentos como a consumidores. Como colofón de la celebración del ciclo, los ponentes del mismo nos acercan en los capítulos de este libro los problemas que se plantean a la industria alimentaria, que cada uno de ellos trató en sus ponencias y, muy especialmente, las soluciones que para ellos se están desarrollando desde las universidades, los centros de investigación y los departamentos de I + D + i de las propias empresas. En la primera jornada, que se refleja en los tres primeros capítulos de este libro, se abordó la innovación tecnológica en la industria alimentaria, transmitiendo conocimientos sólidos en el campo tecnológico relacionado con la conservación y transformación de los alimentos, así como los avances más recientes en el envasado alimentario. La segunda jornada incidió de forma más específica en los aditivos alimentarios y su papel para garantizar la calidad y seguridad de los alimentos. Desde la antigüedad, se han incluido aditivos en los alimentos con el fin de aumentar su periodo de conservación o modificar sus características organolépticas o alguna de sus propiedades en particular. El uso de los aditivos está permitido por las autoridades sanitarias, de hecho, el número de aditivos disponibles ha crecido en los últimos años, y, aunque también sus aplicaciones se han optimizado y, en algunos casos limitado, la polémica acerca de su uso sigue siendo habitual. En la segunda jornada, que corresponde a los capítulos 4 a 6 de este libro, se desarrollaron diferentes tipos de aplicaciones de los aditivos, su utilidad como herramienta tec- 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:02 Página 12 Los retos actuales de la industria alimentaria 12 nológica y las alternativas existentes para su reducción, sustitución o eliminación que satisfagan las demandas de los consumidores de alimentos “más sanos y naturales”. El último bloque de capítulos (7 a 11) son las ponencias de la jornada “Cómo conocer y satisfacer las expectativas del consumidor”. Con ella se puso fin al ciclo y se abordó uno de los aspectos más importantes para garantizar el éxito de los productos de la industria alimentaria: las expectativas de los consumidores a los que van dirigidos. En esta jornada se trataron en primer lugar aspectos generales en lo que respecta al comportamiento de los consumidores y los factores que influyen sobre él, así como la metodología para conocer su respuesta frente a diversos aspectos relacionados con los alimentos. Esto es muy importante en la industria alimentaria para poder elaborar y comercializar productos que respondan a las demandas de los consumidores y, por tanto, sean exitosos. Posteriormente, se profundizó en el comportamiento y elección de los consumidores en dos sectores de gran importancia en nuestro país como son el enológico y el cárnico. Desde estas líneas queremos agradecer a todos los autores su participación en el ciclo y su contribución a este libro. Cada capítulo refleja el trabajo de muchos años, y nos acerca las herramientas que actualmente puede aplicar la industria alimentaria en ámbitos diversos para seguir avanzando en la obtención de alimentos más seguros, nutritivos, saludables, apetitosos y adaptados a los nuevos hábitos de consumo. Finalmente, sólo nos queda desear que este libro les resulte útil a los lectores interesados en los alimentos y disfruten con él. Dra. Isabel Jaime Moreno Coordinadora del ciclo de jornadas “Retos actuales de la Industria Alimentaria” Dra. Sagrario Beltrán Calvo Directora de la Cátedra Tomás Pascual SanzUniversidad de Burgos 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:02 Página 13 LA INNOVACIÓN TECNOLÓGICA EN LA INDUSTRIA ALIMENTARIA 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:02 Página 14 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:02 Página 15 Nuevos procesos de transformación y control de productos alimenticios Pere Duran Montgé Introducción Las nuevas tecnologías relacionadas con el mundo de la alimentación vienen propiciadas por los cambios que está sufriendo nuestro estilo de vida, o lo que es lo mismo, se adaptan a unas necesidades cambiantes en nuestro entorno. Esto ha sido posible gracias al desarrollo de nuevos sistemas, técnicas y materiales, y en este sentido las tecnologías de los alimentos no se han quedado atrás a la hora de dar una respuesta a las necesidades de la sociedad. Las nuevas tecnologías de procesado de los alimentos, como las altas frecuencias y las altas presiones, entre otras, ofrecen al consumidor ventajas que responden a las demandas de frescor, conveniencia y seguridad. Los desarrollos en las tecnologías de producción, la expansión de los alimentos ready-to-eat, la mejora en la conservación de los alimentos y envases más modernos son los cambios que están causando un mayor impacto en la industria de la alimentación. Las nuevas tecnologías tienen el reto de ofrecer un producto cada vez más auténtico, con el mínimo precio, y en este sentido estos nuevos desarrollos intentan dar una respuesta a todas estas necesidades. El objetivo principal es ofrecer al consumidor un producto de conveniencia. Tanto para todos estos nuevos desarrollos de productos como para los sistemas de elaboración tradicional que se están llevando a cabo, será necesario que vayan li- gados a un mejor control tanto a nivel de seguridad alimentaria como de calidad. Los sistemas de inspección y de control clásicos son de contrastada fiabilidad para las muestras que se están analizando, pero requieren de una extrapolación de sus resultados al resto del lote de producción según tipo de muestreo. Además, tienen el inconveniente de que requieren de un tiempo de espera, ya que los protocolos analíticos pueden tardar desde unos pocos días, en el caso de las inspecciones químicas, hasta una semana, en el caso de los controles microbiológicos tradicionales. Las nuevas tecnologías de inspección y control también pueden dar una respuesta a las necesidades de sistemas de producción más eficientes. Los sistemas de análisis no invasivos, como son las sondas de infrarrojo o la espectrometría de microondas, son técnicas que nos permiten inspeccionar hasta el 100% de nuestra cadena de producción con la ventaja de que se trata de sistemas no destructivos. Estas tecnologías también nos permiten actuar de forma rápida y no invasiva e incidir en un punto en el que las técnicas analíticas tradicionales muchas veces no nos pueden dar respuesta por el hecho de requerir un mayor tiempo de análisis, como es durante el proceso de producción o elaboración, ya que de forma instantánea pueden darnos un valor que nos permitirá saber cuál es el estado de nuestro proceso. 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:02 Página 16 Los retos actuales de la industria alimentaria 16 Nuevos procesos de transformación de los alimentos Altas frecuencias El procesado por altas frecuencias (microondas y radiofrecuencias) (figuras 1 y 2) tiene especial interés en la industria de los alimentos por el hecho de poseer determinadas ventajas respecto a los procesamientos térmicos convencionales. Estas ventajas son principalmente fáciles de aplicar en sistemas de producción en línea y también que el calor generado se produce dentro del propio alimento. Esta tecnología incluye dos tipos de ondas que varían en sus frecuencias, que van desde 3 kHz hasta 300 GHz en el caso de las radiofrecuencias, y desde 300 MHz hasta 300 GHz en el caso de las microondas. El sistema de generación de las altas frecuencias y las microondas es Figura 1. distinto en cada uno de los sistemas; en el primer caso las ondas se generan mediante electrodos, mientras que en el segundo, por uno o varios magnetrones. Las diferencias básicas entre un sistema y otro son la diferente capacidad de penetración de las ondas (es mayor en el caso de las radiofrecuencias), aunque, aparte de la longitud de onda, también dependerá de la composición, temperatura y geometría de los alimentos; este último especialmente en el caso de las radiofrecuencias. Finalmente, será la interacción entre estas ondas y nuestro producto, que tendrá unas propiedades dieléctricas específicas, lo que generará el calor. Mientras que a nivel doméstico el uso de las microondas se ha extendido de una forma muy importante, la utilización de estos sistemas a nivel industrial no ha sido tan espectacular (Giese, 1992; James, 2000). 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:02 Página 17 Nuevos procesos de transformación y control de productos alimenticios 17 Figura 2. Las aplicaciones en que ha habido más interés y donde ha habido desarrollos son las de secado, precocinado de carne, pasteurización de platos preparados y descongelación de carne y pescado; aunque los últimos años también han aparecido nuevas aplicaciones a nivel industrial por las que ha habido bastante interés, como son el blanching o blanqueado (Begum y Brewer, 2001) y post-baking (Sumnu, 2001). El cocido tradicional de los alimentos mediante sistemas que utilizan el calor por convección provoca una destrucción parcial o total de determinados nutrientes que se encuentran en los alimentos. Las investigaciones llevadas a cabo hasta hoy han demostrado que muchas vitaminas son termolábiles y son degradadas durante los procesos térmicos. El procesado por altas frecuencias ha demostrado ser mucho más respetuoso comparado con los procesados tradicionales, ya que reduce las pérdidas de nutrientes (Begum y Brewer, 2001; Begum y Brewer, 2003). Los alimentos congelados necesitan ser descongelados o atemperados antes de ser procesados. Esto se consigue mediante aire caliente o simplemente dejando el producto a temperatura ambiente o de refrigeración. El procesado por altas frecuencias busca aumentar la temperatura del producto de forma homogénea para así poder manejar el alimento, manteniendo la calidad del producto bajo condiciones de refrigeración. Con el procesado de descongelación por altas frecuencias no hay un abuso de la temperatura de trabajo, se producen menores pérdidas de líquidos y se reduce el espacio de trabajo. Durante el secado convectivo con aire se elimina el agua de la superficie del producto mediante un gradiente entre la superficie y 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:02 Página 18 Los retos actuales de la industria alimentaria 18 el interior, lo cual provoca la migración del agua hasta la superficie. Este proceso viene favorecido cuanto mayor es la temperatura de nuestro alimento en concreto, lo cual significa una transmisión del calor mediante convección desde la superficie hasta las partes más internas. Este proceso requiere tiempo para llegar al equilibrio, con el riesgo de un posible sobrecalentamiento de la superficie. Mediante las altas frecuencias nuestro producto es calentado de forma más homogénea, con lo cual el agua es arrastrada fuera del producto con mayor eficiencia. La utilización de este tipo de tecnología no descarta la combinación con otros sistemas de procesado con aire, vacío… Muchas veces estos procesos pueden combinarse, como es el caso del horneado de galletas en que, durante la última fase de cocción (por sistema de convección), se puede combinar con las radiofrecuencias para acabar de secar y homogeneizar el contenido en agua de nuestro producto. Cuando se trata de procesos de pasteurización, las altas frecuencias también ofrecen aplicaciones muy interesantes, ya que permiten acelerar el proceso enormemente. Eso sí, requieren de envases especiales que permitan la fuga del exceso de presión durante el procesado y luego que éste no permita la entrada de medio externo dentro el envase. En el caso de las aplicaciones relacionadas con el horneado directo por microondas industriales normalmente requeriremos de una reformulación del producto con soluciones bastante interesantes. También existen equipos comerciales para hacer lo que se llama blanqueado en vegetales, que consiste en inactivar la enzima polifenoloxidasa mediante temperatura, lo cual evita el oscurecimiento de los mismos. Altas presiones Las altas presiones hidrostáticas (figura 3) vienen a dar respuesta a las necesidades de obtener productos alimenticios cada vez más seguros en combinación con el hecho de mantener intactas al máximo las propiedades de calidad organolépticas de los alimentos (Téllez y col., 2001). Concretamente, las altas presiones hidrostáticas nos permiten obtener alimentos más saludables, convenientes en su uso (más fáciles de preparar y conservar), más frescos, más naturales y con un procesado no tan agresivo (procesado térmico), con menos ingredientes conservantes (menos ácidos, sales y azúcares), menos aditivos (sorbato, nitrito…). No únicamente pueden ayudarnos a obtener un producto alimenticio más seguro y de calidad, también pueden ayudar a mejorar nuestro proceso de producción o a obtener nuevos productos gracias a los cambios que producen en la estructura tanto a nivel molecular como macroscópico en nuestro alimento (modificación de la estructura de las proteínas, inactivación de las enzimas. El procesado por altas presiones a nivel industrial o de producción consiste en la aplicación de un líquido a presión dentro un cilindro, generalmente en el rango de 100-1.000 MPa; la temperatura de procesado puede ajustarse entre 0 y 100 ºC, con una exposición que puede ir desde unos segundos hasta unos minutos. A nivel industrial, el líquido utilizado es el agua, debido a su compatibilidad con los alimentos, y la presión no suele llegar a más de 700 MPa. A nivel de técnica de procesado, las altas presiones hidrostáticas deben su principal 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:02 Página 19 Nuevos procesos de transformación y control de productos alimenticios 19 Figura 3. mecanismo de acción a que reducen el volumen del agua que contiene el alimento hasta un 80-90% respecto al volumen atmosférico sin destruir enlaces covalentes o iónicos; mientras que enlaces de tipo hidrófobo pueden verse modificados. Esto provoca cambios en la estructura de las proteínas (Fernández-Martín y col., 1997) y del almidón (Jobling, 2004) que repercuten en último término en las propiedades macroscópicas de los alimentos. Un ejemplo en que las altas presiones mejoran las propiedades sensoriales de alimentos producidos por altas presiones gracias a la formación de geles no inducidos por procesos térmicos es el de los surimis (Farr, 1990). La mayoría de aplicaciones de las altas presiones hidrostáticas dentro del campo de procesado de los alimentos es en relación al procesado de productos del mar, aunque también existen numerosos estudios relacionados con productos cárnicos, donde el principal interés iría en producir productos cocidos para conseguir texturas más apetecibles, o bien tratamientos por debajo de los 300 MPa en carne pre-rigor (Cheftel y Culioli, 1997). Otra aplicación que ha sido de interés en carne y pescado es para el procesado de post-rigor por altas presiones en combinación con el tratamiento térmico (Sun y Holley, 2010). El tratamiento de productos del mar con concha se ha demostrado muy efectivo a la hora de mejorar procesos productivos de extracción de la carne adherida en la concha (tanto a nivel de tiempo, mano de obra, como cantidad de carne extraída) en productos como son los bivalvos y crustáceos (figura 4). Aunque el uso de estos equipos es cada día más extenso, aún existen algunas barreras que impiden un uso más generalizado, como son que la tecnología actual no permite un trabajo en continuo con para este 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:02 Página 20 Los retos actuales de la industria alimentaria 20 Sistema QDS process, Quick-Dry-Slice process Este sistema consiste básicamente en el secado rápido de productos alimenticios en formato loncheado propuesto por Comaposada J, Arnau J, Gou P y Monfort JM (2002). Este sistema, aunque puede aplicarse a todo tipo de productos susceptibles de ser secados, fue desarrollado inicialmente pensando en acortar la fase de secado de productos cárnicos fermentados (figura 5). En esta tecnología los embutidos son fermentados de forma tradicional hasta alcanzar el pH deseado, luego son congelados para así poder ser loncheados de forma más fácil y después empieza el proceso de secado QDS. El sistema industrial dispone, en primer lugar, de una zona de carga para las lonchas congeladas, sigue un zona de secado donde se consigue el contenido de agua final en nuestro producto loncheado, y finalmente dispone de una zona de apilado y porcionado de las lonchas para su envasado. El aire utilizado para secar es purificado mediante un filtro HEPA (High Efficiency Particulate Air) para minimizar posibles riesgos de contaminación del producto. Figura 4. tipo de aplicaciones y segundo el coste de estos equipos es aún elevado y requieren de un mantenimiento continuo. Estos factores provocan que en la actualidad aunque algunas empresas estén interesadas en esta tecnología, les cueste arriesgarse a apostar por ella. Los estudios realizados han demostrado que la seguridad alimentaria de los productos elaborados con el sistema QDS son equivalentes a los procesos tradicionales (Comaposada et al., 2007, Eurocarne; Stollewerk et al., 2010). Respecto a la evaluación sensorial de este tipo de productos, los secados mediante QDS presentarían un menor aroma y sabor ácido que los producidos de forma tradicional. Esto se debería a un mejor control de la evolución del pH en el caso del sistema QDS (Comaposada et al., 2010). El color del producto también 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:02 Página 21 Nuevos procesos de transformación y control de productos alimenticios 21 sería ligeramente diferente, aunque no por eso evaluado de forma adversa. Es por esos factores por lo que a nivel industrial la fase de mezcla de los ingredientes y premaduración podría variar ligeramente de los procesos tradicionales para así conseguir unas características de pH, actividad de agua y, lo que es más importante, de textura y sabor lo más parecidas a los productos tradicionales. monitoreo más preciso del producto en sí mismo. Además, la aplicación del QDS resulta en un incremento de la productividad y menor producción de residuos. En cuanto al proceso de producción, el sistema QDS ofrece mayor flexibilidad de producción, mayor velocidad, y la posibilidad de implantar sistemas just-in-time, además de requerir menos espacio que los métodos convencionales. Para la comercialización del producto loncheado, la tecnología QDS ofrece numerosas ventajas en relación al sistema tradicional. A nivel tecnológico, el sistema QDS permite obtener productos más homogéneos y con un sabor menos ácido. Además, el producto está libre de hongos y se garantiza la seguridad del alimento gracias a un Este sistema tan novedoso ha sido desarrollado de forma inicial para productos cárnicos fermentados, pero el rango de productos en que puede ser aplicado está aún por descubrir, ya que esta tecnología es susceptible de ser aplicada para acelerar todo tipo de procesos en que se requiera una fase de secado del producto final. Figura 5. 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:02 Página 22 Los retos actuales de la industria alimentaria 22 Nuevos métodos de control de los productos alimenticios Espectroscopia NIR La base de la espectroscopia de infrarrojo cercano (NIR) es la utilización de una fuente de emisión de luz de una longitud de onda conocida (entre 700 y 2.500 nm) que permite obtener una imagen de la composición orgánica de la sustancia que se está irradiando. Se trata de un método de análisis cuantitativo no destructivo, donde la luz que se absorbe o refleja se representa gráficamente en forma de espectros, y éstos se pueden utilizar para obtener información sobre la estructura y composición de la muestra. Entre las múltiples aplicaciones se incluyen las relacionadas con los sectores agroalimentarios, la industria química, petroquímica y textil, medicina, farmacia, cosmética, biología, y sectores relacionados con el medio ambiente. En cuanto a industrias agrarias y alimentarias, la tecnología NIR se ha aplicado al análisis y control de piensos y cereales, lácteos, aceites y grasas, carne y productos cárnicos, azúcares, fruta, etc. La espectroscopia NIR ofrece una serie de importantes ventajas sobre los métodos convencionales, tales como mediciones rápidas y frecuentes, preparación de muestra simple y rápida, su idoneidad para el uso en línea y la determinación conjunta de diferentes parámetros. Las principales desventajas del método son su dependencia de un método de referencia, su débil sensibilidad para constituyentes menores, la limitada transferencia de calibración entre los diferentes instrumentos y la interpretación complicada de datos espectrales (Büning-Pfaue, 2003). Aunque los primeros intentos de utilizar el método se realizaron hace más de 40 años, la mayoría de los trabajos de investigación sobre la carne se llevó a cabo en la pasada década (Byrne y col., 1998). Una de la aplicaciones principales de la espectroscopia NIR para el control de los procesos de elaboración de alimentos es la de predecir la composición de sus principales componentes químicos (agua, carbohidratos, proteína y grasa) e incluso de constituyentes más minoritarios,como pueden ser el contenido en sal, colágeno, cenizas, fracción de los principales grupos de ácidos grasos (poliinsaturados, monoinsaturados y saturados) (Realini y col., 2004) y colesterol, aunque con menor precisión. En el caso de los mencionados constituyentes principales, el nivel de correlación en productos cárnicos (R2) es alrededor de 0,8 y con un error que se sitúa con un máximo del 2% (Prevolnik y col., 2004). La otra principal aplicación es la de predecir parámetros de calidad del producto, como la capacidad de retención de agua en carne fresca o en carne congelada (Brøndum y col., 2000; Geesink y col., 2003; Meulemans y col., 2003) y color (Chan y col., 2002; Leroy y col., 2004; Meulemans y col., 2003), y con menos frecuencia el valor de pH (Josell y col. 2000; Meulemans y col., 2003). Estas aplicaciones tienen mucho interés para evaluar la calidad de materias primeras y así poder tomar la decisión de qué uso debe darse a un producto en concreto (producto fresco, elaborado, cocido...). Otro ejemplo de las mencionadas aplicaciones es la de evaluar procesos de elaboración, como es el caso de determinar la evolución de un producto cárnico en curación (Collell y col., 2010), evaluar el proceso de horneado del pan 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:02 Página 23 Nuevos procesos de transformación y control de productos alimenticios 23 (Osborne y col., 1990). Finalmente, también se puede usar la espectroscopia NIR para diferenciar variedades de alimentos, como sería el caso de determinar la variedad de un arroz (Osborne y col., 1993). Espectroscopia de microondas Para la realización de este tipo de análisis se utiliza un instrumento que emite un impulso electromagnético que se aplica al material a ensayar. La señal se refleja en la superficie del producto y lleva la información sobre el material. Posteriormente, la reflexión se convierte de señal analógica a digital para ser almacenada en un microcontrolador. Este análisis nos evalúa las propiedades dieléctricas de los alimentos. Las propiedades dieléctricas de los alimentos complejos varían en las frecuencias de relajación dipolar de las moléculas polares involucradas. El agua pura a temperatura ambiente, por ejemplo, tiene una frecuencia de relajación alrededor de 20 GHz. Agua añadida a los productos alimenticios, ya sea accidental o deliberadamente por la adición de polifosfatos, puede tener efectos muy diferentes sobre la forma del espectro dieléctrico. En el estado natural de los productos alimenticios, la mayoría de los constituyentes del agua provocará un rango particular de frecuencias de relajación del agua en función de su interacción a nivel molecular con los otros componentes, mientras que el agua añadida presentará otro tipo de frecuencias de relajación. Entre las distintas aplicaciones que se han desarrollado para este tipo de determinación encontraríamos la evaluación del estado de frescor del pescado (Kent y col., 2004), donde se ha visto que este tipo de determinación se correlaciona con los días de conservación del pescado en hielo o el QIM (Quality Index Method), que es un método de evaluación sensorial del pescado. En este sentido, existen aplicaciones en línea para evaluar la calidad de filetes de salmón antes de ser procesados. Otra aplicación es la de la evaluación de la calidad del pescado descongelado, en la que se puede determinar si un pescado ha sido congelado y descongelado varias veces o si ha sido congelado correctamente. Con este sistema también es posible determinar el tipo y cantidad de sales que se han añadido en alimentos, como son las carnes y pescados (Kent y col., 2000). Bibliografía recomendada Begum S, Brewer MS. Cheminal, nutritive and sensory characteristics of tomatoes before and after conventional and microwave blanching and during frozen storage. Journal of Food Quality 2001; 24:1-15. Brewer MS, Begum S. Effect of microwave power level and time on ascorbic acid content, peroxidase activity and color of selected vegetables. Journal of Food Processing and Preservation 2003; 27:411-26. Brøndum J, Munck L, Henckel P, Karlsson A, Tornberg E, Engelsen SB. Prediction of waterholding capacity and composition of porcine meat by comparative spectroscopy. Meat Science 2000; 55:177-85. Büning-Pfaue H. Analysis of water in food by near infrared spectroscopy. Food Chemistry 2003; 82:107-15. Byrne CE, Downey G, Troy DJ & Buckley DJ. Non-destructive prediction of selected quality attributes of beef by near-infrared reflectance spectroscopy between 750 and 1098 nm. Meat Science 1998; 49:399-409. Chan DE, Walker PN, Mills EW. Prediction of pork quality characteristics using visible and near-infrared spectroscopy. Transactions of ASABE 2002; 45:1.519-27. 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:02 Página 24 Los retos actuales de la industria alimentaria 24 Cheftel JC, Culioli J. Effects of high pressure on meat: A review. Meat Science 1997; 46:211-36. Collell C, Gou P, Picouet P, Arnau J, Comaposada J. Feasibility of near-infrared spectroscopy to predict aw and moisture and NaCl contents of fermented pork sausages. Meat Science 2010; 85:325-30. Comaposada J, Arnau J, Ferrini G, Sanz D, Xargayó M, Freixanet L, Bernardo J, Lagares J, Monfort JM. Impact of the dryness level on the quality of fermented sausages produced by means of quick-dry-slice process. Fleischwirtschaft International 2010; 2:87-95. Comaposada J, Arnau J, Garriga M, Xargayó M, Xargayó M, Bernardo J, Corominas M, Gou P, Lagares J, Monfort JM. Secado rápido de productos cárnicos crudos curados. Tecnología quick-dry-slice process (QDS process). Eurocarne 2007; 157:1-6. Comaposada J, Arnau J, Gou P, Monfort JM (2002). Procedimiento acelerado de secado y madurado de productos alimenticios loncheados. Patente ES20020002059/2002091. España. Fecha de prioridad: 10/09/2002. Farr D. High pressure technology in the food industry. Trends in Food Science & Technology 1990; 1:4-6. Fernández-Martín F, Fernández P, Carballo J, Jiménez Colmenero F. Pressure/Heat Combinations on Pork Meat Batters: Protein Thermal Behavior and Product Rheological Properties. Journal of Agricultural and Food Chemistry 1997; 45:4.440-5. Geesink GH, Schreutelkamp FH, Frank-Huizen R, Vedder HW, Faber NM, Kranen RW, Gerritzen MA. Prediction of pork quality attributes from near infrared reflectance spectra. Meat Science 2003; 65:661-8. Giese J. Advances in microwave food processing. Food Technology 1992; 46:118-23. James C. Optimising the microwave cooking of bacon. In: Meat and Poultry 2000 CCFRA. Jobling S. Improving starch for food and industrial applications. Current Opinion in Plant Biology 2004; 7:210-8. Josell Å, Martinsson L, Borggaard C, Andersen JR, Tornberg E. Determination of RN- phenotype in pigs at slaughter-line using visual and nearinfrared spectroscopy. Meat Science 2000; 55:273-8. Kent M, Knöchel R, Daschner F, Berger UK. Composition of foods using microwave dielectric spectra. European Food Research and Technology 2000; 210:359-66. Kent M, Oehlenschlager J, Mierke-Klemeyer S, Manthey-Karl M, Knöchel R, Daschner F, Schimmer O. A new multivariate approach to the problem of fish quality estimation. Food Chemistry 2004; 87:531-5. Leroy B, Lambotte S, Dotreppe O, Lecocq H, Istasse L, Clinquart A. Prediction of technological and organoleptic properties of beef Longissimus thoracis from near-infrared reflectance and transmission spectra. Meat Science 2004; 66:45-54. Meulemans A, Dotreppe O, Leroy B, Istasse L, Clinquart A. Prediction of organoleptic and technological characteristics of pork meat by near infrared spectroscopy. Sciences des Aliments 2003; 23:159-62. Osborne BG, Mertens B, Thompson M, Fearn T. The authentication of Basmati rice using near infrared spectroscopy. Journal of Near Infrared Spectroscopy 1993; 1:77-83. Osborne BG, Oliver G, Russell PL. The application of near infrared reflectance spectroscopy to the study of the staling of bread. In: Proceedings of the Third International Conference on Near Infrared Spectroscopy (edited by BARTIAUX-THILL., R. B. A. N.). Gembloux: Agricultural Research Centre Publishing. 1990; 207-12. Prevolnik M, Candek-Potokar M, Skorjanc D. Ability of NIR spectroscopy to predict meat chemical composition and quality - a review. Czech Journal of Animal Science 2004; 49:500-10. Realini CE, Duckett SK, Windham WR. Effect of vitamin C addition to ground beef from grassfed or grain-fed sources on color and lipid stability, and prediction of fatty acid composition by near-infrared reflectance analysis. Meat Science 2004; 68:35-43. Sumnu G. A review on microwave baking of foods. International Journal of Food Science & Technology 2001; 36:117-27. 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:02 Página 25 Nuevos procesos de transformación y control de productos alimenticios 25 Sun XD, Holley RA. High hydrostatic pressure effects on the texture of meat and meat products. Journal of Food Science 2010; 75:1, R17-R23. Pressure Bioscience and Biotechnology (HPBB2010), Freising-Weihenstephan (Germany), August 28 - September 01. Stollewerk K, Jofré A, Comaposada J, Arnau J, Garriga M (2010). Ensuring food safety by innovative fermented sausage manufacturing systems. 6th International Conference on High Téllez SJ, Ramírez JA, Pérez C, Vázquez M, Simal J. Aplicación de la alta pressión hidrostática en la conservación de los alimentos. Ciencia y Tecnología Alimentaria 2001; 3:66-80. 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:02 Página 26 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:02 Página 27 Películas y recubrimientos comestibles como herramienta emergente para la industria alimentaria Idoya Fernández Pan y Juan Ignacio Maté Caballero Introducción Una película o recubrimiento comestible (PRC) se puede definir como una capa fina y continua de material comestible que se dispone sobre una superficie alimentaria para mejorar la calidad y aumentar la vida útil del alimento. En la bibliografía, los términos recubrimiento (coating) y película (film) se utilizan frecuentemente como sinónimos, pero estrictamente se considera película comestible cuando se ha preformado antes de su aplicación y puede ser utilizada como contenedor o separador entre distintas superficies alimentarias (por ejemplo, un separador entre la base seca y crujiente y los toppings húmedos de una pizza). Por otra parte el recubrimiento comestible se forma directamente sobre la superficie alimentaria y se considera como parte integrante del producto final (un cacahuete recubierto de chocolate). Los materiales que se utilizan para formar las películas y recubrimientos comestibles incluyen tanto biopolímeros como lípidos. Los biopolímeros (polisácaridos y proteínas) se pueden emplear en la formación de películas y recubrimientos. En cambio, los lípidos no son capaces de formar una matriz estructural suficientemente cohesiva para aplicarse como películas preformadas, por lo que por sí solos únicamente se utilizan como recubrimientos. El desarrollo de películas y recubrimientos comestibles ha sido objeto de numerosos trabajos de investigación en los últimos 20 años (1-6). Sin embargo, tanto el concepto como la práctica de recubrir un alimento para mejorar su calidad y alargar su almacenamiento es muy antiguo. Así, el encerado de cítricos para evitar su deshidratación y proporcionar brillo es probablemente la aplicación conocida más antigua de los recubrimientos comestibles. En general, las PRC se aplican en la industria agroalimentaria para la mejora de la calidad y aumento de la vida comercial de una gran variedad de productos. Entre las potenciales razones específicas del uso de esta tecnología se incluyen: Control de la transferencia de materia Existen distintos fenómenos de transferencia de materia asociados a la pérdida de calidad de los alimentos. Entre estos fenómenos se incluyen la absorción de humedad, la pérdida de aromas propios o ganancia de extraños, la absorción de oxígeno que pueda dar origen a oxidaciones indeseadas (especialmente la oxidación lipídica) y la migración de lípidos. Algunas veces, estos problemas pueden ser abordados mediante el empleo de envases tradicionales. La aplicación de un recubrimiento comestible que actúe como barrera a la transferencia de materia entre 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:02 Página 28 Los retos actuales de la industria alimentaria 28 la superficie alimentaria y el medio ambiente también puede contribuir a controlar estos problemas. Además, un recubrimiento comestible puede funcionar como barrera entre alimentos que forman parte de un mismo sistema alimentario heterogéneo (por ejemplo, para evitar que uvas pasas absorban humedad dentro de un helado), lo cual obviamente nunca podría ser abordado por un material no comestible. También es importante enfatizar que el fin último de los recubrimientos comestibles, cuando actúan como barrera a la transferencia de materia, no es la sustitución del envase convencional, sino su complementación para, en definitiva, ayudar a mejorar la calidad y aumentar la vida comercial de los alimentos. Sin embargo, y dado que la función del envase convencional relativa al control de las migraciones entre el alimento y el medio ambiente puede ser llevada a cabo parcialmente por el recubri- miento superficial, existe la posibilidad de reemplazar el envase convencional por uno más simple, barato, reciclable e incluso más ligero. En la figura 1 se expone un ejemplo ilustrativo. Otra importante ventaja adicional del uso de los recubrimientos comestibles es que una vez que el envase haya sido abierto, los alimentos seguirían protegidos. Soporte de aditivos Los recubrimientos comestibles se pueden emplear como soportes para añadir ingredientes funcionales o activos a un sistema alimentario (7). Entre estos ingredientes se incluyen agentes antimicrobianos, antioxidantes, nutrientes, colorantes, especias e incluso prebióticos (8). Los recubrimientos comestibles también pueden ser utilizados para encapsular aromas. Dado que la mayor parte de los aromas se producen en estado líquido, el hecho de encapsularlos mediante un recubrimiento comestible permitiría tener un aroma seco y protegido Figura 1. Los frutos secos necesitan protección frente al oxígeno y la humedad. Un envase plástico óptimo estaría formado por tres capas de diferentes polímeros utilizando una atmósfera inerte en el interior. Al emplear un recubrimiento comestible como barrera al O2 sobre la superficie alimentaria, se podría utilizar un envase más sencillo, menos costoso, más reciclable y sin la necesidad de modificar la atmósfera interior. 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:02 Página 29 Películas y recubrimientos comestibles como herramienta emergente para la industria alimentaria 29 frente a oxidaciones, lo cual facilita mucho su manejo y dosificación (9). Control de condiciones superficiales Algunos fenómenos de deterioro, como el crecimiento microbiano o los procesos de oxidación, ocurren y se desarrollan principalmente en la superficie alimentaria. Estos problemas pueden ser aminorados a través del control de las condiciones superficiales a las que se expone al alimento. La adición de agentes antioxidantes, acidulantes o antimicrobianos directamente sobre las superficies de los alimentos (mediante baño o pulverización) es una forma de conseguir dicho control. Sin embargo, el tiempo efectivo de actuación de estos agentes está limitado por la difusividad de los mismos hacia el interior del alimento, lo que reduce su concentración en superficie (10). Como alternativa, se puede incorporar el aditivo en un recubrimiento comestible que se dispondría en la superficie del alimento (figura 2). De esta forma el recubrimiento serviría como medio dosificador, se podría controlar el tiempo en el que la concentración superficial del aditivo superase el valor crítico que garantice su efectividad. Esto sólo es posible tras conocer la cinética de liberación de dicho aditivo sobre la superficie alimentaria. Mediante esta aplicación se conseguiría concentrar la acción del aditivo en la superficie, donde es realmente necesario, sin necesidad de aumentar de forma significativa la cantidad global del aditivo por kilogramo de producto. Protección mecánica Una capa de material superficial puede proteger un alimento de daños mecánicos causados por perturbaciones exteriores tales como impactos, compresiones, vibraciones y otras causas relacionadas con la transferencia de movimiento. La protección mecánica es especialmente importante en alimentos frágiles, como los cereales de desayuno o los alimentos liofilizados. Figura 2. Evolución de la concentración de compuestos activos añadidos directamente sobre la superficie del sistema alimentario o a través de una película comestible. 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:02 Página 30 Los retos actuales de la industria alimentaria 30 Transporte y dosificación Se pueden emplear películas comestibles como vehículos para el transporte y dosificación de alimentos secos pulverulentos. Esta potencial aplicación (el grupo del Dr. Krochta en UC Davis lleva años trabajando esta idea) es especialmente interesante para ingredientes especialmente caros o especialmente irritantes. De esta forma, las películas y recubrimientos comestibles pueden ayudar a dosificar estos ingredientes tanto a nivel industrial como doméstico (11). Mejora sensorial Uno de los usos más extendidos de los recubrimientos comestibles sobre alimentos es el de cambiar o mejorar aspectos relacionados con la percepción sensorial del consumidor. Así, se pueden usar simplemente para mejorar el brillo o para proporcionar un color estable y uniforme. También pueden utilizarse para evitar superficies pegajosas o grasas (12, 13). Materiales formadores de películas y recubrimientos comestibles La formulación de las películas y recubrimientos comestibles se basa en, al menos, un componente capaz de formar una matriz estructural. Los principales materiales empleados para formar una matriz estructural tridimensional son biopolímeros y lípidos. Por su naturaleza hidrofílica, los biopolímeros empleados para formar recubrimientos y películas comestibles son hidrocoloides, que a su vez pueden clasificarse en dos categorías: proteínas y carbohidratos (figura 3). Las características físicoquímicas de los biopolímeros determinan las propiedades resultantes finales que muestran las películas o recubrimientos. Tanto las proteínas como los carbohidratos se pueden considerar buenos formadores de películas con muy buenas propiedades barrera al oxígeno, aromas y lípidos a baja humedad relativa (HR), aunque debido a Figura 3. Composición de películas y recubrimientos comestibles. 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:02 Página 31 Películas y recubrimientos comestibles como herramienta emergente para la industria alimentaria 31 su hidrofilicidad suelen presentar una pobre barrera a la humedad. Por otra parte, los lípidos son excelentes barreras a la humedad, aunque, debido a su naturaleza no polimérica, no presentan una buena capacidad formadora de películas por falta de cohesividad (5). Con el propósito de mejorar las características globales de los recubrimientos comestibles (RC) se pueden desarrollar películas compuestas, clásicamente basadas en la combinación de hidrocoloides y lípidos. Los lípidos se incluyen en la formulación de las películas basadas en hidrocoloides formando una única capa a partir de emulsiones estables. También se pueden crear películas de estructura multicapa disponiendo, por ejemplo, una capa lipídica sobre otra basada en un hidrocoloide (11). Las películas compuestas también se basan en las mezclas de diferentes hidrocoloides o de diferentes lípidos, cuando se desean obtener propiedades funcionales específicas que confiere determinado material. Además de los componentes de la matriz estructural, la formulación de las PRC incluye diferentes aditivos, que se pueden emplear con dos objetivos fundamentales: • Mejorar las propiedades tecnológicas de la película o recubrimiento. • Mejorar la funcionalidad del recubrimiento en el producto alimentario. El primer grupo incluye entre otros a los plastificantes y a los surfactantes. Los plastificantes son empleados normalmente para mejorar las propiedades mecánicas de las PRC resultantes, impartiendo flexibilidad. Los surfactantes se utilizan, por una parte, para mejorar la estabilidad de emulsiones formadoras de películas compues- tas, y por otra, para mejorar la mojabilidad de las soluciones formadoras de recubrimiento en las superficies de los sistemas alimentarios. El segundo grupo incluye antimicrobianos, antioxidantes y otros aditivos/ingredientes funcionales. Películas y recubrimientos basados en proteínas Las proteínas empleadas en la elaboración de PRC tienen origen tanto animal como vegetal. Las proteínas son macromoléculas, heteropolímeros que tienen como unidades monoméricas aminoácidos específicos. Existe una gran variedad de secuencias y de estructuras moleculares con un amplio espectro de potenciales interacciones y reacciones químicas (11). La estructura de una matriz basada en proteínas se puede modificar a través de diferentes tratamientos, como los térmicos, de presión, de radiación, de hidrólisis química y de entrecruzamientos. Estas acciones se pueden emplear para obtener PRC con mejoradas propiedades físicas y mecánicas (14). Las PRC elaboradas a partir de proteínas presentan excelentes propiedades barrera al oxígeno, al dióxido de carbono y a lípidos, particularmente a baja HR, pero generalmente presentan una pobre barrera al vapor de agua (5, 15). Las principales proteínas empleadas en la elaboración de PRC son colágeno y gelatina, zeína de maíz, gluten de trigo, proteína de soja, caseína y proteína de suero lácteo. En el desarrollo de PRC también se emplean otras proteínas, como la proteína de cacahuete (16, 17), arroz (18, 19), guisante (20, 21), albúmina de huevo (22, 23), kafirina desde sorgo (24, 25) y proteínas miofibrilares (26, 27). 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:02 Página 32 Los retos actuales de la industria alimentaria 32 Colágeno y gelatina El colágeno es una proteína fibrosa ampliamente encontrada en la naturaleza como componente mayoritario de la piel, tendones, cartílagos, huesos y tejido conectivo. Entre las PRC basadas en proteínas, las de colágeno son las más exitosas comercialmente puesto que se emplean desde hace mucho tiempo en la elaboración de salchichas como recubrimientos artificiales sustituyendo a las tripas naturales. El colágeno se obtiene normalmente por extrusión desde una dispersión coloidal viscosa y ácida en un baño neutralizador seguido de un posterior lavado y secado (5, 6). Las películas de colágeno son particularmente fuertes y presentan unas propiedades mecánicas excelentes. El contenido en fibras de colágeno, su alineamiento adecuado, las condiciones de secado y el grado de entrecruzamiento influyen enormemente en la resistencia final de las películas. Las películas de colágeno son insolubles en agua, son buenas barrera al oxígeno al 0% de HR, pero no resultan particularmente buenas barreras a la humedad (28). A partir de la hidrólisis controlada del colágeno se obtiene la gelatina. Se forma cuando el colágeno se expone a un tratamiento térmico leve bajo condiciones ácidas o alcalinas. La gelatina tiene una excelente capacidad para formar películas que se caracterizan por sus buenas propiedades mecánicas. Las PRC elaboradas a partir de gelatina se emplean en la prevención de la migración de humedad, oxígeno y aceite (14). La gelatina es buena barrera a los gases, pero es muy hidrofílica (28). Tanto el origen de la gelatina como los parámetros de elaboración de las películas tienen una influencia significativa en las propiedades funcionales resultantes de las mismas (29). Zeína de maíz La zeína engloba al grupo de proteínas (prolaminas) solubles en alcohol que se encuentran en el endospermo del maíz. La zeína presenta una naturaleza hidrofóbica debido a su elevado contenido en aminoácidos no polares, resultando soluble en un 60-70% de etanol (30). En función de las diferencias de solubilidad, la zeína se clasifica en tres fracciones proteicas α, β y γ-zeína, donde la α-zeína es la fracción mayoritaria, con un contenido del orden del 75-85% sobre el contenido proteico total. Las películas de zeína se obtienen fácilmente a través del método de secado por evaporación de solvente desde soluciones alcohólicas que contienen plastificantes como glicerol o polietilenglicol. Además, las películas de zeína se pueden obtener a través de la extrusión de pellets de resina secos. La tensión de rotura de las películas de zeína es variable según la HR y la temperatura (T), es similar a la que presentan las películas de gluten de trigo y 2 ó 3 menor que la presentada por películas de metilcelulosa (MC) e hidroxipropilcelulosa (HPC). Presentan valores de permeabilidad al vapor de agua similares a los presentados por otras proteínas, ésteres de celulosa y celofán (31), y muy superiores a los presentados por el polietileno de baja densidad (LDPE). Los RC basados en zeína se han empleado tradicionalmente como barrera al oxígeno, lípidos y humedad en productos como nueces, dulces y productos de confitería, entre otros. También se han aplicado en frutos frescos y secos como sustitutos de 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:02 Página 33 Películas y recubrimientos comestibles como herramienta emergente para la industria alimentaria 33 los convencionales recubrimientos de resina shellac (7). Gluten de trigo Bajo la denominación gluten de trigo se engloba a las proteínas insolubles en agua procedentes de la harina de trigo. Está compuesto por una mezcla de polipéptidos considerados proteínas globulares, donde las gliadinas y gluteninas constituyen hasta el 85% del contenido proteico total (30, 32, 33). Las películas basadas en gluten de trigo son homogéneas, transparentes, mecánicamente fuertes, insolubles en agua y semipermeables al O2 y CO2 (27). Sus propiedades mecánicas dependen mucho de las condiciones de elaboración y sus propiedades de barrera tanto a la humedad como a los gases son altamente dependientes de la HR, de la T y de la naturaleza y cantidad de plastificantes añadidos (34). La adición de plastificantes no polares de baja difusividad es imprescindible para evitar la fragilidad de la matriz (32). Hernández-Muñoz et al. (35) desarrollaron PC desde las fracciones aisladas de gliadina o de glutenina. Las PC basadas en gliadina se presentaron transparentes y con poca resistencia mecánica lo que las hace más adecuadas para su aplicación como RC aplicados a alimentos, mientras que las PC obtenidas a partir de glutenina se presentaron más fuertes y resistentes a la humedad, lo que las hizo candidatas para la elaboración de películas no comestibles dirigidas al envasado de alimentos de baja e intermedia humedad. Proteína de soja El contenido proteico de la soja (38-44%) es mucho mayor que el de los granos de cereal (8-15%). La mayor parte de las proteínas de la soja son insolubles en agua pero solubles en soluciones salinas. La proteína aislada de soja (SPI) (36) con un contenido proteico más alto que otros productos de proteína de soja, presenta una gran capacidad de formar películas y se ha empleado para desarrollar películas tanto comestibles como biodegradables (37). Las películas de SPI se obtienen normalmente a través del método de evaporación de solvente y se caracterizan por presentar buenas propiedades de barrera frente al oxígeno y el aceite a baja HR. Sin embargo, las películas basadas en SPI presentan malas propiedades mecánicas y una sensibilidad a la humedad relativamente alta (38). Así, el empleo de aditivos se hace imprescindible para mejorar las propiedades tecnológicas de las películas con fines prácticos. Proteínas lácteas Las proteínas lácteas se dividen en dos grupos: caseína y proteína de suero. La caseína representa aproximadamente el 80% del total de la proteína de la leche y la proteína de suero es aquella fracción que se mantiene soluble tras la precipitación de la caseína a pH 4,6 y 20 ºC. Debido a su estructura y naturaleza, tanto la caseína como las proteínas de suero presentan capacidad emulsificante, lo que las hace particularmente interesantes cuando se quieren desarrollar películas compuestas que incorporan lípidos en su formulación (7). Para la formación de películas comestibles basadas en caseína se emplean preferentemente caseinatos de sodio o potasio, puesto que se mejora la solubilidad en agua y se obtienen películas de mejores ca- 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:02 Página 34 Los retos actuales de la industria alimentaria 34 racterísticas funcionales (39). Las películas se obtienen mediante evaporación de solvente a partir de soluciones acuosas y resultan apropiadas para aplicaciones alimentarias gracias a su flexibilidad, transparencia y completa falta de sabor. Sin aditivos, las películas puras de caseína son solubles en agua. Las proteínas de suero están formadas por diferentes proteínas individuales, globulares y termolábiles en donde la componente principal es la β-lactoglobulina (5). Las PC basadas en proteína aislada de suero lácteo (WPI) son insolubles en agua, presentan buenas propiedades mecánicas y son excelentes barreras al oxígeno, lípidos y aromas. En la formulación de las películas se incluyen plastificantes de bajo peso molecular para mejorar su flexibilidad (40). Películas y recubrimientos basados en polisacáridos Los polisacáridos se presentan en estructuras con pesos moleculares mucho mayores que las proteínas. Sin embargo, Las secuencias poliméricas de los polisacáridos pueden resultar más simples que las de las proteínas, ya que sólo están implicados unos pocos monómeros (11). Debido a la composición de las cadenas poliméricas, los polisacáridos se caracterizan por producir películas con buena permeabilidad a los gases, pero por su naturaleza hidrofílica suelen presentar una pobre barrera al vapor de agua (41, 42). Los polisacáridos empleados en la elaboración de PRC incluyen celulosas, almidones, quitosano, extractos de algas, pectinas y gomas. Celulosa y derivados La celulosa, el biopolímero natural más abundante de la Tierra, es esencialmente un polímero lineal de alto peso molecular basado en la unión de unidades D-glucosa a través de enlaces glucosídicos β-1,4 (15). La celulosa, de estructura altamente cristalina, es insoluble en agua. Esta solubilidad se puede aumentar rompiendo la estructura cristalina mediante la inclusión de grupos funcionales en la cadena polimérica a través de reacciones de esterificación. La formación de los derivados de celulosa supone su tratamiento con álcali, seguido de la reacción con: a) cloruro de metilo para obtener metilcelulosa (MC); b) ácido cloroacético para obtener carboximetilcelulosa (CMC), o c) óxido de propileno para obtener hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC). Estos derivados presentan buena capacidad formadora de PRC. Las películas elaboradas a partir de MC, HPMC o CMC son transparentes, solubles en agua, no presentan olor ni sabor, son flexibles y moderadamente fuertes, buenas barreras al aceite y grasas, y moderadas a la humedad y al oxígeno (5, 33). Almidón y derivados El almidón, principal almacén energético del reino vegetal, se obtiene principalmente de granos de cereal (maíz, trigo, arroz), patata y tapioca. Es un polímero formado a partir de mezclas en distintas proporciones de amilosa y amilopectina según su origen botánico. La amilosa es un polímero lineal, mientras que la amilopectina presenta una estructura altamente ramificada. La proporción relativa de amilosa y amilopectina condiciona las propiedades funcionales del almidón (43). La amilosa forma películas continuas, cohesionadas y relativamente fuertes, mientras que las que se obtienen a partir de amilopectina re- 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:02 Página 35 Películas y recubrimientos comestibles como herramienta emergente para la industria alimentaria 35 sultan frágiles y presentan una importante falta de continuidad (15, 44). se mejoran con la combinación con otros compuestos/aditivos (49-52). Las películas de almidón proporcionan excelentes barreras al O2 y CO2 pero son muy hidrofílicas (36, 45). En este sentido, las propiedades pueden mejorarse a través de la adición de lípidos en la formulación de las películas (46). El almidón puede modificarse químicamente para mejorar sus propiedades o para elaborar derivados de características definidas en función de la aplicación final del mismo. Es posible encontrar, entre otros, almidones oxidados, hidrolizados o purificados de alto contenido en amilosa. Extractos de algas marinas Quitosano El quitosano es un polisacárido de origen natural que se obtiene a partir de la desacetilación alcalina de la quitina, el segundo mayor polisacárido presente en la naturaleza después de la celulosa. Es un copolímero catiónico basado en unidades de D-glucosamina y N-acetil-D-glucosamina (33). Es insoluble en agua pero sí es soluble en disoluciones de ácidos orgánicos (acético, láctico o fórmico) (47). Los principales parámetros de calidad del quitosano, como pureza, viscosidad, grado de desacetilación y peso molecular, varían en función del proceso de obtención, resultando quitosanos de diferentes propiedades funcionales (48). El quitosano forma películas comestibles con inherente actividad antimicrobiana y antifúngica. Las películas se caracterizan por presentar baja permeabilidad al O2 y CO2 y buenas propiedades mecánicas (49). Sin embargo, la principal desventaja de las películas de quitosano es su extremada sensibilidad a la humedad. Las propiedades funcionales de las películas de quitosano Los extractos de algas marinas pueden clasificarse en tres grupos principales: alginatos, carragenatos y agar. Los alginatos son polímeros lineales no ramificados, altamente aniónicos, con una gran capacidad para reaccionar con cationes di o trivalentes (53). Los alginatos forman películas uniformes, transparentes y solubles en agua. Son buenas barreras al oxígeno, impermeables a aceites y grasas, pero presentan una elevada permeabilidad al vapor de agua (41). Los carragenatos son polímeros de la galactosa solubles en agua. Los carragenatos engloban una compleja mezcla de al menos cinco polímeros conocidos como ι, κ, λ, µ y ν-carragenato. La mezcla de los tres primeros es la empleada para aplicaciones alimentarias (15, 44). El agar también es un polímero de galactosa capaz de formar fuertes geles (15, 42, 44). Pectinas La pectina es un polisacárido aniónico compuesto por residuos del ácido D-galacturónico con diferentes grados de esterificación, que da lugar a pectinas de alto y bajo metoxilo. Los recubrimientos basados en pectina se desarrollan fundamentalmente con el fin de retardar las pérdidas de humedad y la migración de lípidos, mejorando así la manipulación y la apariencia de los alimentos (41). Las gomas son otros polisacáridos empleados para desarrollar PRC. Las gomas tienen diferentes orígenes, como: a) exudados (arábiga, karaya), b) fermentación micro- 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:02 Página 36 Los retos actuales de la industria alimentaria 36 biana (pullulan, goma xantana) y c) semillas (goma guar). Películas y recubrimientos basados en lípidos Los RC basados en lípidos se caracterizan por ser muy buenas barreras a la humedad en comparación con los RC basados en proteínas o polisacáridos. Sin embargo, la naturaleza no polimérica de los lípidos limita su capacidad para formar películas con una adecuada cohesión. En el desarrollo de PRC se han empleado diferentes compuestos lipídicos. Dentro de este grupo se incluyen fundamentalmente ceras, triglicéridos, ácidos grasos y resinas. Las ceras son ésteres de ácidos y alcoholes alifáticos de cadena larga. Dado que las ceras son altamente hidrofóbicas son insolubles en agua y solubles en solventes orgánicos comunes. Los recubrimientos basados en ceras son considerablemente más resistentes frente a la migración de humedad que otros recubrimientos basados en otros lípidos y, por tanto, se utilizan a nivel mundial como las barreras más eficientes frente a la transferencia del vapor de agua (7). Las ceras tienen origen natural o sintético. La parafina es una cera sintética cuyo uso únicamente está permitido en una restringida lista de frutas y tubérculos y el queso. Las ceras naturales más importantes empleadas para aplicaciones como RC son carnauba, cera de abeja y candelilla. Los triglicéridos son ésteres de ácidos grasos y glicerol. Presentan mayor polaridad que las ceras, son insolubles en agua, pero son capaces de extenderse sobre superficies para formar monocapas estables (15). Los ácidos grasos se emplean principalmente como emulsificantes. Los ácidos grasos más importantes en la elaboración de RC son los ácidos láurico, palmítico, esteárico, oleico y linoleico. Sus propiedades funcionales dependen de su estado físico, longitud de cadena y grado de saturación. La permeabilidad al vapor de agua (WVP) de los RC depende del grado de saturación y de la longitud de la cadena del ácido graso empleado como base (54). Las resinas están representadas por la shellac, que se emplea principalmente para impartir brillo a los productos. Es soluble en soluciones alcalinas y en alcoholes, además es compatible con la mayoría de las ceras, mejorando con ellas sus propiedades de barrera a la humedad (54). La resina shellac se ha empleado como barniz y como recubrimiento en productos farmacéuticos, productos de confitería, frutas y verduras. Películas y recubrimientos compuestos Las PRC compuestas están formuladas a partir de más de un componente capaz de formar una matriz con cohesión estructural y se desarrollan para formar estructuras que combinen las ventajas de cada componente de cara a satisfacer las necesidades de aplicaciones específicas. La combinación tradicional y más empleada es la formada por un lípido y un hidrocoloide. El lípido aporta resistencia al vapor de agua y el hidrocoloide aporta tanto la estabilidad y cohesión estructural como la permeabilidad selectiva a los gases (40, 55, 56). Según el proceso de elaboración, se obtienen PRC monocapa, obtenidos a partir de emulsiones, o bicapa, obtenidos a partir de la superposi- 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:02 Página 37 Películas y recubrimientos comestibles como herramienta emergente para la industria alimentaria 37 ción generalmente de la capa lipídica sobre la del hidrocoloide. Más recientemente, se han desarrollado películas compuestas basadas en la combinación de diferentes biopolímeros, para formar PRC con propiedades que combinan los atributos más deseados de cada componente (57). Como combinación de proteína-polisacárido, Osés et al. (58) desarrollaron PC compuestas basadas en mezclas de WPI y goma de mezquite. La goma de mezquite mejoró las propiedades mecánicas de la películas de WPI y se presentó como una alternativa a los polioles de bajo peso molecular que se emplean tradicionalmente como plastificantes. Como combinación de proteínas, la incorporación de caseinato en PC basadas en SPI incrementó tanto la tensión de rotura como la permeabilidad al vapor de agua (59). Como combinación de polisacáridos, para mejorar la resistencia a la humedad y las propiedades mecánicas de PC basadas en quitosano, Xu et al. (60) desarrollaron PC compuestas basadas en quitosano y almidón. Aumentando la cantidad de almidón, las películas compuestas mostraban menor tasa de transmisión de vapor de agua y mayores valores de tensión máxima y elongación de rotura. Aditivos Las propiedades funcionales, organolépticas, nutricionales y tecnológicas de las PRC se pueden modificar a través del empleo de diferentes compuestos añadidos a la formulación en cantidades menores. Los aditivos más frecuentemente empleados en las PRC son los plastificantes. Los plastificantes de calidad alimentaria son compuestos pequeños de bajo peso molecular, no volátiles, añadidos a la formulación para interactuar con las cadenas poliméricas disminuyendo las fuerzas intermoleculares resultantes de la interacción entre cadenas. Reduciendo las fuerzas intermoleculares e incrementando así la movilidad de las cadenas poliméricas, los plastificantes bajan la temperatura de transición vítrea (Tg) de las películas y mejoran su flexibilidad, elongación y resistencia (61). El principal inconveniente del empleo de los plastificantes es el incremento de la permeabilidad a los gases, vapor de agua y solutos, resultado de la pérdida de cohesión estructural (62). Los plastificantes más comunes empleados en PRC son mono y disacáridos (glucosa, fructosa, sacarosa) y polioles (glicerol, sorbitol). La funcionalidad de las películas no depende exclusivamente de la cohesión (fuerzas de atracción entre las moléculas poliméricas), también depende de la adhesión (fuerzas de atracción entre la película y el sustrato). Para mejorar este último aspecto, se emplean los surfactantes. Los surfactantes comestibles como la lecitina, tweens o spans presentan una naturaleza anfifílica capaz de reducir la tensión superficial del sistema acuoso-lipídico o aguaaire. Como consecuencia, una vez añadidos en la formulación, mejoran la mojabilidad y la adhesión de la película en la superficie del sistema alimentario (11, 63). La parte lipofílica del surfactante tiende a mantenerse en un ambiente apolar y la parte hidrofílica en la contraria (acuosa). Los surfactantes son además fundamentales en la formación y estabilidad de PRC basadas en proteínas o polisacáridos que contienen partículas lipídicas en emulsión (61). 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:02 Página 38 Los retos actuales de la industria alimentaria 38 Actualmente se están desarrollando PRC especialmente destinadas a conseguir la incorporación en la matriz estructural y el control de la liberación de compuestos activos como antioxidantes, antimicrobianos, mejoradores de textura y nutracéuticos capaces de aumentar la vida útil y disminuir el riesgo de desarrollo de patógenos alimentarios en la superficie de los alimentos (7, 64-66). Aplicaciones alimentarias de películas y recubrimientos comestibles Al desarrollar PRC, en primer lugar es necesario entender en profundidad la problemática que presenta el producto alimentario para poder establecer claramente el objetivo y la función que el recubrimiento va a ejercer sobre él. Además, se deben analizar ciertas cuestiones básicas, como: a) la forma en la que las propiedades de la solución formadora del recubrimiento pueden afectar al producto; b) hasta qué punto el recubrimiento puede cambiar con el tiempo; c) la interacción entre el recubrimiento y el producto, y d) hasta qué punto las condiciones de almacenamiento pueden afectar al recubrimiento. También hay que tener en cuenta otros aspectos, como espesores, color y sabor del recubrimiento, dado que pueden afectar en gran medida la calidad sensorial del producto recubierto (65). Frutas y verduras El mantenimiento de la calidad y vida útil de los productos hortofrutícolas durante largos periodos de tiempo es una tarea complicada debido a que estos productos son tejidos vivos sujetos a continuos cambios fisiológicos y bioquímicos después de su recolección. El principal problema del deterioro de las frutas y hortalizas durante el almacenamiento se debe fundamentalmente a dos procesos, la respiración (consumo de O2 y desprendimiento de CO2) y la transpiración (pérdida de agua). La vida comercial de estos productos también se ve afectada por otros procesos, como pueden ser el ataque microbiano, desórdenes fisiológicos o germinación de semillas (7, 65). Con el objetivo de retrasar la senescencia de los productos y mantener la calidad el mayor tiempo posible, dentro de las tecnologías de poscosecha se recurre al almacenamiento en refrigeración con atmósferas controladas y/o modificadas. En los últimos años se han desarrollado nuevas técnicas de almacenamiento donde las PRC contribuyen principalmente disminuyendo la velocidad de la respiración y reduciendo la deshidratación (67). Los RC basados en lípidos son los más aplicados tradicionalmente y los que mejores resultados han presentado en poscosecha, ya que crean una excelente barrera a la transferencia de vapor de agua retrasando así la deshidratación. Además se previene el daño superficial y se mejora el brillo de los frutos. Así, las ceras (parafina, cera de abeja, carnauba, candelilla) se han empleado durante siglos en el sector de los cítricos y ahora su uso se ha extendido a una gran variedad de productos. Los recubrimientos basados en proteínas o polisacáridos presentan una permeabilidad selectiva al CO2 y O2 formando una atmósfera modificada interior que reduce la velocidad de respiración retardando, por tanto, el metabolismo celular y la senescencia del producto. Los recubrimientos formados por lípidos son muy frágiles, por lo que en muchos casos los RC aplicados en este tipo 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:02 Página 39 Películas y recubrimientos comestibles como herramienta emergente para la industria alimentaria 39 de productos están basados en formulaciones mixtas lípidos-hidrocoloides (67). Recientemente, el mercado de las frutas y verduras mínimamente procesadas ha sufrido un proceso de expansión enorme gracias a la fuerte demanda de los consumidores. Los productos mínimamente procesados se deterioran más rápidamente que sus correspondientes productos frescos no manipulados, principalmente debido al daño mecánico que se causa en los tejidos en las operaciones de pelado y cortado. El daño mecánico, además de acelerar el metabolismo, acelera otros procesos de deterioro como pardeamiento enzimático, pérdida de textura, producción de olores indeseados y contaminación microbiana (7, 65, 68). Por ejemplo, uno de los fenómenos limitantes de la vida útil de la zanahoria mínimamente procesada (baby carrot) es la decoloración blanca que sufre el tejido superficial durante el almacenamiento (white blush). Esta decoloración resulta como respuesta fisiológica a la deshidratación que sufren las células provocada por el daño mecánico ocasionado en las operaciones de pelado y cortado (55, 69, 70). La aplicación de RC basados en diferentes formulaciones ha resultado efectiva frente a este fenómeno. Así, Avena-Bustillos et al. (55) desarrollaron RC basados en caseinato sódico con ácido esteárico, Mei et al. (71) emplearon goma xantana y Vargas et al. (72) desarrollaron RC basados en quitosano. Los RC empleados para el control del pardeamiento enzimático en productos mínimamente procesados pueden contener agentes antioxidantes en su formulación (12, 67, 73, 74). McHugh y Senesi (12) y Olivas et al. (75) consiguieron retrasar el pardeamiento a partir de formulaciones basadas en polisacáridos que incorporaban ácido ascórbico y cítrico como agentes antioxidantes. Lee et al. (73) también desarrollaron RC eficaces a partir de ácidos orgánicos incorporados en una matriz de carragenato y proteína concentrada de suero. Rojas-Graü et al. (76) desarrollaron RC efectivos empleando cisteína. También se han desarrollado RC capaces de mejorar la textura de las frutas y verduras (77). Lee et al. (73), Rojas-Graü et al. (78) y Oms-Oliu et al. (79) obtuvieron resultados satisfactorios al incorporar cloruro cálcico en diferentes matrices. HernándezMuñoz et al. (80) mejoraron la firmeza de fresas a lo largo del almacenamiento en refrigeración a partir de RC basados en quitosano y gluconato cálcico. La mejora de la seguridad microbiológica de las frutas y verduras también puede lograrse a través de RC que incorporan agentes antimicrobianos en su formulación. Así, Eswaranandam et al. (81) y Raybaudi-Massilia et al. (82) incorporaron ácido málico y láctico como agentes antimicrobianos en RC basados en SPI o alginato, respectivamente, para aumentar la vida útil del melón mínimamente procesado. Rojas-Graü et al. (83) combinaron aceites esenciales de limoncillo, orégano y vainilla en RC basados en alginato sobre manzana. Sin recurrir a la adición de agentes activos a la formulación de los RC, Vargas et al. (84) aprovecharon la actividad antifúngica propia del quitosano para desarrollar RC capaces de proteger fresas, frambuesas y uvas del daño fúngico. Productos cárnicos La aplicación comercial probablemente más exitosa y conocida de las PRC en productos 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:02 Página 40 Los retos actuales de la industria alimentaria 40 cárnicos es la desarrollada con películas de colágeno, como envolturas de salchichas y masas cárnicas, manteniendo la integridad estructural de los productos (6). En el sector de los productos cárnicos, los RC también se han empleado desde hace tiempo en la prevención de la pérdida de calidad (85). Según Gennadios et al. (44), Cutter (42) y Coma (86), los RC pueden mejorar la calidad de los productos cárnicos frescos, procesados y congelados mediante el retraso de la pérdida de humedad, reduciendo la oxidación lipídica, la decoloración, mejorando la apariencia del producto y funcionando como portador de aditivos alimentarios. Esta última aplicación de los RC ha sufrido un enorme impulso recientemente, puesto que los productos frescos y la mayor parte de sus productos preparados son muy perecederos debido principalmente a su composición nutritiva, alto pH (5,5-6,5) y actividad de agua (0,98-0,99), lo que les hace sustratos ideales para el crecimiento de microorganismos alterantes y/o patógenos (87). Así, una de las tecnologías emergentes que pueden aplicarse en el control microbiológico de los productos cárnicos es el empleo de los recubrimientos comestibles antimicrobianos. Los agentes antimicrobianos incorporados en los RC se liberan gradualmente en la superficie de la carne, de forma que a través de un efecto bacteriostático se reduce la velocidad del crecimiento de la flora patógena y/o alterante presente, mejorando así la seguridad alimentaria y extendiendo la vida útil del producto (88-90). Los agentes antimicrobianos más empleados son las bacteriocinas (nisina), los ácidos orgánicos y los aceites esenciales (91, 92). Por otra parte, sin necesidad de emplear agentes activos, se pueden emplear RC basados en quitosano capaces de mostrar actividad antimicrobiana propia frente a ciertas cepas microbianas de interés en la industria cárnica (93). Ming et al. (94) consiguieron la inhibición total de Listeria monocytogenes inoculada en jamón, pechuga de pavo y ternera al incorporar bacteriocinas en RC basados en celulosa. Rossi-Márquez et al. (95) desarrollaron un RC basado en WPI y nisina capaz de reducir 4 unidades logarítmicas el inóculo de Brochotrix thermosphacta desde la superficie del jamón, tras 8 días de almacenamiento en refrigeración. Gadang et al. (92) emplearon RC basados en WPI y como agentes activos incorporaron extractos de semillas de uva, ácidos orgánicos y nisina. Así, consiguieron inhibir el crecimiento de L. monocytogenes, Escherichia coli y Salmonella typhimorium en pavo, almacenado en condiciones de refrigeración. Ravishankar et al. (96) desarrollaron RC basados en cinamaldehído o carvacrol con actividad frente a Salmonella enteritidis y E. coli inoculadas en pechugas de pollo, y frente a L. monocytogenes en jamón. Zinoviadou et al. (97) consiguieron incrementar la vida útil de carne de vacuno fresca al envolverla con películas comestibles preformadas basadas en WPI y aceite esencial de orégano. La oxidación lipídica producida durante el almacenamiento es otro de los principales limitantes de la calidad de los productos cárnicos frescos. Este fenómeno está asociado con la presencia de radicales libres que deriva en la producción de aldehídos, responsables del desarrollo de cambios de color en la carne y de la aparición de aromas rancios (98). Recientemente, Chidanandaiah et al. (99), a partir de RC ba- 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:02 Página 41 Películas y recubrimientos comestibles como herramienta emergente para la industria alimentaria 41 sados en alginato insolubilizado con cloruro cálcico, protegieron hamburguesas de carne de búfalo frente al deterioro por oxidación. Además, el recubrimiento mejoró la apariencia, la jugosidad, el aroma, la textura y la palatabilidad del producto. Productos de humedad reducida Entre los productos alimentarios de bajo contenido en agua se incluyen los frutos secos, cereales, productos basados en cereales, productos de panadería y dulces. En el mantenimiento de la calidad y vida útil de estos productos existen diferentes problemáticas debido a que algunos de ellos, como los frutos secos, se comercializan de formas diferentes. Pueden dirigirse a su consumo directo o formar parte de un sistema alimentario como ingredientes (como ocurre en los helados o en los dulces). Los frutos secos y algunas semillas oleaginosas (girasol) son alimentos de baja humedad y de alto contenido graso. Sus procesos de deterioro más comunes son el enranciamiento debido a la oxidación de lípidos, la falta de carácter crujiente debido a la captación de humedad, la migración de lípidos en los sistemas alimentarios y la pérdida de sabor (100). La protección de los frutos secos frente al enranciamiento oxidativo a través de los recubrimientos comestibles se consigue de dos formas diferentes. La primera consiste en desarrollar barreras al oxígeno y la segunda en recurrir al recubrimiento como soporte de agentes antioxidantes que actúen sobre la superficie. Así, gracias a la formación de excelentes barreras al oxígeno elaboradas a través de RC basados en WPI se pudo retrasar el enranciamiento de cacahuetes tostados (101). Para evitar la oxidación de almendras y avellanas se han desarrollado RC basados en pectina de bajo metoxilo o celulosas (102). También se han formado eficaces barreras al oxígeno, lípidos y humedad en frutos secos, caramelos y sistemas alimentarios a partir de RC basados en zeína (31). Recientemente, Javanmard (103) desarrolló RC basados en WPC capaces de retrasar la oxidación de pistachos. Por otro lado, Maté y Krochta (104) desarrollaron RC basados en monoglicéridos acetilados que incorporaban tocoferol como antioxidante, de forma que se redujo significativamente la producción de hexanal en nueces. Los RC también se han usado como barrera a la humedad. De hecho, la principal aplicación de los RC en panadería está centrada en frenar la migración de humedad (6). En este caso, los RC basados en lípidos son más efectivos que los basados en hidrocoloides. Así, los recubrimientos basados en chocolate se emplean como barrera a la humedad en el sector de la heladería para mantener el carácter crujiente de los cucuruchos (105). También se han desarrollado diferentes mezclas de cera de abeja y aceites vegetales o monoglicéridos acetilados que se han empleado para prevenir la pérdida de humedad en pasas. En este sentido, los RC compuestos (de lípidos y polisacáridos principalmente) también se han mostrado efectivos en el control de la transferencia a la humedad en conos de helado (106) y galletas crujientes tipo crakers (107). Otra aplicación de los RC está en su empleo como vía de adherencia entre la superficie de frutos secos u otros productos y los ingredientes (azúcar, sal, condimentos). Con esta finalidad, el aceite vegetal se usa frecuentemente en productos de aperitivo, como patatas fritas o palomitas de maíz. Para este tipo de productos 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:02 Página 42 Los retos actuales de la industria alimentaria 42 también existen alternativas disponibles que se dirigen al mercado de productos bajos en grasa. El empleo de pectinas de bajo metoxilo con cloruro de calcio proporcionan un recubrimiento con una distribución uniforme de sal sobre almendras que además evita la superficie grasienta. Muchos dulces requieren un RC capaz de evitar rigidez, aglomeración, absorción de humedad y migraciones de lípidos en el caso del chocolate, o de grasas en los productos de confitería. La proteína de suero, derivados de celulosa y barnices comestibles, como shellac, son capaces de reducir la migración de agua y aceite evitando las sensaciones de grasa en los dedos (102). Los RC también se pueden emplear simplemente para mejorar la apariencia de los productos de baja humedad. Se han desarrollado RC basados en shellac, gluten de trigo y zeína capaces de aportar brillo, uno de los parámetros de calidad importantes en este tipo de productos (100). Frituras La fritura es un método común para preparar alimentos como patatas fritas, rosquillas y pescado, verdura o pollo rebozado. El aceite actúa como medio de transferencia de calor con temperaturas de fritura desde 155 hasta 200 ºC. Durante la fritura se forma una corteza y se produce una transferencia de aceite desde el medio hacia los alimentos, y una transferencia de humedad, grasa u otros componentes desde los alimentos hacia el aceite (108). Los alimentos fritos contienen hasta un 45% de aceite (109). Hoy en día, existe una fuerte tendencia que dirige el consumo hacia una alimentación saludable en donde se exige una reducción de la cantidad de grasa en las frituras. Además, con la transferencia de componentes desde el alimento, se acelera la degradación y se limita la vida operativa del aceite. El control de la transferencia de materia entre el alimento frito y el aceite a través de la aplicación de un RC que actúe como barrera a la humedad y los lípidos presentaría un beneficio doble: se mejoraría la calidad final de los alimentos fritos y se aumentaría el número de veces de uso del mismo aceite (6). Para reducir la absorción de aceite en frituras normalmente se han utilizado RC basados en hidrocoloides debido a su hidrofilicidad, muchos de los cuales están basados en carbohidratos. Así, Mallikarjunan et al. (110) recubrieron un producto no graso basado en almidón con HPMC y MC, resultando este último más eficaz como barrera al aceite. García et al. (111, 112) y Quasem et al. (113) también detectaron que los RC basados en MC eran muy efectivos reduciendo la incorporación de aceite en el alimento. Khalil (114) propuso RC basados en pectina o alginato sódico como barrera al aceite en patatas fritas. Además, el beneficio aumentaba al incluirse una segunda capa, en este caso de CMC. Para reducir la ganancia de aceite en las frituras, también se han empleado distintos RC basados en proteínas, como colágeno (115), zeína (110), SPI (116), WPI (117) o albúmina de huevo (118), entre otras. La mayoría de los autores reivindican una reducción significativa de la absorción de aceite en los alimentos fritos, independientemente de la formulación. Al utilizar estos RC en productos fritos también se ha demostrado que la vida opera- 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:02 Página 43 Películas y recubrimientos comestibles como herramienta emergente para la industria alimentaria 43 tiva del aceite de fritura se alarga, ya que hay menor migración de agua, grasas y otros compuestos. Además de su función como barrera de transferencia de materia, los RC pueden actuar como adhesivos para condimentos y colorantes para mejorar la apariencia y el sabor de la fritura (6). Otras aplicaciones Entre otras aplicaciones que tienen las películas comestibles en los sistemas alimentarios se incluye la protección de los alimentos congelados y sistemas heterogéneos durante su procesado. Los alimentos congelados, como el pescado o la carne congelada, son susceptibles a la degradación debido a la pérdida de humedad y a la oxidación lipídica. La pérdida de humedad provoca abrasiones en el alimento y la formación de hielo en el envase, lo que reduce la vida útil de este tipo de productos. Los RC, actuando como barrera tanto al oxígeno como a la humedad, son una alternativa para solucionar estas problemáticas. Stuchell y Krochta (119) recubrieron salmón con WPI y monoglicéridos acetilados. Los RC se mostraron eficaces tanto frente a la pérdida de humedad como en la reducción de la velocidad de oxidación lipídica. En los sistemas heterogéneos de alimentos como pizzas, tartas o helados se suelen encontrar problemas relacionados con la transferencia de humedad entre componentes de diferente actividad de agua. En estos sistemas, la transferencia de lípidos también es un problema habitual. Estos problemas se pueden minimizar empleando RC capaces de actuar como barrera a estos componentes (6). Conclusiones y perspectivas de futuro El uso de películas y recubrimientos comestibles para mejorar la calidad de alimentos y aumentar la vida útil de productos se ha convertido en una atractiva técnica para la industria alimentaria. Las películas y recubrimientos comestibles suponen el desarrollo y la aplicación industrial de nuevas tecnologías capaces de complementar los métodos de conservación ya consolidados. De hecho, existe una gran variedad de problemas que pueden resolverse a partir de formulaciones ya disponibles. Además, el hecho de que el uso de recubrimientos comestibles pueda implicar una reducción en los costos de envasado y una mejora de la capacidad de reciclado del envase supone un incentivo extra tanto para la industria alimentaria como para nuestra sociedad. Entre las líneas de investigación que se están desarrollando actualmente y que resultan de interés para la industria se incluyen entre otras: Películas comestibles basadas en hidrocoloides con propiedades de barrera a la humedad mejoradas Ha existido una fuerte demanda industrial respaldada por un gran interés de investigación en el desarrollo de formulaciones y procedimientos dirigidos a obtener películas comestibles basadas en hidrocoloides que, manteniendo sus propiedades mecánicas, presenten propiedades de barrera a la humedad mejoradas. Las formulaciones de películas basadas en microemulsiones y tecnología multicapas van a continuar desarrollándose. Además, se espera un fuerte impulso en la investigación y desarrollo de nanocompuestos compatibles capaces de 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:02 Página 44 Los retos actuales de la industria alimentaria 44 mejorar las propiedades físicas de las matrices biopoliméricas. Recubrimientos comestibles activos La incorporación de componentes activos en las películas comestibles, especialmente de antimicrobianos y antioxidantes, ha sido uno de los focos de interés de la investigación más reciente. El desarrollo de este campo es resultado de la gran demanda existente en nuestra sociedad hacia alimentos de calidad más sanos y más seguros. Estabilidad La necesidad de transporte y distribución de grandes cantidades de producto desde las plantas de producción y procesado hasta los principales puntos de venta situados en los centros urbanos hace que el periodo de almacenamiento de los productos alimentarios sea cada vez más largo. Si se compara con las películas sintéticas, la inestabilidad intrínseca de las materias primas que componen los recubrimientos comestibles puede hacer que sus propiedades varíen con el tiempo. El efecto del tiempo y condiciones de almacenamiento conlleva ciertos cambios físicos, como la reorganización de polímeros (por ejemplo, retrogradación del almidón), la migración de componentes de bajo peso molecular (por ejemplo, plastificantes) o cambios químicos (por ejemplo, oxidación). La solución a esta problemática conllevará el desarrollo de nuevos proyectos que indudablemente enriquecerán las aplicaciones de los recubrimientos comestibles Valoración sensorial Gran parte de la investigación desarrollada en relación a las películas y recubrimientos comestibles se ha desarrollado en laboratorios y no ha podido ser aplicada industrialmente debido a problemas sensoriales. Es necesario que parte de los esfuerzos de la investigación se centren en este aspecto, de forma que se desarrollen nuevas formas de superar las dificultades que el consumidor presenta frente al gusto asociado a determinados aditivos (por ejemplo, los tensioactivos). Bibliografía 1. Krochta JM, Baldwin EA, Nisperos-Carriedo MO, editores. Edible Coatings and Films to Improve Food Quality. Technomic Publishing Company, Inc. Lancaster; 1994. 2. Gennadios A, editor. Protein-Based Films and Coatings. CRC Press LLC. Boca Ratón, Florida; 2002. 3. Han JH, editor. Innovations in Food Packaging. El sevier Academic Press. San Diego; 2005. 4. Embuscado ME, Huber KC, editores. Edible Films and Coatings for Food Applications. Springer. New York; 2009. 5. Krochta JM, DeMulder-Johnston. Edible and biodegradable polymer films: Challenges and opportunities. Food Technol 1997; 51(2):61-74. 6. Chapman S y Potter L. Edible Films and Coating: a Review. Campden & Chorleywood Food Research Association Group 2004; Review Nº 45. 7. Lin D, Zhao Y. Innovations in the development and application of edible coatings for fresh and minimally processed fruits and vegetables. Compr Rev Food Sci Food Safety 2007; 6(3):60-75. 8. Martín-Belloso OM, Rojas-Graü A, SolivaFortuny R. Delivery of Flavor and Active Ingredients Using Edible Films and Coatings. In: Embuscado ME y Huber KC, editores. Edible Films and Coatings for Food Applications. Springer: New York; 2009; 295-314. 9. Reineccius GA. Flavor Encapsulation. In: Krochta JM, Baldwin EA y Nisperos-Carriedo MO, editores. Edible Coatings and Films to 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:02 Página 45 Películas y recubrimientos comestibles como herramienta emergente para la industria alimentaria 45 Improve Food Quality. Technomic Publishing Company, Inc Lancaster; 1994; 105-20. 10. Baker RA, Baldwin EA, Nisperos-Carriedo MO. Edible Coatings for Processed Foods. In: Krochta JM, Baldwin EA y Nisperos-Carriedo MO, editores. Edible Coatings and Films to Improve food Quality. Technomic Publishing Company, Inc: Lancaster; 1994. p. 89-104. 11. Han JH, Gennadios A. Edible Films and Coatings: a Review. In: Han JH, editor. Innovations in Food Packaging. Elsevier Academic Press: San Diego; 2005. 12. McHugh TH, Senesi E. Apple wraps: A novel method to improve the quality and extend the shelf life of fresh-cut apples. J Food Sci 2000; 65(3):480-90. 13. Zhao Y, McDaniel M. Sensory Quality of Foods Associated with Edible Film and Coating Systems and Shelf-life Extension. In: Han JH, editor. Innovations in Food Packaging. Elsevier Academic Press: San Diego; 2005; 434-54. 14. Lacroix M, Cooksey K. Edible Films and Coatings from Animal-Origin Proteins. In: Han JH, editor. Innovations in Food Packaging. Elsevier Academic Press: San Diego; 2005. 15. Cha DS, Chinnan MS. Biopolymer-based antimicrobial packaging: A review. Critical reviews in food science and nutrition 2004; 44(4):223-37. 16. Liu CC, Téllez-Garay AM, Castell-Pérez ME. Physical and mechanical properties of peanut protein films. Lebensm-Wiss Technol 2004; 37(7):731-8. 17. Jangchud A, Chinnan MS. Peanut protein film as affected by drying temperature and pH of film forming solution. J Food Sci 1999; 64(1):153-7. 18. Adebiyi AP, Adebiyi AO, Jin DH, Ogawa T, Muramoto K. Rice bran protein-based edible films. International J Food Sci Technol 2008; 43(3):476-83. 19. Shih FF. Edible films from rice protein concentrate and pullulan. Cereal Chem 1996; 73(3):406-9. 20. Choi WS, Han JH. Physical and mechanical properties of pea-protein-based edible films. J Food Sci 2001; 66(2):319-22. 21. Choi WS, Han JH. Film-forming mechanism and heat denaturation effects on the physical and chemical properties of pea-protein-isolate edible films. J Food Sci 2002; 67(4):1.399-406. 22. Gennadios A, Weller CL, Hanna MA, Froning GW. Mechanical and barrier properties of egg albumen films. J Food Sci 1996; 61(3):585-9. 23. Ko S, Janes ME, Hettiarachchy NS, Johnson MG. Physical and chemical properties of edible films containing nisin and their action against Listeria monocytogenes. J Food Sci 2001; 66(7):1.006-11. 24. Taylor J, Taylor JRN, Dutton MF, De Kock S. Identification of kafirin film casting solvents. Food Chem 2005; 90(3):401-8. 25. Byaruhanga YB, Erasmus C, Emmambux MN, Taylor JRN. Effect of heating cast kafirin films on their functional properties. J Sci Food Agr 2007; 87(1):167-75. 26. Cuq B, Gontard N, Cuq JL, Guilbert S. Functional properties of myofibrillar proteinbased biopackaging as affected by film thickness. J Food Sci 1996; 61(3):580-4. 27. Gontard N, Thibault R, Cuq B, Guilbert S. Influence of relative humidity and film composition on oxygen and carbon dioxide permeabilities of edible films. J Agr Food Chem 1996; 44(4):1.064-9. 28. Arvanitoyannis I. Formations and Properties of Collagen and Gelatin Films and Coatings. In: Gennadios A, editor. Protein-Based Films and Coatings. CRC Press LLC: Boca Ratón, Florida; 2002; 275-304. 29. Gómez-Estaca J, Montero P, FernándezMartín F, Gómez-Guillén MC. Physico-chemical and film-forming properties of bovine-hide and tuna-skin gelatin: A comparative study. J Food Eng 2009; 90(4):480-6. 30. Hernández-Izquierdo VM, Krochta JM. Thermoplastic processing of proteins for film formation - A review. J Food Sci 2008; 73(2). 31. Padua GW, Wang Q. Formation and Properties of Corn Zein Films and Coatings. In: Gennadios A, editor. Protein-Based Films and Coatings. CRC Press LLC: Boca Ratón, Florida; 2002; 43-68. 32. Buffo RA, Han JH. Edible Films and Coatings from Plant Origin Proteins. In: Han JH, editor. 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:02 Página 46 Los retos actuales de la industria alimentaria 46 Innovations in Food Packaging. Elsevier Academic Press: San Diego; 2005; 277-300. 33. Bourtoom T. Edible films and coatings: Characteristics and properties. International Food Research Journal 2008; 15(3):237-48. 34. Mujica-Paz H, Gontard N. Oxygen and Carbon Dioxide Permeability of Wheat Gluten Film: Effect of Relative Humidity and Temperature. J Agr Food Chem 1997; 45(10): 4.101-5. 35. Hernández-Muñoz P, Kanavouras A, Ng PKW, Gavara R. Development and Characterization of Biodegradable Films Made from Wheat Gluten Protein Fractions. J Agr Food Chem 2003; 51(26):7.647-54. 36. Pagella C, Spigno G, De Faveri DM. Characterization of starch based edible coatings. Food and Bioproducts Processing: Transactions of the Institution of of Chemical Engineers, Part C 2002; 80(3):193-8. 37. Rhim JW. Potential use of biopolymer-based nanocomposite films in food packaging applications. Food Sci Biotechnol 2007; 16(5):691-709. 38. Rhim JW. Physical and mechanical properties of water resistant sodium alginate films. Lebensm-Wiss Technol 2004; 37(3):323-30. 39. McHugh TH, Krochta JM. Water vapor permeability properties of edible whey protein-lipid emulsion films. Journal of the American Oil Chemists' Society 1994; 71(3):307-12. 40. Pérez-Gago MB, Rojas C, Del Río MA. Effect of lipid type and amount of edible hydroxypropyl methylcellulose-lipid composite coatings used to protect postharvest quality of mandarins cv. fortune. J Food Sc 2002; 67(8):2.903-10. 41. Lacroix M, Le Tien C. Edible Films and Coatings from non-starch Polysaccharides. In: Han JH, editor. Innovations in Food Packaging Elsevier Academic Press: San Diego; 2005; 338-61. 44. Gennadios A, Hanna MA, Kurth LB. Application of edible coatings on meats, poultry and seafoods: A review. LWT - Food Sci Technol. 1997; 30(4):337-50. 45. Arvanitoyannis I, Nakayama A, Aiba SI. Edible films made from hydroxypropyl starch and gelatin and plasticized by polyols and water. Carbohyd Polym 1998; 36(2-3):105-19. 46. García MA, Martino MN, Zaritzky NE. Lipid addition to improve barrier properties of edible starch-based films and coatings. J Food Sci 2000; 65(6):941-7. 47. Caner C, Vergano PJ, Wiles JL. Chitosan film mechanical and permeation properties as affected by acid, plasticizer, and storage. J Food Sci 1998; 63(6):1.049-53. 48. Nunthanid J, Puttipipatkhachorn S, Yamamoto K, Peck GE. Physical properties and molecular behavior of chitosan films. Drug Dev Ind Pharm 2001; 27(2):143-57. 49. Suyatma NE, Tighzert L, Copinet A, Coma V. Effects of hydrophilic plasticizers on mechanical, thermal, and surface properties of chitosan films. J Agr Food Chem 2005; 53(10):3.950-7. 50. Mayachiew P, Devahastin S. Comparative evaluation of physical properties of edible chitosan films prepared by different drying methods. Drying Technol 2008; 26(2):176-85. 51. Ziani K, Osés J, Coma V, Maté JI. Effect of the presence of glycerol and Tween 20 on the chemical and physical properties of films based on chitosan with different degree of deacetylation. Lebensm-Wiss Technol 2008; 41(10): 2.159-65. 52. Niamsa N, Baimark Y. Preparation and characterization of highly flexible chitosan films for use as food packaging. Am J Food Technol 2009; 4(4):162-9. 42. Cutter CN. Opportunities for bio-based packaging technologies to improve the quality and safety of fresh and further processed muscle foods. Meat Sci 2006; 74(1):131-42. 53. Nieto MB. Structure and Function of Polysaccharide Gum-Based Edible Films and Coatings In: Embuscado ME y Huber KC, editores. Edible Films and Coatings for Food Applications. Springer: New York; 2009; 57-112. 43. Liu Z. Edible Films and Coatings from starhes. In: Han JH, editor. Innovations in Food Packaging. Elsevier Academic Press: San Diego; 2005; 318-37. 54. Rhim JW, Shellhammer TH. Lipid-Based Edible films and Coatings. In: Han JH, editor. Innovations in Food Packaging. Elsevier Academic Press: San Diego; 2005. 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:02 Página 47 Películas y recubrimientos comestibles como herramienta emergente para la industria alimentaria 47 55. Avena-Bustillos RJ, Cisneros-Zevallos LA, Krochta JM, Saltveit Jr ME. Application of caseinlipid edible film emulsions to reduce white blush on minimally processed carrots. Postharvest BiolvTechnol 1994; 4(4):319-29. 56. Park JW, Testin RF, Park HJ, Vergano PJ, Weller CL. Fatty acid concentration effect on tensile strength, elongation, and water vapor permeability of laminated edible films. J Food Sci 1994; 59(4):916-9. 57. Pérez-Gago MB, Krochta JM. Emulsions and Bi-layer Edible Films. In: Han JH, editor. Innovations in Food Packaging. Elsevier Academic Press: San Diego; 2005; 384-402. 58. Osés J, Fernández-Pan I, Mendoza M, Maté JI. Stability of the mechanical properties of edible films based on whey protein isolate during storage at different relative humidity. Food Hydrocolloids 2009; 23(1):125-31. 59. Monedero FM, Fabra MJ, Talens P, Chiralt A. Effect of calcium and sodium caseinates on physical characteristics of soy protein isolate-lipid films. J Food Eng 2010; 97(2):228-34. 60. Xu YX, Kim KM, Hanna MA, Nag D. Chitosan-starch composite film: Preparation and characterization. Industrial Crops and Products 2005; 21(2):185-92. 61. Sothornvit R, Krochta JM. Plasticizers in Edible Films and Coatings. In: Han JH, editor. Innovations in Food Packaging. Elsevier Academic Press: San Diego; 2005; 403-33. 62. Gontard N, Guilbert S, Cuq J-L. Water and Glycerol as Plasticizers Affect Mechanical and Water Vapor Barrier Properties of an Edible Wheat Gluten Film. J Food Sci 1993; 58(1):206-11. 63. Krochta JM. Proteins as raw materials for films and coatings: definitions, current status, and opportunities. In: Gennadios A, editor. Protein-Based Films and Coatings. CRC Press: Boca Ratón, Florida; 2002. 64. Vargas M, Pastor C, Chiralt A, McClements DJ, González-Martínez C. Recent advances in edible coatings for fresh and minimally processed fruits. Critical Rev Food Sci Nutr 2008; 48(6): 496-511. 65. Olivas GI, Barbosa-Cánovas G. Edible Films and Coatings for Fruits and Vegetables. In: Embuscado ME y Huber KC, editores. Innovations in Food Packaging. Springer: New York; 2009. 66. Rojas-Graü MA, Oms-Oliu G, Soliva-Fortuny R, Martín-Belloso O. The use of packaging techniques to maintain freshness in fresh-cut fruits and vegetables: A review. International J Food Sci Technol 2009; 44(5):875-89. 67. Baldwin EA, Nisperos-Carriedo MO, Baker RA. Use of edible coatings to preserve quality of lightly (and slightly) processed products. Critical reviews in food science and nutrition 1995; 35(6):509-24. 68. Martín-Belloso O, Rojas-Graü MA, SolivaFortuny R. Delivery of Flavor and Active Ingredients Using Edible Films and Coatings. In: Embuscado ME y Huber KC, editores. Edible Films and Coatings for Food Applications. Springer: New York; 2009; 295-314. 69. Simões A, Ventrella M, Moretti C, Carnelossi M, Puschmann R. Anatomical and physiological evidence of white blush on baby carrot surfaces. Postharvest Biol Technol 2010; 55(1):45-52. 70. Cisneros-Zevallos L, Saltveit ME, Krochta JM. Hygroscopic coatings control surface white discoloration of peeled (minimally processed) carrots during storage. J Food Sci. 1997; 62(2):363-66+398. 71. Mei Y, Zhao Y, Yang J, Furr HC. Using edible coating to enhance nutritional and sensory qualities of baby carrots. J Food Sci 2002; 67(5):1.964-8. 72. Vargas M, Albors A, Chiralt A, GonzálezMartínez C. Characterization of chitosan-oleic acid composite films. Food Hydrocolloids 2009; 23(2):536-47. 73. Lee JY, Park HJ, Lee CY, Choi WY. Extending shelf-life of minimally processed apples with edible coatings and antibrowning agents. Lebensm-Wiss Technol 2003; 36(3):323-9. 74. Pérez-Gago MB, Serra M, Río MAD. Color change of fresh-cut apples coated with whey protein concentrate-based edible coatings. Postharvest Biol Technol 2006; 39(1):84-92. 75. Olivas GI, Rodríguez JJ, Barbosa-Cánovas GV. Edible coatings composed of methylcellulose, stearic acid, and additives to preserve quality of pear wedges. J Food Processing and Preservation 2003; 27(4):299-320. 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:02 Página 48 Los retos actuales de la industria alimentaria 48 76. Rojas-Graü MA, Raybaudi-Massilia RM, Soliva-Fortuny RC, Avena-Bustillos RJ, McHugh TH, et al. Apple puree-alginate edible coating as carrier of antimicrobial agents to prolong shelflife of fresh-cut apples. Postharvest Biol Technol. 2007; 45(2):254-64. 77. Le-Tien C, Millette M, Lacroix M, Mateescu MA. Modified alginate matrices for the immobilization of bioactive agents. Biotechnol Applied Biochem 2004; 39(2):189-98. 78. Rojas-Graü MA, Tapia MS, Martín-Belloso O. Using polysaccharide-based edible coatings to maintain quality of fresh-cut Fuji apples. Lebensm-Wiss Technol 2008; 41(1):139-47. 79. Oms-Oliu G, Soliva-Fortuny R, Martín-Belloso O. Using polysaccharide-based edible coatings to enhance quality and antioxidant properties of fresh-cut melon. Lebensm-Wiss Technol 2008; 41(10):1.862-70. 80. Hernández-Muñoz P, Almenar E, Valle VD, Velez D, Gavara R. Effect of chitosan coating combined with postharvest calcium treatment on strawberry (Fragaria x ananassa) quality during refrigerated storage. Food Chem 2008; 110(2):428-35. 81. Eswaranandam S, Hettiarachchy NS, Meullenet JF. Effect of malic and lactic acid incorporated soy protein coatings on the sensory attributes of whole apple and fresh-cut cantaloupe. J Food Sci 2006; 71(3). 82. Raybaudi-Massilia RM, Rojas-Graü MA, Mosqueda-Melgar J, Martín-Belloso O. Comparative study on essential oils incorporated into an alginate-based edible coating to assure the safety and quality of fresh-cut Fuji apples. J Food Protect 2008; 71(6):1.150-61. 83. Rojas-Graü MA, Avena-Bustillos RJ, Olsen C, Friedman M, Henika PR, et al. Effects of plant essential oils and oil compounds on mechanical, barrier and antimicrobial properties of alginateapple puree edible films. J Food Eng 2007; 81(3):634-41. 84. Vargas M, Albors A, Chiralt A, GonzálezMartínez C. Quality of cold-stored strawberries as affected by chitosan-oleic acid edible coatings. Postharvest Biol Technol 2006; 41(2):164-71. 85. Ustunol Z. Edible Films and Coatings for Meat and Poultry. In: Embuscado ME y Huber KC, editores. Edible Films and Coating for Food Applications. Springer: New York; 2009. 86. Coma V. Bioactive packaging technologies for extended shelf life of meat-based products. Meat Sci 2008; 78(1-2):90-103. 87. Samelis J. Managing Microbial Spoilage in the Meat Industry. In: Blackburn CW, editor. Food Spoilage Microorganisms CRC Press LLC: Boca Ratón, Florida; 2006. 88. Ouattara B, Simard RE, Holley RA, Piette GJP, Bégin A. Inhibitory effect of organic acids upon meat spoilage bacteria. J Food Protect 1997; 60(3):246-53. 89. Quintavalla S, Vicini L. Antimicrobial food packaging in meat industry. Meat Sci 2002; 62(3):373-80. 90. Min S, Harris LJ, Han JH, Krochta JM. Listeria monocytogenes inhibition by whey protein films and coatings incorporating lysozyme. J Food Protect 2005; 68(11):2.317-25. 91. Cagri A, Ustunol Z, Ryser ET. Antimicrobial edible films and coatings. J Food Protect 2004; 67(4):833-48. 92. Gadang VP, Hettiarachchy NS, Johnson MG, Owens C. Evaluation of antibacterial activity of whey protein isolate coating incorporated with nisin, grape seed extract, malic acid, and EDTA on a turkey frankfurter system. J Food Sci 2008; 73(8). 93. Dutta PK, Tripathi S, Mehrotra GK, Dutta J. Perspectives for chitosan based antimicrobial films in food applications. Food Chem 2009; 114(4):1.173-82. 94. Ming X, Weber GH, Ayres JW, Sandine WE. Bacteriocins applied to food packaging materials to inhibit Listeria monocytogenes on meats. J Food Sci 1997; 62(2):413-5. 95. Rossi-Márquez G, Han JH, García-Almendárez B, Castaño-Tostado E, Regalado-González C. Effect of temperature, pH and film thickness on nisin release from antimicrobial whey protein isolate edible films. J Sci Food Agr 2009; 89(14):2.492-7. 96. Ravishankar S, Zhu L, Olsen CW, McHugh TH, Friedman M. Edible apple film wraps containing plant antimicrobials inactivate foodborne pathogens on meat and poultry products. J Food Sci 2009; 74(8). 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:02 Página 49 Películas y recubrimientos comestibles como herramienta emergente para la industria alimentaria 49 97. Zinoviadou KG, Koutsoumanis KP, Biliaderis CG. Physical and thermo-mechanical properties of whey protein isolate films containing antimicrobials, and their effect against spoilage flora of fresh beef. Food Hydrocolloids 2010; 24(1):49-59. In: Gennadios A, editor. Protein-Based Films and Coatings. CRC Press LLC: Boca Ratón, Florida; 2002; 517-26. 98. Fasseas MK, Mountzouris KC, Tarantilis PA, Polissiou M, Zervas G. Antioxidant activity in meat treated with oregano and sage essential oils. Food Chem 2008; 106(3):1.188-94. 110. Mallikarjunan P, Chinnan MS, Balasubramaniam VM, Phillips RD. Edible coatings for deep-fat frying of starchy products. Lebensm-Wiss Technol 1997; 30(7):709-14. 99. Chidanandaiah, Keshri RC, Sanyal MK. Effect of sodium alginate coating with preservatives on the quality of meat patties during refrigerated (4 ± 1C) storage. J Muscle Foods 2009; 20(3):275-92. 111. García MA, Ferrero C, Campana A, Bértola N, Martino M, et al. Methylcellulose coatings applied to reduce oil uptake in fried products. Food Sci Technol Int 2004; 10(5):339-46. 100. Trezza TA, Krochta JM. Application of Edible Protein Coatings to Nuts and NutContaining Food Products. In: Gennadios A, editor. Protein-Based Films and Coatings. CRC Press LLc: Boca Ratón, Florida; 2002; 527-50. 101. Maté JI, Frankel EN, Krochta JM. Whey protein isolate edible coatings: Effect on the rancidity process of dry roasted peanuts. J Agr Food Chem 1996; 44(7):1.736-40. 102. Debeaufort F, Quezada-Gallo JA, Voilley A. Edible films and coatings: Tomorrow's packagings: A review. Critical Rev Food Sci Nutr 1998; 38(4):299-313. 103. Javanmard M. Shelf life of whey proteincoated pistachio kernel (Pistacia Vera L.). J Food Process Eng 2008; 31(2):247-59. 104. Maté JI, Krochta JM. Whey Protein and Acetylated Monoglyceride Edible Coatings: Effect on the Rancidity Process of Walnuts. J Agr Food Chem 1997; 45(7):2.509-13. 105. Labuza TP, Hyman CR. Moisture migration and control in multi-domain foods. Trends Food Sci Technol 1998; 9(2):47-55. 106. Rico-Peña DC, Torres JA. Edible Methylcellulose-Based Films as Moisture-Impermeable Barriers in Sundae Ice Cream Cones. J Food Sci 1990; 55(5):1.468-9. 107. Bravin B, Peressini D, Sensidoni A. Development and application of polysaccharidelipid edible coating to extend shelf-life of dry bakery products. J Food Eng 2006; 76(3):280-90. 108. Antonova I, Mallikrjunan P, Chinnan MS. Protein-Based Edible Coatings for Fried Foods. 109. Saguy IS, Pinthus EJ. Oil Uptake During Deep Fat Frying: Factors and Mechanism. Food technol 1995; 49(4):142-5. 112. García MA, Ferrero C, Bértola N, Martino M, Zaritzky N. Edible coatings from cellulose derivatives to reduce oil uptake in fried products. Innovative Food Sci Emerg Technol 2002; 3(4):391-7. 113. Quasem JM, Mazahreh AS, Abu-Alruz K, Afaneh IA, Al-Muhtaseb AH, et al. Effect of methyl cellulose coating and pre-treatment on oil uptake, moisture retention and physical properties of deep-fat fried starchy dough system. American J Agr Biol Sci 2009; 4(2):156-66. 114. Khalil AH. Quality of french fried potatoes as influenced by coating with hydrocolloids. Food Chem 1999; 66(2):201-8. 115. Polansky S. Deep fried foodstuffs retaining a minimum amount of frying medium and a method for their preparation. 1993. 116. Rayner M, Ciolfi V, Maves B, Stedman P, Mittal GS. Development and application of soyprotein films to reduce fat intake in deep-fried foods. J Sci Food Agr 2000; 80(6):777-82. 117. Dragich AM, Krochta JM. Whey protein solution coating for fat-uptake reduction in deepfried chicken breast strips. J Food Sci 2010; 75(1). 118. Dogan SF, Sahin S, Sumnu G. Effects of batters containing different protein types on the quality of deep-fat-fried chicken nuggets. Eur Food Res Technol 2005; 220(5-6):502-8. 119. Stuchell YM, Krochta JM. Edible Coatings on Frozen King Salmon: Effect of Whey Protein Isolate and Acetylated Monoglycerides on Moisture Loss and Lipid Oxidation. J Food Sci 1995; 60(1):28-31. 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:02 Página 50 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:02 Página 51 Nuevas tecnologías de conservación y su aplicación a la industria alimentaria Guillermo Cebrián Auré y Santiago Condón Usón Introducción Dado que ni los tratamientos térmicos ni los otros métodos tradicionales de conservación de los alimentos han conseguido resolver todos los problemas que la industria alimentaria actual tiene planteados, han surgido, como alternativas a los primeros, una serie de tecnologías que pretenden la obtención de productos seguros y estables, pero más acordes con las demandas del consumidor actual. Estas nuevas tecnologías son clasificadas, tomando como referencia los tratamientos térmicos tradicionales, en dos grupos: los nuevos métodos de calentamiento y las tecnologías no térmicas de conservación de los alimentos. Entre los primeros se encuentran el calentamiento óhmico, por microondas, por ondas de radiofrecuencia y por inducción, mientras que entre las tecnologías no térmicas propuestas hasta la fecha se encuentran las radiaciones ionizantes, las radiaciones ultravioletas, los pulsos de luz de alta intensidad, el plasma frío, los pulsos eléctricos de alto voltaje, las altas presiones hidrostáticas y los ultrasonidos. En este resumen trataremos del estado actual de los segundos. Radiaciones ionizantes Las radiaciones ionizantes son una tecnología de conservación de los alimentos que se podría considerar reemergente. Después de muchas décadas de investigación y de- bate, en la actualidad se considera ya una tecnología segura –en 1980, el Comité de Expertos de la FAO, WHO y IAEA concluyó que ningún producto tratado hasta con 10 kGy suponía ningún riesgo para la salud (1)– y, según Loaharanu (2), la única capaz de garantizar la seguridad de algunos alimentos comercializados en fresco, como la carne refrigerada. En la práctica, se considera irradiación a cualquier proceso en el que se aplica una radiación ionizante, como las partículas α, los rayos β o electrones acelerados, los rayos X y las radiaciones γ generadas por radioisótopos. En el campo de la conservación de los alimentos las que poseen mayor interés son los rayos γ, los haces de electrones y/o los rayos X (3). Estas tres fuentes, además de su diferente origen, poseen diferente energía y capacidad de penetración. La utilidad de los haces de electrones se encuentra limitada por su bajo poder de penetración y la de los rayos X por el escaso rendimiento energético del proceso. Los rayos γ son altamente energéticos y poseen una elevada capacidad de penetración, lo que los hace recomendables para el procesado de alimentos; desafortunadamente se obtienen a partir de radioisótopos, lo que supone un obstáculo para su utilización. Entre los radioisótopos aceptados para su uso en la industria alimentaria se encuentran el cobalto-60 y el cesio-137, siendo el primero la fuente más común en la industria. 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:02 Página 52 Los retos actuales de la industria alimentaria 52 Las aplicaciones de la irradiación en el sector agroalimentario actual podrían resumirse en las siguientes (4): • Inhibir la germinación de diferentes productos, como patatas, cebolla o ajo. • Destruir insectos y parásitos presentes en cereales, frutas, carnes y pescados. • Retrasar la maduración y deterioro de frutas y verduras. • Alargar la vida útil de carnes y pescados. • Eliminar los microorganismos patógenos de los alimentos. Ni los esporos bacterianos y fúngicos, ni los virus son inactivados por las dosis utilizadas normalmente. • Esterilizar, a dosis por encima de 10 kGy, especias y otros productos deshidratados, además de alimentos para personas inmunodeprimidas o viajes espaciales. Aunque tradicionalmente se ha asumido que la inactivación microbiana por irradiación sigue un curso exponencial, no es infrecuente encontrar desviaciones de la linealidad en las gráficas de supervivencia, en las que se relaciona el logaritmo de la fracción de supervivientes con la dosis. En estas gráficas puede encontrarse una meseta inicial –lo que se denomina fenómeno de “hombro”– que suele relacionarse con la fase de acumulación de lesiones en el DNA u otras estructuras que la célula es capaz de reparar. Una vez superada la capacidad de reparación celular, el hombro concluye y los recuentos de supervivientes disminuyen logarítmicamente con el tiempo. Para describir estas gráficas de supervivencia suelen usarse modelos matemáticos no lineales, como los modelos basados en la distribución de Weibull (5). El parámetro más importante para definir la intensidad del tratamiento es la dosis de irradiación, medida en grays (Gy). Así, el kGy se define como una irradiación tal que transfiere 1.000 julios de energía a cada kilogramo de producto; esta energía equivale a 100.000 rads, que era la unidad hasta hace unos años. Los tratamientos de irradiación se clasifican por su intensidad, que viene determinada por los objetivos perseguidos con el tratamiento. Así, la radurización –aplicación de dosis de entre 0,75 y 2,5 kGy– es un tratamiento capaz de inactivar la mayoría de los microorganismos alterantes, siendo el factor limitante su efecto sobre especies patógenas psicrófilas y sobre microorganismos alterantes grampositivos. Habitualmente, para mejorar la seguridad y calidad de los alimentos radurizados, el producto se almacena en refrigeración tras el tratamiento a temperaturas iguales o in- Tabla 1. Efecto de la irradiación en la supervivencia de diversas especies patógenas [adaptado de Cava-López (6)]. Campylobacter jejuni Salmonella spp. Escherichia coli O157:H7 Staphylococcus aureus Listeria monocytogenes Ciclos logarítmicos de inactivación 1 kGy 1,5 kGy 2 kGy 2,5 kGy >4 >6 >8 > 10 ≈3 >4 >6 >8 ≈5 ≈4 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:02 Página 53 Nuevas tecnologías de conservación y su aplicación a la industria alimentaria 53 feriores a 4 ºC. La radicidación es un tratamiento de higienización que persigue la inactivación de los patógenos presentes en los alimentos –dosis entre 2,5 y 10 kGy– y es conceptualmente equivalente a la pasteurización térmica. Debido a que las dosis habituales no son capaces de inactivar los esporos bacterianos, especialmente los de Clostridium botulinum, los productos procesados deben también almacenarse en refrigeración. La radapertización permite la obtención de alimentos seguros y estables a temperatura ambiente, sin embargo las dosis son muy elevadas –hasta 30 ó 40 kGy– lo que limita su aplicación en muchos alimentos (3). Este tipo de radiaciones transfieren una gran cantidad de energía a las moléculas del entorno, por lo que producen alteraciones moleculares y daños diversos a las estructuras celulares, como la membrana citoplasmática y el cromosoma. En la actualidad se cree que las alteraciones del cromosoma son la causa última de la inactiva- ción microbiana por esta tecnología. Los efectos biológicos de la irradiación se pueden producir directamente, al incidir la onda sobre la doble hélice de ADN, o indirectamente mediante la formación de radicales libres por radiólisis del agua (7). El efecto de la irradiación sobre las propiedades nutricionales, las características sensoriales y sobre los microorganismos depende, como ya hemos mencionado, de la dosis. De los numerosos estudios realizados, algunos han concluido que el tratamiento por irradiación no produce una disminución significativa de la calidad nutricional de los alimentos, ni por lo que respecta a macronutrientes (8, 9) ni a micronutrientes (10), aunque otros han observado pérdidas de algunas vitaminas, especialmente las vitaminas C y E. En cualquier caso, existe un acuerdo generalizado en que los efectos de los tratamientos de irradiación son muy dependientes de las condiciones de procesado, siendo especialmente importante la atmósfera de irradiación, la actividad de Figura 1. Acción directa e indirecta de la radiación sobre la cadena de ADN. 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:02 Página 54 Los retos actuales de la industria alimentaria 54 agua del alimento y el estado físico del agua, entre otros (11). Por lo que respecta a las propiedades sensoriales, se ha demostrado que la irradiación puede producir un enranciamiento de las grasas, o incluso cambios en el color de determinados alimentos (3). Como en el caso anterior, se ha demostrado que estos fenómenos podrían ser minimizados optimizando las condiciones de tratamiento (3, 12). Radiación ultravioleta Las radiaciones ultravioletas son ondas electromagnéticas cuya longitud de onda se encuentra entre 15 y 400 nm; y dentro de ellas, las comprendidas entre 200-280 nm, o UVC, son las de mayor efecto germicida y, por ello, las más utilizadas industrialmente, especialmente las de 254 nm. Su mecanismo de inactivación se ha relacionado con su capacidad para inducir la formación de dímeros de timina en la hélice de ADN, impidiendo su duplicación. Es de destacar que, además de inactivar bacterias, es capaz de inactivar virus y ooquistes de determinados parásitos –de ahí su interés para la higienización del agua de bebida–, pero tienen escasa eficacia frente a las enzimas. Dada su baja capacidad de pe- netración, su uso en la industria agroalimentaria se ha visto restringido a la descontaminación de las superficies de los alimentos, como frutas, huevos, carnes y pescados (13) y de los materiales en contacto con ellos, aunque en los últimos años se ha propuesto como método para la higienización/conservación de zumos de frutas y otros alimentos líquidos (14, 15). Al contrario que la mayoría de las otras tecnologías no térmicas, las radiaciones ultravioleta son capaces de inactivar esporos, por lo que, al menos hipotéticamente, podrían servir para sustituir tanto a los tratamientos de pasteurización como de esterilización térmica. Según ya hemos indicado, la longitud de onda de luz ultravioleta de mayor efectividad germicida es de 260-265 nm, que es la longitud de onda a la que las moléculas de ADN absorben la radiación. Esta longitud de onda es próxima a la que emiten las lámparas de baja presión de mercurio que, por ello, son las más utilizadas en la industria. Cuando se induce una diferencia de potencial suficiente entre los polos de la lámpara se genera un arco voltaico que ioniza los átomos de mercurio, liberando electrones cuya energía cinética va aumentando hasta que son convertidos en fo- Figura 2. Acción de la radiación ultravioleta en la cadena de ADN. 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:02 Página 55 Nuevas tecnologías de conservación y su aplicación a la industria alimentaria 55 tones de luz con una longitud de onda de 254 nm. Hoy en día existen, para el tratamiento de líquidos, equipos de irradiación UV con reactores de flujo laminar y de flujo turbulento (16, 17). En los reactores de flujo laminar, la cámara de tratamiento está formada por dos tubos concéntricos, de forma que la luz atraviesa el interno de cuarzo, en el que se encuentra la lámpara, y penetra en el espacio anular, limitado externamente por otro tubo de vidrio u otro material que protege al ambiente de la exposición a la irradiación. El alimento fluye por el espacio anular delimitado por ambos tubos, cuyo grosor suele denominarse “gap”. El gap de las instalaciones industriales varía según el coeficiente de absorción de cada alimento, que determina la capacidad de penetración de los fotones; por ejemplo, para el zumo de manzana se emplea un gap de 0,762 mm y para el de naranja, al ser más turbio y tener mayor coeficiente de absorción, otro de entre 0,21 y 0,48 mm. En estos equipos, el fluido sigue un patrón de movimiento laminar, lo que abre la posibilidad de que parte del producto irradiado salga de la instalación sin haber recibido el tratamiento adecuado. El reactor de flujo turbulento consta de una cámara cilíndrica de acero inoxidable por cuyo interior discurre un tubo, transparente a la luz UV, enrollado en espiral. Este tubo está rodeado, tanto interna como externamente, por lámparas pareadas de luz UV. En estas instalaciones, el alimento líquido fluye siguiendo un patrón de circulación turbulento, lo que garantiza un tratamiento más homogéneo. Las gráficas de supervivencia microbiana frente a la irradiación UV suelen presentar hombros (18, 19) que, como en el caso de las radiaciones ionizantes, suelen relacio- narse con la acumulación de daños reversibles en el ADN. Ocasionalmente puede también observarse, al final de la fase exponencial de inactivación, una pérdida de eficacia de los tratamientos –lo que se conoce como “colas” de las gráficas de supervivencia–, que se han atribuido a la presencia de una fracción de microorganismos especialmente resistentes a la luz UV, a agregados celulares que protegen a las células del interior, y a la presencia de sólidos en suspensión que protegen a los microorganismos de la irradiación –“efecto sombra”–. Para describir estas gráficas de supervivencia suelen usarse los modelos matemáticos de Weibull, de Baranyi y de Geeraerd y col. (20-22), entre otros no lineales. La dosis de irradiación por ultravioletas suele expresarse en julios/cm2, cuando se refiere al tratamiento de superficies de sólidos, y ocasionalmente en julios/ml cuando el tratamiento se aplica para la higienización de líquidos. Pese a que la tecnología se utiliza desde hace años, no existen suficientes estudios sobre la resistencia microbiana a la radiación ultravioleta, especialmente en alimentos, por lo que resulta difícil generalizar las dosis recomendables. La dosis de irradiación idónea depende de la especie microbiana que se pretenda inactivar y, aunque tratamientos de 100 julios/m2 son suficientes para inactivar 5 ciclos logarítmicos de la mayoría de las bacterias, virus y levaduras suspendidos en líquidos con poca turbidez y bajos coeficientes de absorción (15), para zumos y siropes suelen recomendarse tratamientos de 400 julios/m2 (23). La sensibilidad de los alimentos a la radiación ultravioleta varía muy ampliamente y ha sido relativamente poco estudiada. En 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:02 Página 56 Los retos actuales de la industria alimentaria 56 Tabla 2. Dosis de irradiación UV para la inactivación de 4 ciclos logarítmicos de la población de diversas especies microbianas en agua [adaptado de Hoyer (24)]. Vibrio cholerae Salmonella spp. Escherichia coli Yersinia enterocolitica Enterococcus faecium Polio virus (Mahoney) Rotavirus SA 11 Dosis (J/m2) 210 190-250 180-270 320 200 290 350 general, se consideran especialmente fotosensibles las vitaminas, los residuos de los ácidos grasos insaturados y los fosfolípidos (25). De los escasos estudios sobre los efectos de la luz UV en las propiedades sensoriales de los alimentos se deduce que esta tecnología apenas afecta a la calidad de los zumos (26), mientras que da lugar a aromas y sabores anormales en leche (27). Pulsos de luz de alta intensidad Otra de las nuevas tecnologías no térmicas propuestas para la conservación de los alimentos es la aplicación de pulsos de luz de alta intensidad. El proceso consiste en la aplicación de pulsos cortos –con una duración de entre 1 microsegundo y 0,1 segundos– y frecuentes –entre 1 y 20 por segundo–, de luz intensa, con longitudes de onda variadas, aunque se calcula que el 70% de la energía electromagnética transferida se encuentra en el rango de 170 a 2.600 nm (28). Las altas intensidades necesarias para su aplicación industrial se consiguen cargando un condensador y liberando rápidamente la energía acumulada a través de lámparas adecuadas (29). Las instalaciones para la aplicación de esta tecnología son muy similares a las descritas para la aplicación de radiaciones ultravioleta, con la salvedad de que utilizan lámparas de xenón y de que puede intercalarse en el circuito un módulo de control que, en el caso de contar con varias lámparas, permite la emisión simultánea o secuencial de los pulsos de luz (30). Este proceso, desarrollado por PurePulse Technologies Inc., se ha mostrado eficaz para la inactivación de diversas especies bacterianas (28, 29, 31), aunque como en el caso de la irradiación con UV, y por idénticos motivos, su uso queda también restringido a la desinfección de superficies o materiales transparentes (32); para este propósito, constituye una interesante alternativa frente a los desinfectantes químicos tradicionales, como el peróxido de hidrógeno, que pueden dejar residuos (33). Cabe señalar que el mecanismo de inactivación varía con la longitud de onda responsable del efecto bactericida. Al incluir una fracción de luz ultravioleta, con un mayor nivel de energía que el resto de longitudes de onda, se ha sugerido (34) que la formación de dímeros de timina sería el principal mecanismo de inactivación. También se ha sugerido la existencia de un efecto fototérmico, consecuencia del rápido sobrecalentamiento celular del que serían responsables los componentes del espectro de mayor longitud de onda (35). En cualquier caso, un reciente trabajo de Lasagabaster (36) demuestra que filtrando el componente UVC del pulso de luz se elimina prácticamente el efecto bactericida del tratamiento, lo que per- 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:02 Página 57 Nuevas tecnologías de conservación y su aplicación a la industria alimentaria 57 mite deducir que el efecto fotoquímico es, sin duda, el más importante. Actualmente no existe consenso en la forma de expresar la intensidad de los tratamientos aplicados, lo que dificulta la comparación de los resultados. La mayoría de los autores utilizan como referencia el valor de fluencia del pulso, que podría definirse como la cantidad de energía recibida por unidad de área del producto en un tiempo determinado, y se expresa en J/cm2. Representando el logaritmo de la fracción de supervivientes frente a la fluencia se obtienen las gráficas de supervivencia. Aunque algunos autores han observado un curso exponencial de inactivación (37), con frecuencia se observan desviaciones en forma de hombros y colas (38, 39). La aplicación de pulsos de luz con una fluencia de 12 J/cm2 ha permitido inactivar más de 5 ciclos logarítmicos de E. coli O157:H7 en zumo y sidra de manzana (40), y con 25 J/cm2 entre 2 y 3 ciclos la población de mesófilos totales en leche (41). La tecnología también se ha demostrado eficaz para la descontaminación superficial de alimentos; por ejemplo, se ha demostrado que tratamientos suaves, de 2 J/cm2, son capaces de inactivar más de 5 ciclos logarítmicos de las poblaciones de mohos de diversas frutas (42); y otros, de 30 J/cm2, hasta 2 ciclos de Salmonella y Listeria en pollo y salchichas (29). Los tratamientos de pulsos de luz de baja fluencia, dada la baja capacidad de penetración de las radiaciones, no suelen afectar a las propiedades nutritivas ni funcionales de los alimentos. Por el contrario, la aplicación de altas fluencias sobre los alimentos sólidos puede producir un so- brecalentamiento superficial responsable, por ejemplo, de la pérdida de color de algunas especias y la aparición de olores anormales en algunas hortalizas (43). Plasma frío El plasma frío es la más reciente de las tecnologías propuestas para la higienización de los alimentos. Un plasma es un sistema que contiene una elevada concentración de partículas cargadas cuyas interacciones electromagnéticas de largo alcance son capaces de producir efectos físico-químicos y biológicos. Se ha sugerido que, tanto los iones como los radicales libres, los fotones y los electrones que contiene pueden ser responsables de la inactivación microbiana a temperatura ambiente. Hasta hace pocos años la tecnología no permitía la obtención de gases ionizados a temperaturas lo suficientemente bajas a presión atmosférica, sin embargo, los avances recientes han dado lugar a la aparición de equipos de generación de plasma a baja temperatura. Aunque los datos son por el momento muy escasos, se ha descrito su efecto germicida frente a bacterias (E. coli, S. aureus, B. subtilus, etc.), levaduras (S. cerevisiae, C. albicans) y virus (44-46) en sistemas modelo, pero se desconocen sus posibles efectos colaterales sobre la calidad de los alimentos. Es esperable que los productos procesados no vehiculen residuos del plasma, dada la escasa vida útil de las especies reactivas generadas. La efectividad de los tratamientos por plasma frío se circunscribe a las capas más superficiales por lo que se espera que su principal aplica- 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:02 Página 58 Los retos actuales de la industria alimentaria 58 ción sea la descontaminación de vegetales en cuarta gama. Los mecanismos responsables del efecto bactericida del plasma frío se creen múltiples, dado que se sospecha que, además del daño al ADN producido por la radiación UV que emite (47, 48), el campo electromagnético que induce produciría la acumulación de cargas en la cara externa de las membranas celulares, causando su ruptura (49), y los radicales libres que contiene la oxidación de proteínas y lípidos (47). Manosonicación El sonido es una onda mecánica longitudinal que se propaga a través de la mayoría de los materiales, entre ellos el aire y el agua, al imprimir un movimiento armónico –alrededor de una posición de equilibrio– a sus moléculas. El término ultrasonido, físicamente idéntico al anterior, se aplica a aquellas ondas sonoras con una frecuencia superior a 20 kHz, la máxima que el oído humano es capaz de percibir (50). Los ultrasonidos se suelen clasificar en ultrasonidos de alta potencia, cuya frecuencia –número de oscilaciones por segundo– se encuentra entre 20 y 40 kHz; de baja potencia, con frecuencias comprendidas entre 40 kHz y 1 MHz, y ultrasonidos de diagnóstico, con frecuencias entre 0,5 y 20 MHz (51). Al propagarse en un medio líquido, las ondas ultrasónicas de alta potencia producen la denominada “cavitación”. Este fenómeno consiste en la formación de burbujas de gas o vapor en el seno del líquido, como consecuencia de los ciclos alternativos de compresión y descompresión. La cavitación puede ser de dos tipos: estable o transitoria. En la cavitación transitoria el tamaño de las burbujas crece rápidamente en sucesivos ciclos hasta colapsar, cuando la energía aportada por los ultrasonidos es insuficiente para mantener el sistema estable. El colapso libera una enorme cantidad de energía en forma de ondas de choque que progresan por el medio rompiendo las estructuras celulares próximas. Los equipos de generación de ultrasonidos no están todavía lo suficientemente desarrollados para su utilización industrial, aunque en nuestra opinión existe el suficiente conocimiento acumulado para su inmediato desarrollo cuando el sector agroalimentario lo demande. Los tratamientos ultrasónicos se aplican en laboratorio por dos tipos de equipos, que quedan bien representados por los baños ultrasónicos en el primer caso, y por las sondas ultrasónicas en el segundo. Estos equipos se diferencian en que mientras los primeros poseen uno o varios transductores que trasmiten directamente las ondas al producto a tratar, en los segundos, la vibración producida por el transductor se amplifica en la sonda, habitualmente cónica. Esta es la razón por la que las ondas ultrasónicas obtenidas con las sondas sean de mucha mayor amplitud y, por tanto, potencia. Dado que la eficacia bactericida de los ultrasonidos es relativamente baja, especialmente frente a los esporos bacterianos, algunos autores han considerado la posibilidad de utilizarlos para el desarrollo de procesos combinados (52). En 1992, nuestro grupo de investigación argumenta que la causa de la pérdida de eficacia letal de los ultrasonidos al incrementar la temperatura se debe al aumento de la tensión de vapor del sistema, que lógicamente amortiguará la implosión de las burbujas, y plantea la hipótesis de que será posible mantener la in- 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:02 Página 59 Nuevas tecnologías de conservación y su aplicación a la industria alimentaria 59 Figura 3. Efecto de los ciclos de compresión y expansión en el tamaño de las burbujas. tensidad de la cavitación a temperaturas incluso superiores a las de ebullición si se presuriza lo suficiente el medio de tratamiento (53). Además, presumiblemente el aumento de la presión del sistema aumentará la intensidad de la implosión y, por tanto, la eficacia letal de los ultrasonidos a cualesquiera temperaturas. Investigaciones posteriores corroboran esta hipótesis y permiten patentar un nuevo proceso (Pat. 93/00021) que denominamos “manotermosonicación” (MTS), cuando se aplica a temperaturas letales, y “manosonicación” (MS) cuando se aplica a temperaturas subletales. En la actualidad, aunque la utilización de los ultrasonidos en la industria alimentaria es todavía muy limitada, se vislumbran muchas aplicaciones, además de la conservación e higienización de los alimentos. Mason y col. (51) describen sus efectos sobre la activación del crecimiento celular, lo que permitiría reducir por ejemplo el tiempo de elaboración del yogur en un 40%; sobre la activación de determinadas enzimas, como la α-amilasa, o la inactivación de otras, como la peroxidasa; sobre las paredes ce- lulares, lo que permitiría mejorar algunos procesos de extracción de compuestos intracitoplasmáticos, y sobre la textura de la carne y sus derivados, que puede mejorar sensiblemente. También describe sus posibles usos para la clarificación de los vinos, la desgasificación de alimentos líquidos, la mejora de los procesos de congelación y emulsificación, y como operación previa al filtrado y deshidratación. La cavitación es un proceso físico extraordinariamente complejo que se encuentra influido por multitud de parámetros, aunque a efectos prácticos la eficacia del tratamiento depende de la energía transferida al medio por unidad de volumen (54). Esta energía puede aumentarse prolongando el tiempo de tratamiento, aumentando la amplitud de las ondas o presurizando el medio a tratar. Los resultados obtenidos por diferentes autores señalan que, al igual que los ultrasonidos, a temperatura y presión ambiente (55, 56) la inactivación microbiana por manosonicación y manotermosonicación sigue una cinética de primer orden (57). Así, y de forma análoga a la inactivación microbiana 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:02 Página 60 Los retos actuales de la industria alimentaria 60 por el calor, se puede definir el valor DMS o DMTS como el tiempo necesario para inactivar un ciclo logarítmico de la población microbiana a una temperatura, presión, frecuencia y amplitud ultrasónica constantes. La MS/MTS se ha demostrado eficaz tanto para la inactivación microbiana (57) como para la inactivación de determinadas enzimas de interés tecnológico (58-60). La tabla 3 muestra los tiempos de reducción decimal frente a la MS, en unas condiciones de referencia, de diversas especies microbianas de interés tecnológico y/o sanitario. Como se deduce de estos datos, la resistencia a la MS de las células vegetativas puede variar entre especies unas 10 veces, variabilidad muy inferior respecto a la mostrada frente a los correspondientes tratamientos térmicos (Dt x 1.000 aproximadamente). Por otra parte, la tecnología permite también inactivar los esporos de Bacillus subtilis, aunque obviamente su resistencia es mucho mayor. El efecto de la MS/MTS sobre las características organolépticas y nutritivas de los alimentos ha sido muy poco investigado. Vercet y col. (61, 62) observaron que el proceso no afectaba significativamente al contenido en tiamina, riboflavina, carotenoides o ácido ascórbico, y que yogures fabricados a partir de leche tratada por MTS poseían mejores características de textura que aquellos fabricados con leche sin tratar. Sin embargo, la producción de hidroximetilfurfural (HMF) en leche era mayor en un tratamiento por MTS que en la pasteurización convencional, aunque las diferencias desaparecían al aumentar la temperatura de tratamiento. Altas presiones hidrostáticas Este proceso de conservación de los alimentos consiste en someter a los alimentos a presiones comprendidas entre 100 y 900 MPa durante periodos de tiempo que generalmente se encuentran entre 1 y 30 minutos (63, 64). Tabla 3. Sensibilidad de diferentes especies microbianas frente a la MS/MTS. Microorganismo Medio de tratamiento Bacillus subtilis McIlvaine pH 7 Listeria monocytogenes Enterococcus faecium Yersinia enterocolitica Pseudomonas aeruginosa Escherichia coli Aeromonas hydrophila Salmonella enteritidis Salmonella typhimurium Salmonella senftenberg McIlvaine pH 7 McIlvaine pH 7 McIlvaine pH 7 McIlvaine pH 7 McIlvaine pH 7 McIlvaine pH 7 Condiciones de tratamiento 300 kPa/70 ºC/20 kHz/117 m 300 kPa/55 ºC/20 kHz/117 m 200 kPa/40 ºC/20 kHz/117 m 200 kPa/40 ºC/20 kHz/117 m 200 kPa/40 ºC/20 kHz/117 m 200 kPa/40 ºC/20 kHz/117 m 200 kPa/40 ºC/20 kHz/117 m 200 kPa/40 ºC/20 kHz/117 m McIlvaine pH 7 200 kPa/40 ºC/20 kHz/117 m DMS 12* N.I.** 1,5 4 1,2 0,92 0,012 0,9 0,73 0,78 0,84 * Aproximadamente. ** Por debajo de 70 ºC el tratamiento por MS no afectó a la supervivencia de los esporos. 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:02 Página 61 Nuevas tecnologías de conservación y su aplicación a la industria alimentaria 61 El equipo para la aplicación de altas presiones hidrostáticas consta básicamente de una cámara de tratamiento, un fluido para transmitir la presión y una o varias bombas o intensificadores para generar la presión de trabajo. Adicionalmente suelen contar con un sistema de control de la temperatura (circuito de refrigeración-calefacción e instrumentos de medida y/o registro) y de sistemas para el manejo del producto. Los actuales equipos utilizados en la industria son capaces de tratar hasta 350 litros y de aplicar los ciclos con gran frecuencia, lo que ha aumentado la capacidad de procesado, pero también ha hecho necesario desarrollar diseños con mayores medidas de seguridad y ciclos de limpieza más frecuentes. En el caso de los líquidos, el producto puede procesarse a granel, en el propio vaso de presurización, mientras que los sólidos deben envasarse previamente al vacío. En la actualidad su principal aplicación es prolongar la vida útil de los alimentos, aunque también se está valorando su utilidad para diseñar procesos de difusión asistida de solutos, para mejorar los procesos de congelación-descongelación o para modificar las propiedades funcionales de las proteínas y otras macromoléculas (65-68). La principal característica que ha hecho de esta tecnología una alternativa frente a los métodos tradicionales de conservación de los alimentos es su capacidad de inactivar microorganismos en su forma vegetativa, tanto patógenos como alterantes (64), generalmente sin alterar las características sensoriales del producto fresco (63, 69). Aunque su capacidad para inactivar enzimas es variable y depende de múltiples factores, su principal limitación se encuentra en la incapacidad para inactivar esporos bacterianos (63, 70, 71). Para superar esta limitación se ha sugerido la posibilidad de combinar el tratamiento con temperaturas moderadas. Con esta combinación se pretende que los tratamientos de alta presión induzcan la germinación de los esporos que quedan, de esta forma, sensibilizados frente al calor a temperaturas de pasteurización (72, 73). Aunque todavía no se conoce con certeza el mecanismo de inactivación microbiana por las altas presiones, la mayoría de los autores opina que el tratamiento, al margen de otros efectos, produce la permeabilización de las envolturas celulares, lo que directamente, o indirectamente a través de pérdidas de los componentes citoplasmáticos, conduce a la inactivación celular (74-76). Más recientemente, Aertsen y col. (77) han observado que las altas presiones hidrostáticas también inducen un estrés oxidativo a la célula que contribuye al efecto letal de esta tecnología, no sólo sensibilizando a las células frente al oxígeno reactivo sino también debido al desarrollo de un estrés oxidativo endógeno. Las curvas de supervivencia frente a las altas presiones hidrostáticas a veces presentan un perfil recto (78, 79), aunque lo más habitual es la aparición de perfiles cóncavos (76, 80). El significado de estas colas no está claro, y los diferentes autores las han atribuido bien a una inactivación en dos fases (74), o bien a una distribución continua de las resistencias dentro de la población microbiana (81). Los estudios de Metrick y col. (80) demostraron que si se aislaba esa población de la “cola”, se recultivaba y volvía a tratar 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:03 Página 62 Los retos actuales de la industria alimentaria 62 por APH no presentaba diferencias significativas respecto de la población inicial. Además del tiempo, también el nivel de presión aplicado tiene una gran influencia en la eficacia letal del proceso. Cada especie microbiana presenta un valor umbral por encima del cual un aumento de la presión conduce a un incremento prácticamente exponencial de la eficacia letal del tratamiento. Este valor umbral depende del tipo de microorganismo; así, mientras es suficiente con alcanzar valores de 300 MPa para inactivar la mayoría de los mohos, levaduras, o células gramnegativas, se precisan valores superiores a los 1.000 MPa para inactivar, y poco eficazmente, a los esporos. La tabla 4 incluye datos que permiten comparar la resistencia relativa a las altas presiones de algunas especies de interés en Tecnología de los Alimentos. Puesto que las altas presiones hidrostáticas no afectan a los enlaces covalentes de las moléculas (74), no es esperable que afecten a moléculas pequeñas, tales como las responsables del color y el flavor de los alimentos o las vitaminas, cuya concentración no suele reducirse en más de un 1% (82). En el caso concreto de la carne, se producen cambios de color por encima de 150 MPa, seguramente por coagulación proteica, que la asemeja a la carne cocida, y por encima de 400 MPa se producen cambios más marcados por la transformación de la mioglobina ferrosa a férrica (metamioglobina) y la desnaturalización de la globina. Estos efectos sobre la estructura terciaria de las proteínas pueden ser también responsables de diversos cambios texturales. Pulsos eléctricos de alto voltaje Los tratamientos por pulsos eléctricos de alto voltaje (PEAV o PEF, del inglés Pulsed Electric Fields) consisten en aplicar un campo eléctrico de alto voltaje (10-50 kV/cm), de forma intermitente y durante periodos de tiempo del orden de microsegundos, a un alimento situado entre dos electrodos. Para aplicar pulsos eléctricos de alto voltaje es preciso cargar un condensador con corriente eléctrica continua y descargarlo intermitentemente en una cámara de tratamiento. Por lo tanto, los componentes Tabla 4. Sensibilidad de diferentes especies microbianas vegetativas frente a las altas presiones hidrostáticas [adaptado de Smelt (75)]. Aeromonas hydrophila Pseudomonas aeruginosa Campylobacter Salmonella spp. Yersinia enterocolitica Escherichia coli Staphylococcus aureus Listeria monocytogenes Ciclos logarítmicos de inactivación (15 min) 300 MPa 400 MPa 500 MPa 600 MPa >6 >6 >6 1-4,5 >6 1-2 0,1 1,9 2,1 1-3 >6 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:03 Página 63 Nuevas tecnologías de conservación y su aplicación a la industria alimentaria 63 fundamentales de un equipo de generación de PEAV son: un generador de corriente continua de alto voltaje, un banco de condensadores, un interruptor adecuado y un sistema de control y toma de datos del proceso, además de la cámara de tratamiento a través de la cual fluirá el alimento líquido. La figura 5 muestra un esquema general de una instalación típica. Estos tratamientos son capaces de inactivar microorganismos (76, 83-85) y, en cierta medida, enzimas (86) sin provocar aumentos importantes en la temperatura, lo que abre la posibilidad de pasteurizar los alimentos sin afectar a su calidad. Además, la electroporación producida por los tratamientos puede utilizarse para extraer componentes intracelulares de interés, tanto en células procariotas como eucariotas. Los esporos bacterianos son muy resistentes a los pulsos eléctricos, por lo que previsiblemente esta tecnología tendrá una utilidad limitada para la esterilización de los alimentos. La eficacia letal de los tratamientos PEAV depende, además del tiempo de tratamiento, de la fuerza de campo aplicada. La fuerza del campo eléctrico (E) se define como el cociente de la diferencia de potencial entre los dos electrodos y la distancia, y se expresa en kilovoltios divido por centímetro (kV/cm). La resistencia de la cámara de tratamiento es también un parámetro muy importante del proceso, dado que determina la máxima diferencia de potencial alcanzada entre los electrodos tras la descarga del condensador, así como el calentamiento producido por efecto Joule. Se ha sugerido (87) la posibilidad de utilizar la energía específica transmitida al medio como una forma conjunta de integrar el efecto del tiempo, la fuerza del campo eléctrico y la conductividad del medio en un determinado tratamiento, aunque actualmente existen datos que parecen indicar que tratamientos de la misma energía específica tienen diferentes efectos biológicos al ser aplicados a fuerzas de campo distintas. En la mayoría de las ocasiones, las gráficas de supervivencia microbiana frente a los PEAV presentan perfiles cóncavos (“colas”) cuya significación biológica se ha relacionado con la existencia de una distribución de resistencias en la población, con la co- Figura 4. Esquema básico de un equipo para la aplicación de PEAV. 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:03 Página 64 Los retos actuales de la industria alimentaria 64 Figura 5. Mecanismo de inactivación celular por PEAV (Zimmermann, 1974). existencia de dos subpoblaciones y con el desarrollo de resistencia durante el propio tratamiento, bien por fenómenos metabólicos de adaptación, bien por cambios estructurales inducidos por el propio tratamiento (88). Para obtener parámetros de resistencia comparables se ha sugerido la conveniencia de utilizar modelos matemáticos no lineales, especialmente los modelos basados en la distribución de Weibull (88). Aunque todavía existen dudas respecto al mecanismo de inactivación microbiana por PEAV, la mayoría de los autores admiten como más probable la propuesta de Zimmermann (89). La teoría de este autor (ruptura dieléctrica de la membrana celular) considera la membrana celular como la pared de un condensador, dada su baja constante dieléctrica. En condiciones normales existe una pequeña diferencia de potencial entre ambos lados de la membrana (potencial transmembrana), que aumenta drásticamente al aplicar un campo eléctrico. El aumento de cargas opuestas a ambos lados produce un aumento de las fuerzas de atracción electrostática que, al vencer la resistencia mecánica de la mem- brana, produce la formación de poros. Estos poros serían los responsables últimos de la inactivación bacteriana. De forma general, se asume que las levaduras son los microorganismos más sensibles a los PEAV y que las bacterias grampositivas son más resistentes que las gramnegativas (90). Los esporos bacterianos son prácticamente insensibles a esta tecnología, incluso tras la germinación (91). Al contrario que los esporos bacterianos, los conidiosporos de algunos mohos y los ascosporos de algunas levaduras pueden ser inactivadas por PEAV (92). Dada la diversidad de parámetros que afectan a la inactivación por pulsos y a la heterogeneidad en los equipos utilizados por los distintos autores, resulta difícil hacer comparaciones entre sus resultados (88). Para ilustrar las diferencias en resistencia entre distintas especies, incluimos en la tabla 5 los resultados obtenidos por Álvarez (85), que, al ser obtenidos en idénticas condiciones experimentales, pueden ser comparados directamente. 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:03 Página 65 Nuevas tecnologías de conservación y su aplicación a la industria alimentaria 65 Tabla 5. Sensibilidad de diferentes especies microbianas vegetativas frente a los PEAV en tampón McIlvaine de pH 7,0. Saccharomyces cerevisiae Salmonella spp. Escherichia coli Yersinia enterocolitica Enterococcus faecium Listeria monocytogenes Ciclos logarítmicos de inactivación (500 s) 10 kV/cm 15 kV/cm 20 kV/cm 25 kV/cm >3 1-3 3-4 4-5 1 1-3 4 ≈3 ≈4 ≈3 ≈4 <2 El efecto de los PEAV sobre los componentes de los alimentos es, a día de hoy, un aspecto todavía poco conocido, aunque los datos existentes permiten afirmar con razonable seguridad que los campos eléctricos no afectan a la estructura de la mayoría de las proteínas (93), no aumentan el nivel de oxidación de las grasas y no afectan al tamaño de los glóbulos grasos ni afectan a la estabilidad de las emulsiones (94). Los PEAV tampoco afectan al contenido vitamínico (retinol, tiamina, riboflavina, colecalciferol, tocoferol y ácido ascórbico) y tan sólo se ha descrito una pequeña disminución de la concentración de ácido ascórbico que, en cualquier caso, es mucho menor que la producida por el correspondiente tratamiento térmico (95-97). Conclusiones Los cambios sociales acontecidos en las últimas décadas han sido el origen de nuevas pautas en la alimentación, lo que a su vez ha originado nuevos problemas. En la actualidad, las toxiinfecciones alimentarias no solamente constituyen un problema de salud pública de gran importancia –se calcula que uno de cada tres ciudadanos eu- ropeos padece una toxiinfección alimentaria cada año–, sino que, además, el problema tiende a aumentar, incluso en los países desarrollados. Además, la globalización del mercado y el abaratamiento de los transportes exigen que la salubridad y estabilidad de los alimentos se mantengan durante más tiempo para facilitar el comercio internacional. Puesto que las tecnologías tradicionales tienen limitaciones bien conocidas, la Tecnología de los Alimentos está buscando nuevas alternativas para el procesado de los alimentos. Las nuevas tecnologías de conservación de los alimentos muestran características que limitan su uso generalizado; en otras palabras, no es previsible que ninguna de estas nuevas tecnologías pueda desplazar de forma general al resto de métodos de conservación, pero esas mismas particularidades hacen que cada una de ellas pueda ser la de elección para solucionar un problema concreto. Bibliografía 1. WHO. Wholesomeness of irradiated food. Joint FAO/IAEA/WHO Expert Committee WHO Technical Report 659; 1981. 2. Loaharanu P. Food irradiation: current status and future prospects. In: Gould EW, editor. New 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:03 Página 66 Los retos actuales de la industria alimentaria 66 Methods of Food Preservation Glasgow: Blackie Academic & Professional; 1995; 90-111. 3. Moy JH. Food Irradiation-An Emerging Technology. In: Barbosa-Cánovas GV, Tapia MS, Cano MP, editors. Novel Food Processing Technologies. Boca Raton: CRC Press; 2005; 375-406. 4. Crawford LM, Ruff EH. A review of the safety of cold pasteurization through irradiation. Food Control 1996; 7(2):87-97. 5. Mayer-Miebach E, Stahl MR, Eschrig U, Deniaud L, Ehlermann DAE, Schuchmann HP. Inactivation of a non-pathogenic strain of E. coli by ionising radiation. Food Control 2005; 16(8):701-5. 6. Cava-López R. Aplicaciones de las Radiaciones Ionizantes en la Industria Agroalimentaria. Actas de las IV Jornada sobre Irradiación de los Alimentos y Otros Productos. Zaragoza: 2007; 47-64. 7. Mendonca AF. Inactivation by Irradiation. In: Juneja VK, Sofos JN, editors. Control of Foodborne Microorganisms. New York: Marcel Dekker, Inc; 2002; 75-103. 8. Facts about Food Irradiation. ICGFI (International Consultative Group on Food Irradiation) Vienna, Austria: FAO/IAEA/WHO; 1991. 9. Steele JH, Engel RE. Radiation processing of food. J Am Vet Med Assoc 1992; 201(10): 1.522-9. 10. Diehl JE, Hasselmauu C, Kileast D. Regulation of food irradiation in the European Community: is nutrition an issue? Food Control 1991; 2(4):212-9. 11. Urbain WM. Food irradiation. Orlando, Florida, USA: Academic Press; 1986. 12. Fox Jr JB, Thayer DW, Jenkins RK, Phillips JG, Ackerman SA, Beecher GR, Holden, JM, Morrows ED, Quirbach DM. Effect of gamma irradiation on the B vitamins of pork chops and chicken breasts. Int J Rad Biol 1989; 55(4):689-703. 13. Koutchma T. Advances in Ultraviolet Light Technology for Non-thermal Processing of Liquid Foods. Food Bioprocess Technol 2009; 2(2):138-55. 14. Hollingsworth P. Niche players pushing UV light applications. Food Technol 2001; 55(12):16. 15. López-Malo A, Palou E. Ultraviolet light and Food Preservation. In: Barbosa-Cánovas GV, Tapia MS, Cano MP, editors. Novel Food Processing Technologies. Boca Ratón, USA: CRC Press; 2005; 405-22. 16. Koutchma T, Keller S, Parisi B, Chirtel S. Ultraviolet disinfection of juice products in laminar and turbulent flow reactors. Innov Food Sci Emerg Technol 2004; 5:179-89. 17. Koutchma T, Parisi B, Patazca E. Validation of UV coiled tube reactor for fresh fruit juices. J Environ Eng 2007; 6:319-28. 18. Wright JR, Sumner SS, Hackney CC, Pierson MD, Zoecklein BW. Efficacy of ultraviolet light for reducing Escherichia coli O157:H7 in unpasteurized apple cider. J Food Prot 2000; 63:563-7. 19. Quintero-Ramos A, Churey JJ, Hartman P, Barnard J, Worobo RW. Modeling of Escherichia coli inactivation by UV irradiation at different pH values in apple cider. J Food Prot 2004; 67(6):1.153-6. 20. Marquenie D, Geeraerd AH, Lammertyn J, Soontjens C, Van Impe JF, Michiels CW, Nicolaï BM. Combinations of pulsed white light and UVC or mild heat treatment to inactivate conidia of Botrytis cinerea and Monilia fructigena. Int J Food Microbiol 2003; 85(1-2):185-96. 21.Schenk M, Guerrero S, Alzamora SM. Response of Some Microorganisms to Ultraviolet Treatment on Fresh-cut Pear. Food Bioprocess Technol 2008; 1:384-92. 22. Chun H, Kim J, Chung K, Won M, Song WB. Inactivation kinetics of Listeria monocytogenes, Salmonella enterica serovar Typhimurium, and Campylobacter jejuni in ready-to-eat sliced ham using UV-C irradiation. Meat Sci 2009; 83(4):599-603. 23. Sastry SK, Datta AK, Worobo RW. Ultraviolet light. JFS supplement: Kinetics of Microbial Inactivation for Alternative Food Processing Technologies 2000; 90-2. 24. Hoyer O. Testing performance and monitoring of UV systems for drinking water disinfection. Water Supply 1998; 16(1/2):419-42. 25. Spikes J. Photodegradation of foods and beverages. In: Smith KC, editor. Photochemical and Photobiological Reviews vol. 6. New York: Plenum; 1981; 39-81. 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:03 Página 67 Nuevas tecnologías de conservación y su aplicación a la industria alimentaria 67 26. Tandon K, Worobo R, Churley J, PadillaZakour O. Storage quality of pasteurized and UV treated apple cider. J Food Process Press 2003; 27:21-35. 27. Matak KE, Sumner SS, Duncan SE, Hovingh E, Worobo, RW, Hackney CR, et al. Effects of ultraviolet irradiation on chemical and sensory properties of goat milk. J Dairy Sci 2007; 90:3.178-86. 28. Dunn JE, Clark RW, Asmus JF, Pearlman JS, Boyer K, Painchaud F. et al. Methods for preservation of foodstuffs. US patent number 5034235; 1991. 29. Dunn J, Ott T, Clark W. Pulsed light treatment of food and packaging. Food Technologist 1995; 49(9):95-8. 30. Palmieri L, Cacace D. High intensity pulsed light technology. In: Sun DW, editor. Emerging technologies for food processing. New York: Academic Press; 2005; 279-306. 31. PurePulse Technologies. 1999. PureBright® CoolPure® advanced sterilization, decontamination and preservation technology for the food and food packaging industry. San Diego, CA. PurePulseTechnologies Inc. Brochure. http://www.packaging2000.com/purepulse/Pure pulse.html. 32. Dunn J. Pulsed light and pulsed electric field for foods and eggs. Poultry Sci 1996; 75(9):1.133-6. 33. Barbosa-Cánovas GV, Pothakamury UR, Palou E, Swanson BG. Nonthermal Preservation of Foods. New York: Marcel Dekker Inc.; 1997. 34. Farkas J. Physical methods of food preservation. In: Doyle MP, Beuchat LR, T.J. Montville TJ, editors. Food Microbiology. Fundamentals and Frontiers. Washington D.C.: ASM Press; 1997; 497-519. 35. Tonon F, Agoulon A, Nicolas K. Lumiere pulsee, príncipe et appliactions. Agoral 2004; 25-31. 36. Lasagabaster A. Factores que determinan la eficacia de la tecnología de luz pulsada para la inactivación de microorganismos de origen alimentario. Tesis Doctoral. Universidad del País Vasco. 2009. 37. Mimouni A. Applications de la lumiere pulsee en agroalimentaire. Ind Aliment Agric 2000; 117:37-9. 38. Anderson JG, Rowan NJ, MacGregor SJ, Fouracre RA, Farish O. Inactivation of foodborne enteropathogenic bacteria and spoilage fungi using pulsed-light. IEEE Trans Plasma Sci 2000; 28(1):83-8. 39. Bialka KI, Demirci A, Virendra MP. Modeling the inactivation of Escherichia coli O157:H7 and Salmonella enterica on raspberries and strawberries resulting from exposure to ozone or pulsed UV-ligth. J Food Eng 2008; 85(3):444-9. 40. Sauer A, Moraru CI. Inactivation of E. coli ATCC 25922 and E. coli O157:H7 in apple juice and apple cider using Pulsed Light treatment. J Food Prot 2009; 72(5):937-44. 41. Smith WL, Lagunas-Solar MC, Cullor JS. Use of pulsed ultraviolet laser light for the cold pasteurization of bovine milk. J Food Prot 2002; 65(9):1.480-2. 42. Lagunas-Solar MC, Piña C, MacDonald JD, Bolkan L. Development of pulsed UV light processes for surface fungal disinfection of fresh fruits. J Food Prot 2006; 69(2):376-84. 43. Gómez-López VM, Devlieghere F, Bonduelle V, Debevere J. Intense light pulses decontamination of minimally processed vegetables and their shelf-life. Int J Food Microbiol 2005; 103:79-89. 44. Shi XM, Zhang GJ, Yuan YK, Ma Y, Xu GM, Yang Y. Research on the inactivation effect of low-temperature plasma on Candida albicans. IEEE Trans Plasma Sci 2008; 36(2):498-503. 45. Wan J, Coventry J, Swiergon P, Sanguansri P, Versteeg C. Advances in innovative processing technologies for microbial inactivation and enhancement of food safety - pulsed electric field and low-temperature plasma. Trends Food Sci Technol 2009; 20(9):414-24. 46. Fernández A, Wilson D, López M, Álvarez A, Brocklehurst TF. Factores que condicionan la efectividad antimicrobiana y mecanismos de acción del PANT. Alimentación, Equipos y Tecnología 2010; 251:39-43. 47. Laroussi M, Leipold F. Evaluation of the roles of reactive species, heat, and UV radiation in the inactivation of bacterial cells by air plasmas at 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:03 Página 68 Los retos actuales de la industria alimentaria 68 atmospheric pressure. Int J Mass Spectrom 2004; 233(1-3):81-6. 48. Laroussi M. Low temperature plasma-based sterilization: Overview and state-of-the-art. Plasma Process. Polym 2005; 2(5):391-400. 49. Laroussi M, Mendis DA, Rosenberg M. Plasma interaction with microbes. New J Phys 2003; 5:41.1-41.10 50. Butz P, Tauscher B. Emerging technologies: chemical aspects. Food Res Int 2002; 35:279-84. 51. Mason TJ, Paniwnyk L. The uses of ultrasound in food processing. Adv. Sonochem 1996; 4:177-203. 52. McClements DJ. Advances in the application of ultrasound in food analysis and processing. Trends Food Sci Technol 1995; 6:293-9. 53. Sala FJ, Burgos J, Condón S, López P, Raso J. Procedimiento para la destrucción de microorganismos y enzimas: proceso MTS. Spanish Patent 93/00021; 1992. 54. Mañas P, Pagán R, Raso J. Predicting lethal effect of Ultrasonic Waves under Pressure Treatments on Listeria monocytogenes ATCC 15313 by power Measurements. J Food Sci 2000; 65:663-7. 55. Davies R. Observations of the use of ultrasound waves for the disruption of microorganisms. Biochim Biophys Acta 1959; 33:481-93. 56. Kinsloe H, Ackerman E, Reid JJ. Exposure of microorganisms to measured sound fields. J Bacteriol 1954; 68:373-80. 57. Condón S, Raso J, Pagán R. 2005. Microbial Inactivation by Ultrasound. In: Barbosa-Cánovas GV, Tapia MS, Cano MP, editors. Novel Food Processing Technologies. Boca Ratón: CRC Press. 2005; 423-42. 58. López P, De la Fuente J, Raso J, Condón S, Sala F, Burgos J. Inactivation of peroxidase, lipoxygenase, and polyphenol oxidase by manothermosonication. J Agric Food Chem 1994; 42:252-6. 59. López P, Burgos J. Lipoxygenase inactivation by manothermosonication: effects of sonication physical parameters, pH, KCl, sugars, glycerol and enzyme concentration. J Agric Food Chem 1995; 43:620-5. 60. Vercet A, López P, Burgos J. Inactivation of heat resistant lipase and protease from Pseudomonas fluorescens by manothermosonication. J Dairy Sci 1997; 80:29-36. 61. Vercet A, Burgos J, López-Buesa P. Manothermosonication of food-resembling systems: effect on nutrient content and nonenzymatic browning. J Agric Food Chem 2001; 50:483-9. 62. Vercet A, Oria R, Marquina P, Crelier S, LópezBuesa P. Rheological properties of yoghurt made with milk submitted to manothermosonication. J Agric Food Chem 2002; 50:6.165-71. 63. Raso J, Barbosa-Cánovas GV. Nonthermal preservation of foods using combined processing techniques. Crit Rev Food Sci Nutr 2003; 43:265-85. 64. Patterson MF. Microbiology of pressure-treated foods. J Appl Microbiol 2005; 98:1.400-9. 65. Cano MP, De Ancos B. Advances in Use of High Pressure to Processing and Preservation of Plant Foods. In: Barbosa-Cánovas GV, Tapia MS, Cano MP, editors. Novel Food Processing Technologies. Boca Ratón: CRC Press. 2005; 312-41. 66. Fernández-Martín F, Tabilo-Munizaga G, Barbosa-Cánovas GV. Starch and other polysaccharides under high pressure. In: BarbosaCánovas GV, Tapia MS, Cano MP, editors. Novel Food Processing Technologies. Boca Ratón: CRC Press. 2005; 261-82. 67. Montero P, Gómez-Guillén MC. HighPressure applications on myosystems. In: Barbosa-Cánovas GV, Tapia MS, Cano MP, editors. Novel Food Processing Technologies. Boca Ratón: CRC Press. 2005; 311-42. 68. Sanz PD. Freezing and Thawing of foods under pressure. In: Barbosa-Cánovas GV, Tapia MS, Cano MP, editors. Novel Food Processing Technologies. Boca Ratón: CRC Press. 2005; 233-60. 69. San-Martín MF, Barbosa-Cánovas GV, Swanson BG. Food processing by high hydrostatic pressure. Crit Rev Food Sci Nutr 2002; 42:627-45. 70. Reddy NR, Solomon HM, Fingerhut GA, Rhodehamel EJ, Balasubramaniam VM, Palaniappan S. Inactivation of Clostridium botulinum type E spores by high pressure processing. J. Food Saf 1999; 19:277-88. 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:03 Página 69 Nuevas tecnologías de conservación y su aplicación a la industria alimentaria 69 71. Mills G, Earnshaw R. Patterson MF. Effects of high hydrostatic pressure on Clostridium sporogenes spores. Lett Appl Microbiol 1998; 26:227-30. 72. Gould GW. Inactivation of spores in food by combined heat and hydrostatic pressure. Acta Aliment 1973; 2:377-83. 73. Wuytack EY, Soons J, Poschet F. Michiels CW. Comparative study of pressure- and nutrient-induced germination of Bacillus subtilis spores. Appl Environ Microbiol 2000; 66:257-61. 74. Cheftel C. Review: high-pressure, microbial inactivation and food preservation. Food Sci Technol Int 1995; 1:75-90. 75. Smelt JPPM. Recent advances in the microbiology of high pressure processing. Trends Food Sci Technol 1998; 9:152-8. 76. Mañas P, Pagán R. Microbial inactivation by new technologies of food preservation. J Appl Microbiol 2005; 98:1.387-99. 77. Aertsen A, De Spiegeleer P, Vanoirbeek K, Lavilla M, Michiels CW. Induction of oxidative stress by high hydrostatic pressure in Escherichia coli. Appl Environ Microbiol 2005; 71:2.226-31. 78. Palou E, López-Malo A, Barbosa-Cánovas GV, Welti-Chanes J, Swanson BG. Kinetic Analysis of Zygosaccharomyces bailii Inactivation by High Hydrostatic Pressure. Lebensmitt-Wiss Technol 1997; 30:703-8. 79. Zook CD, Parish ME, Braddock RJ, Balaban MO. High pressure inactivation kinetics of Saccharomyces cerevisiae ascospores in orange and apple juices. J Food Sci 1999; 64:533-5. 80. Metrick C, Hoover DG, Farkas DF. Effects of high hydrostatic-pressure on heat-resistant and heat-sensitive strains of Salmonella. J Food Sci 1989; 54:1.547-9. 81. Smelt JPPM, Hellemons JC, Wouters PC, Van Gerwen SJC. Physiological and mathematical aspects in setting criteria for decontamination of foods by physical means. Int J Food Microbiol 2002; 78:57-77. 82. Sancho F, Lambert Y, Demazeau G, Largeteau A, Bouvier JM, Narbonne JF. Effect of ultrahigh hydrostatic pressure on hydrosoluble vitamins. J. Food Eng 1999; 39:247-53. 83. Barbosa-Cánovas GV, Pothakamury UR, Palou E. Swanson BG. Biological effects and applications of pulsed electric fields for the preservation of foods. In: Barbosa-Cánovas GV, Pothakamury UR, Palou E, Swanson BG, editors. Nonthermal Preservation of Foods. New York: Marcel Dekker 1998; 73-112. 84. Barbosa-Cánovas GV, Sepúlveda D. Present status and the future of PEF technology. In: Barbosa-Cánovas GV, Tapia MS, Cano MP, editors. Novel Food Processing Technologies. Boca Ratón: CRC Press. 2005; 423-42. 85. Álvarez I. Inactivación Microbiana por Pulsos Eléctricos de Alto Voltaje. Tesis doctoral. Universidad de Zaragoza. 2002. 86. Van Loey A, Verachtert B, Hendrickx M. Effects of high electric pulses on enzymes. Trends Food Sci Technol 2002; 12:94-102. 87. Heinz V, Álvarez I, Angersbach A, Knorr D. Preservation of liquid foods by high intensity pulsed electric fields-basic concepts for process design. Trends Food Sci Technol 2001; 12:103-11. 88. Álvarez I, Condón S, Raso J. Microbial inactivation by pulsed electric fields. In: Raso J, Heinz V, editors. Pulsed Electric Field Technology for the Food Industry. New York: Springer Applied Science 2006; 95-128. 89. Zimmermann U, Pilwat G, Riemann F. Dielectric breakdown of cell membranes. Biophys J 1974; 14:881-99. 90. Qin BL, Barbosa-Cánovas GV, Swanson BG, Pedrow PD, Olsen RG. Inactivating microorganisms using a pulsed electric field continuous treatment system. IEEE Trans Ind Appl 1998; 34:43-50. 91. Pagán R, Esplugas S, Góngora-Nieto MM, Barbosa-Cánovas GV, Swanson BG. Inactivation of Bacillus subtilis spores using high intensity pulsed electric fields in combination with other food conservation technologies. Food Sci Technol Int 1998; 4:33-44. 92. Raso J, Calderón ML, Góngora M, BarbosaCánovas GV, Swanson BG, Inactivation of mold ascospores and conidiospores suspended in fruit juices by pulsed electric fields. Lebensm. Wiss. Technol 1998; 31:668-72. 2817-InterCAP_1.qxd 13/9/11 19:03 Página 70 Los retos actuales de la industria alimentaria 70 93. Barsotti L, Dumay E, Mu TH, Diaz MDF, Cheftel JC. Effects of high voltage electric pulses on protein-based food constituents and structures. Trends Food Sci Technol 2002; 12:136-44. 94. Mañas P, Vercet A. Effect of pulsed electric fields on enzymes and food constituents. In: Raso J, Heinz V, editors. Pulsed Electric Field Technology for the Food Industry. New York: Springer Applied Science 2006; 131-51. 95. Yeom WH, Streaker CB, Zhang QH, Min DB. Effects of pulsed electric fields on the quality of orange juice and comparison with heat pasteurization. J Agric Food Chem 2000; 48:4.597605. 96. Bendicho S, Espachs A, Arántegui J, Martín O. Effect of high intensity pulsed electric fields and heat treatments on vitamins of milk. J Dairy Res 2002; 69:113-23. 97. Hodgins AM, Mittal GS, Griffiths MW. Pasteurization of fresh orange juice using lowenergy pulsed electrical field. J Food Sci 2002; 67:2.294-9. 2817-InterCAP_2.qxd 13/9/11 19:04 Página 71 LOS ADITIVOS COMO HERRAMIENTA TECNOLÓGICA PARA GARANTIZAR LA CALIDAD Y SEGURIDAD DE LOS ALIMENTOS 2817-InterCAP_2.qxd 13/9/11 19:04 Página 72 Aplicación de nuevas tecnologías para la reducción del contenido de sal en jamón curado Elena Fulladosa Tomàs, Nuria García Gil, Xavier Sala Román, Xavier Serra Dalmau, Pere Gou Botó y Jacint Arnau Arboix Introducción El jamón curado es el producto cárnico más importante en la dieta de la población española, ya que el consumo anual per cápita en el año 2008 alcanzó los 4,97 kg/persona (1). Los contenidos de sal de este producto son muy variables dependiendo del proceso de elaboración y de la materia prima utilizada, pudiendo ser, en algunos casos, excesivamente elevados para un sector de la población con tendencia a padecer determinadas enfermedades (2). Según la Organización Mundial de la Salud (OMS) y la Organización para la Agricultura y la Alimentación (FAO), el desarrollo de algunas de las enfermedades crónicas actuales más importantes, como, por ejemplo, la hipertensión o enfermedades cardiovasculares, podrían estar vinculadas con diversos aspectos relacionados con la alimentación y la actividad física. Por esta razón, la OMS ha elaborado la “Estrategia mundial sobre régimen alimentario, actividad física y salud” (3), cuyo reflejo en España ha sido la “Estrategia para la nutrición, actividad física y prevención de la obesidad” (Estrategia NAOS), que, entre otros objetivos, tiene como finalidad mejorar los hábitos alimentarios. Para llevar a cabo estas estrategias son necesarios esfuerzos coordinados. En el contexto de la alimentación, la industria alimentaria tiene un papel importante: poner a disposición de los consumidores una gama de productos con unos contenidos de sal y grasa reducidos. En el proceso de elaboración del jamón curado, la sal es un ingrediente indispensable. Se pretende estabilizar el producto reduciendo el valor de aw (aumentando el contenido de sal y disminuyendo el contenido de agua), principalmente en las zonas más internas. La optimización del proceso es de gran importancia, ya que un exceso de sal genera un gusto excesivamente salado y una deficiencia puede producir defectos de textura y también conlleva un aumento de los riesgos microbiológicos (4). Por lo tanto, la optimización del proceso de elaboración es de gran interés para la industria, sobre todo si se quiere producir un producto con menos sal. Muchos factores pueden influir en la absorción de sal. Las características de la materia prima, como el peso, pH, nivel de engrasamiento, volumen y forma, tipo de corte de la piel o las condiciones del producto, como la humedad superficial, así como la temperatura durante el salado, son de gran importancia. En la actualidad, para poder asegurar un contenido mínimo de sal en todos los jamones de un lote, que asegure su estabilización al final 2817-InterCAP_2.qxd 13/9/11 19:04 Página 74 Los retos actuales de la industria alimentaria 74 de la fase de reposo y evite problemas de textura blanda, se producen un porcentaje de jamones excesivamente salados. Si se quieren desarrollar productos reducidos en sal (2, 5) sin que esto conlleve a la aparición de defectos sensoriales y riesgos microbiológicos es necesario disminuir la variación intralote. Posteriormente, se podrían reducir los contenidos tratando de evitar jamones con contenidos de sal insuficientes. En este capítulo se describen varias estrategias para reducir el contenido de sal en el jamón curado sin reducir la calidad sensorial y microbiológica del producto. Éstas consisten en la selección de la materia prima más conveniente para la producción de jamón curado, en la optimización de las distintas fases del proceso y en la aplicación de tratamientos en el producto final para reducir los defectos del producto debidos a la reducción de sal. Clasificación de la materia prima: pH y nivel de engrasamiento Las características de la materia prima influyen en el salado y en el secado y, por tanto, en la calidad final del producto. Existen varios estudios sobre la influencia de las características tecnológicas de la materia prima en el producto final. Se ha mostrado la importancia del peso, del pH (6-8), la impedancia eléctrica (9, 10) y el contenido graso (11) entre otros factores. Una primera estrategia es la selección de la materia prima según estos parámetros, lo cual podría evitar la aparición de defectos en el producto final. El pH y el nivel de engrasamiento son dos características espe- cialmente importantes cuando se quiere reducir el contenido de sal del producto. El pH El pH es un parámetro relevante que afecta a la absorción de la sal en el jamón curado, la cual a la vez influye en la estabilidad microbiológica (12), en la textura y en la calidad sensorial del producto final (14). La formación de salmuera en la superficie de la carne con un pHSM24h elevado (carne DFD) es menor que en la carne con un pH normal, pero su mayor capacidad de retención de agua permite una mayor absorción de sal en el producto si el aporte de sal es limitado. Contrariamente, la formación de salmuera es mayor en carne con una capacidad de retención de agua baja (carne PSE o carne con un pHSM24h bajo), la cual por ello también absorbe más sal en productos salados en pila. Sin embargo, la formación de salmuera excesiva en la superficie podría reducir su absorción en jamones con una cantidad de sal limitada, ya que se evacua con facilidad y no se retiene en superficie. Por otro lado, la carne con un pH elevado (pHSM24h > 6,2) es más susceptible al deterioro debido al mayor crecimiento microbiológico, presenta una mayor incidencia de brillo (figura 1A) y cristales de fosfato en la superficie (figura 1B), texturas blandas y una mayor adhesividad en zonas con un contenido de agua elevado, así como texturas más duras en zonas secas (figura 1A). Por el contrario, cuando la materia prima tiene un pH bajo (pHSM24h < 5,6) aumenta el velo blanco una vez loncheado o cortado en piezas (figura 1C), así como la incidencia del defecto de pastosidad (figura 1D), provocando dificultad de loncheado del pro- 2817-InterCAP_2.qxd 13/9/11 19:05 Página 75 Aplicación de nuevas tecnologías para la reducción del contenido de sal en jamón curado 75 ducto. También puede aumentar la incidencia de los halos de nitrificación (figura 1E), ya que la reacción de transformación del nitrito a óxido nítrico se produce de forma más rápida, haciendo necesaria una mayor cantidad de nitrito o nitrato añadido para lograr un color homogéneo al corte y evitar los halos de nitrificación (15). A. Brillos en el músculo biceps femoris Todos estos defectos se incrementan cuando se reduce el contenido de sal. La selección de la materia prima en base al pH permite adaptar los procesos de salazón y secado para cada grupo de pH y así reducir los posibles defectos en el producto final. En la actualidad existen en el mercado sistemas de clasificación on-line en base al peso y pH, los cuales ya se encuentran instalados en varias empresas elaboradoras de jamón curado (figura 2). Nivel de engrasamiento B. Cristales de fosfato Otro de los parámetros a tener en cuenta durante el proceso de salado y secado es el nivel de engrasamiento. El espesor de C. Velo blanco D. Pastosidad E. Halo de nitrificación Figura 1. Defectos sensoriales del jamón curado. Figura 2a. Equipo PH120 en las instalaciones del IRTA-CENTA en Monells para la clasificación de jamones frescos mediante medidas de pH (TIMPOLOT, Olot, Girona). El equipo dispone de un sistema de visión artificial que permite, mediante un brazo robotizado, posicionar la sonda de pH en la zona de medida predefinida. El equipo clasifica los jamones en base al peso y la medida de pH y los etiqueta para mantener la trazabilidad. 2817-InterCAP_2.qxd 13/9/11 19:05 Página 76 Los retos actuales de la industria alimentaria 76 Figura 2b. Detalle de la sonda de clasificación durante la punción del jamón. grasa subcutánea y el contenido de grasa intramuscular tienen una influencia importante en la absorción y difusión de la sal durante el proceso de salazón, así como en el proceso de maduración/secado de los jamones (15). Durante la salazón, la absorción de sal en jamones grasos es más lenta debido a que la grasa subcutánea actúa como barrera para la entrada de sal en el producto (figura 3). La difusión de la sal absorbida durante las etapas posteriores al salado también se ralentiza o acelera en función de la cantidad de grasa intra e intermuscular. Por lo tanto, la variación de los contenidos de grasa dentro de un mismo lote puede producir en la industria una variación importante de los niveles de sal absorbida. Algunas empresas realizan una selección visual del producto según este parámetro, pero existen pocos equipos que realicen la clasificación on-line. Un nuevo equipo disponible actualmente en el mercado es el categorizador de jamones (JMP Ingenieros, Sotés, La Rioja). Se trata de un equipo industrial que permite medir en línea y de una forma no invasiva el contenido de magro/grasa de los jamones frescos (figura 4). El sistema realiza medidas de resonancia electromagnética del jamón y proporciona un valor que es directamente proporcional al contenido de magro de la pieza. Ello permite establecer categorías de jamón fresco en base al contenido de magro y ajustar el proceso de salado en función del nivel de en- Figura 3. Modelos de difusión de sal en jamones magros y grasos con un peso aproximado de 12 kilos. 2817-InterCAP_2.qxd 13/9/11 19:05 Página 77 Aplicación de nuevas tecnologías para la reducción del contenido de sal en jamón curado 77 Figura 4. Categorizador de jamones (JMP Ingenieros, Sotés, La Rioja) en las instalaciones del IRTA-CENTA en Monells para la clasificación de jamones frescos en base al contenido de magro/grasa. grasamiento del jamón, reduciendo así la heterogeneidad tanto de las mermas durante el proceso como del contenido de sal del producto final. Además, el categorizador permite identificar los jamones extremadamente magros, así como aquéllos con problemas de acumulación anormal de grasa infiltrada (esteatosis). La absorciometría de rayos X de energía dual (DXA) ha demostrado ser una tecnología útil para predecir el porcentaje de grasa y magro en canales y carne fresca. La atenuación diferencial de los rayos X de baja energía por parte de los tejidos de distinta densidad (tejido magro y graso) permite estimar los porcentajes de cada uno de estos tejidos. Esta tecnología utiliza la información obtenida a dos energías distintas (70 y 40 kV) y se ha utilizado para determinar la composición química de cerdos vivos y canales de cerdo (16-18). Brienne y col. (19) también utilizaron esta tecnología para determinar el contenido de grasa en carne de cerdo y ternera. Las correlaciones de los valores predichos frente a los valores determinados analíticamente fueron muy aceptables, siendo la R2 de 0,70-0,97. 2817-InterCAP_2.qxd 13/9/11 19:05 Página 78 Los retos actuales de la industria alimentaria 78 En la figura 5 se muestran las imágenes obtenidas de un lomo graso y un lomo magro utilizando el equipo DXA a dos energías distintas. El histograma de frecuencias obtenido de la ratio de los datos a las dos energías muestra las diferencias de atenuación debido a la distinta densidad del tejido. Lomo magro Lomo graso Baja energía 40 kV + Atenuación 500 1.000 1.500 2.000 2.500 Alta energía 70 kV - Figura 5a. Representación de la atenuación de rayos X de un lomo graso y un lomo magro a dos energías distintas. Figura 5b. Histograma de frecuencias de la ratio de las dos energías para el lomo graso (azul) y el lomo magro (rojo). Estudios realizados en jamones frescos muestran que esta tecnología puede predecir el porcentaje de grasa con un error medio del 1,15% en un rango de grasa del 12 al 31%. Esta tecnología puede predecir los contenidos de grasa subcutánea e intermuscular, pero no puede estimar los contenidos de grasa intramuscular. La tomografía computarizada (TC), basada también en los rayos X pero de alta energía, también permite estimar la composición del material escaneado. Font i Furnols y col. (20) desarrollaron modelos para determinar de forma no destructiva los porcentajes de magro en canales de cerdo y jamones mediante esta tecnología (figura 6). Estos modelos permiten predecir los contenidos de magro con un error del 0,82%. Actualmente, se está calibrando para determinar también los contenidos en grasa. Sin embargo, este equipo es difícil de implementar en el sistema de producción de las industrias debido a su coste y mantenimiento, así como a los requisitos de seguridad radiológica. Optimización de los procesos de elaboración En los apartados anteriores se ha descrito que algunas características propias de la materia prima, tales como el pH y el nivel de engrasamiento, tienen una incidencia directa sobre el proceso de salado. Sin embargo, también es necesario definir las condiciones más óptimas para cada proceso y tipo de producto. Cuando se quiere reducir el contenido de sal, el proceso es más crítico y su optimización es más importante para producir productos homogéneos y de calidad. 2817-InterCAP_2.qxd 13/9/11 19:05 Página 79 Aplicación de nuevas tecnologías para la reducción del contenido de sal en jamón curado 79 Figura 6. Equipo de la tomografía computarizada (TC) en las instalaciones del IRTA-CENTA en Monells. Las imágenes obtenidas mediante TC permiten visualizar la difusión de sal en el interior del producto (figura 7). La sal tiene una densidad más elevada que la carne, pudiendo distinguirse de estos tejidos. Fulladosa y col. (21) y Santos-Garcés y col. A A1 (22) desarrollaron modelos que permiten determinar los contenidos de sal y agua en jamón curado en distintos momentos del proceso de elaboración. El conocimiento de estos parámetros es muy útil para optimizar los procesos de salado, post-salado y secado. B B1 * Figura 7. Jamones frescos procedentes de la misma canal; la piel de uno de los jamones (A) fue perfilada en redondo mientras que la pareja (B) fue perfilada en V. En las fotografías, se muestra la posición para cada scan de TC. Los tomogramas de TC muestran secciones transversales del jamón con corteza (A1) y su pareja perfilada en V (B1). Nótese que en el scan A1 la piel (g) y la grasa subcutánea (*) son una barrera natural para la penetración de la sal. La fina capa de grasa subcutánea y la poca presencia de corteza (1 ) en B1 permiten la penetración de la sal (las áreas más claras del magro representan sal). 2817-InterCAP_2.qxd 13/9/11 19:05 Página 80 Los retos actuales de la industria alimentaria 80 Factores que afectan al proceso de salado Algunas prácticas previas al salado que se realizan sobre la materia prima afectan a la absorción y distribución de la sal. Estas prácticas, bastante habituales en la producción de jamón curado en España, son el perfilado, el prensado y el uso de jamones congelados/descongelados. Los productores de jamón que utilizan cualquiera de estas prácticas tienen bien definidos los procesos de elaboración en base a su experiencia. En el caso, sin embargo, de querer reducir la sal, es necesario rediseñar estos procesos. El ajuste de los tiempos y temperaturas se puede hacer mediante prueba y error o mediante TC. La TC permite monitorizar, de forma cuantitativa, cualitativa y no invasiva, el contenido de sal a lo largo del proceso de elaboración. Por lo tanto, la TC se convierte en una herramienta muy útil para diseñar procesos seguros ya que ofrece precisión, rapidez y bajo coste. La realización de un corte en forma de V facilita la utilización de la corteza y parte de la grasa para otros fines, logra una mayor estandarización del espesor de la grasa y facilita la retracción del magro durante el secado y el loncheado del jamón. Mediante TC se puede comprobar que los jamones perfilados en V absorben mayor cantidad de sal en comparación con los jamones perfilados en redondo (figura 7). Usando la misma tecnología, Frøystein y col. (23) evidenciaron que la absorción de la sal en el jamón tenía lugar principalmente a través del magro, pero también que la variabilidad en el grosor de la grasa subcutánea podía conllevar variabilidad en la absorción de la sal. Aplicando los modelos de predicción desarrollados previa- mente por Fulladosa y col. (21) y SantosGarcés y col. (22) para cuantificar los contenidos de sal y de agua en jamón curado, se pudieron estimar estos componentes en diferentes estadios del proceso de elaboración. Este análisis mostraba que la sal alcanzaba antes las partes internas más críticas en los jamones perfilados en V (24). La presencia de sal en estas áreas ayudaría a reducir la aw (25) y contribuiría a incrementar la estabilidad de los jamones al incrementar la temperatura del proceso. El prensado de los jamones previo al salado permite estandarizar la forma de éstos y acelerar el salado y secado de las zonas más internas. La forma aplanada hace que la salmuera permanezca durante más tiempo sobre la superficie del magro durante el proceso de salado (14), por lo que los jamones prensados pueden absorber mayor cantidad de sal que los no prensados y de forma más homogénea. La TC confirma estas observaciones. Las diferencias en el contenido de sal debido al prensado también explicarían en parte la variabilidad, en cuanto a absorción de sal, entre jamones salados en diferentes niveles de la pila de sal. El uso de jamones congelados/descongelados es frecuente en zonas donde no abundan mataderos y salas de despiece (26). Poma (27) demostró que los jamones congelados/descongelados no sólo absorbían más sal sino que la migración de ésta hacia el interior era más rápida. La tecnología TC muestra que este proceso permite acortar los diferentes estadios del proceso de elaboración (salado, post-salado y secado) sin que la calidad del producto final se vea afectada. Por lo tanto, el origen de la materia prima (fresco o congelado/descongelado) debe ser un factor a tener en 2817-InterCAP_2.qxd 13/9/11 19:05 Página 81 Aplicación de nuevas tecnologías para la reducción del contenido de sal en jamón curado 81 cuenta en el diseño de nuevos procesos de elaboración (p. ej.: reducción de sal). Diseño del proceso de post-salado Otra aplicación de la tecnología TC es el diseño del proceso de post-salado. En productos reducidos en sal es necesario adaptar los procesos tradicionales en función del contenido de sal en las zonas más críticas del producto. En este sentido, la TC ha sido utilizada por varias empresas para adaptar las condiciones de procesado en jamones con contenido de sal reducido, asegurando así su estabilidad microbiológica. La extensión de la etapa de post-salado a baja temperatura hasta alcanzar, en la zona interna más crítica, un contenido de sal idéntico al adquirido por el producto con un salado estándar permite reducir la aparición de defectos en el producto final. Un ejemplo de definición de proceso a nivel industrial a partir de esta tecnología se observa en la figura 8. Para este caso concreto, el incremento temporal de la fase de post-salado resultó ser de 52 días. Aplicación de tratamientos en el producto final La aplicación de algunos tratamientos en el producto acabado puede reducir los posibles defectos derivados de la reducción del contenido de sal. Altas presiones La aplicación de altas presiones (AP) permite eliminar patógenos y microorganismos causantes de alteraciones, mejorando la seguridad del producto y su vida útil (28). Sin embargo, las características sensoriales pueden verse afectadas, algunas negativamente y otras de forma positiva (29). En la tabla 1 se muestra el grado Figura 8. Variación del contenido de sal en la zona crítica más interna del producto durante el proceso de elaboración determinado mediante TC. SS: salado estándar, SR: salado reducido. El proceso que se describe consiste en una fase de salado, una de post-salado (la cual se incrementa en 52 días en el caso de jamones SR para conseguir el mismo contenido de sal que SS) y una fase de secado. 2817-InterCAP_2.qxd 13/9/11 19:05 Página 82 Los retos actuales de la industria alimentaria 82 Tabla 1. Parámetros sensoriales del jamón curado afectados significativamente (p < 0,05) por el tratamiento de AP a 600 MPa (31). Atributos Loncha entera Homogeneidad de color Brillo Iridiscencia Biceps femoris Dureza Gomosidad Fibrosidad Adhesividad Pastosidad* (incidencia) Salado Umami Dulce Control (n = 10) 600 MPa (n = 10) 5,3 4,2 1,1 4,9 4,9 3,4 3,4 1,8 2,6 2,3 1,4 (10) 1,5 0,9 0,5 5,6 4,4 4,7 0,1 0,2 (4) 2,7 2,0 1,3 * Media de las muestras que presentaron pastosidad. de variación de los parámetros más importantes de apariencia, textura y flavor después de un tratamiento estándar (600 MPa, 6 minutos, 12 ºC) de AP en jamón curado. La apariencia general de la loncha se ve generalmente modificada por un aumento significativo del brillo e iridiscencia, así como por una ligera disminución de la homogeneidad de color (30). Estas características son consecuencia de la menor capacidad de retención de agua y la mayor heterogeneidad estructural del producto presurizado (31). En cuanto a la textura, el tratamiento de AP aumenta la dureza y disminuye la elasticidad del jamón curado de forma significativa. La agregación proteica después del proceso de desnaturalización por presión es la responsable de esta modificación (32). Estos efectos texturales se han mostrado útiles para la corrección de defectos de pastosidad típicamente observados en jamones curados con contenido de sal reducido. Así, como se observa en la tabla 1, disminuye la intensidad y la inci- dencia de este defecto después del tratamiento de AP a 600 MPa. También las propiedades sensoriales relativas al flavor se ven afectadas por el tratamiento de AP, generalmente incrementándose la percepción de los sabores salado, umami y dulce (tabla 1). El número de estudios detallados que correlacionan la estructura a nivel microscópico y molecular (y sus modificaciones tecnológicas por AP y otras tecnologías) con las propiedades sensoriales es todavía escaso. Sin embargo, parece claro que los cambios estructurales modifican la movilidad iónica y las interacciones ion-proteína, condicionando así finalmente la accesibilidad de estos iones a las papilas gustativas. Así, el desarrollo de condiciones de procesado que resulten en un aumento de movilidad del ion Na+ puede ser una de las claves para la obtención de productos con contenido de sal reducido bien aceptados por el consumidor. En el caso del jamón curado tratado por 2817-InterCAP_2.qxd 13/9/11 19:05 Página 83 Aplicación de nuevas tecnologías para la reducción del contenido de sal en jamón curado 83 AP, la disminución de la capacidad de retención de agua de los jamones presurizados puede favorecer la movilidad iónica hacia el exterior del producto, explicando así el aumento observado de los sabores relativos a estos iones. Congelación Procesos como la congelación también pueden ayudar a mejorar el producto, disminuyendo o eliminando la formación de velo blanco. Durante la congelación del producto acabado se logra formar núcleos de cristalización de tirosina, permitiendo la precipitación de una elevada cantidad de tirosina en forma de cristales en la masa del jamón y evitando la precipitación posterior de ésta en la superficie del corte, lo que da lugar al velo blanco (14). Este proceso es más efectivo en los jamones más susceptibles de padecer el defecto y menos eficaz para jamones con una intensidad del defecto moderada/baja. Los jamones reducidos en sal son más susceptibles a la aparición de los cristales de tirosina en la superficie del jamón loncheado (velo blanco) debido a la mayor proteólisis. Por lo tanto, este proceso podría ayudar a mejorar la apariencia de jamones reducidos en sal. Tratamiento térmico Los defectos de textura excesivamente blanda y el defecto de pastosidad son, posiblemente, los de más incidencia en jamón curado y especialmente problemáticos en jamones con contenido reducido en sal. Estos defectos pueden ser mitigados en determinados casos por tratamientos térmicos (33). La reducción del tiempo de salado desde 14 a 10 ó 6 días de salado incrementa de forma significativa las texturas blandas. El almacenamiento de estos ja- mones a 30 ºC durante unos 10 días al final del proceso permite mejorar su textura de forma significativa. Combinación de estrategias La combinación de las anteriores estrategias (selección de materia prima y optimización del proceso) puede ayudar a las industrias del sector a reducir el contenido de sal del jamón curado sin que aparezcan problemas debidos a esta reducción. Los jamones reducidos en sal presentan texturas más blandas que los jamones elaborados siguiendo el proceso tradicional, especialmente cuando el pH es bajo. El tiempo de post-salado no tiene un efecto importante sobre este parámetro en el producto final. Sin embargo, la aplicación de un tratamiento térmico moderado en el producto final puede ayudar a reducir la pastosidad encontrada en jamones reducidos en sal. En cambio, la intensidad de velo blanco después del loncheado depende del pH de la materia prima inicial, siendo más intenso en los jamones con un pH bajo y no observándose apenas en jamones con un pH elevado. La extensión del periodo de post-salado o la disminución de la temperatura global del procesado pueden disminuir la aparición de este defecto, sobre todo en jamones con un pH inicial bajo. Además, la aplicación de un proceso de congelación en el producto final disminuye drásticamente y de forma irreversible la aparición de velo blanco, sobre todo en aquellos jamones más susceptibles de padecerlo. Agradecimientos Este trabajo ha sido parcialmente financiado por la Comisión Europea (proyecto 2817-InterCAP_2.qxd 13/9/11 19:05 Página 84 Los retos actuales de la industria alimentaria 84 TRUEFOOD (FOOD-CT-2006-016264) y proyecto Q-PORKCHAINS (FOOD-CT-2007036245) del VI Programa Marco y por el INIA (proyecto PET-2007-08-C11-08). El contenido del artículo refleja sólo el punto de vista de los autores. La Unión Europea no se hace responsable del uso de la información contenida en el mismo. 9. Oliver MA, Gobantes I, Arnau J, Elvira J, Riu P, Grèbol N, et al. Evaluation of the electrical impedance spectroscopy (EIS) equipment for ham meat quality selection. Meat Sci 2001; 58 (3):305-12. Bibliografía 11. Arnau J, Hugas M, Monfort JM. Jamón curado: Aspectos técnicos. Institut de Recerca i Tecnologia Agroalimentàries. 1st ed. Barcelona: 1987. 1. Ministerio de Medio Ambiente, Medio rural y Marino. Panel de consumo alimentario. Base de datos de consumo en el hogar. Jamón curado. Enero 2006 - diciembre 2007. http:/www. mapa.es/es/alimentación/pags/consumo/Bb/consulta.asp 10. Guerrero L, Gobantes I, Oliver MA, Arnau J, Guàrdia MD, Elvira J, et al. Green hams electrical impedance spectroscopy (EIS) measures and pastiness prediction of dry cured hams. Meat Sci 2004; 66 (2):289-94. 12. Rastelli E, Giraffa G, Carminati D, Parolari G, Barbuti S. Identification and characterisation of halotolerant bacteria in spoiled dry-cured hams. Meat Sci 2005; 70 (2):241-6. 2. Doyle ME, Glass KA. Sodium reduction and its effect on food safety, food quality and human health. Compr Rev Food Sci Food Saf 2010; 9:44-56. 13. Parolari G. Taste quality of Italian raw ham in a free-choice profile study. Food Qual Prefer 1994; 5(1-2):129-33. 3. OMS. Estrategia mundial sobre régimen alimentario, actividad física y salud. 2004. 14. Morales R, Guerrero L, Serra X, Gou P. Instrumental evaluation of defective texture in drycured hams. Meat Sci 2007; 76:536-42. 4. Blesa E, Aliño M, Barat JM, Grau R, Toldrá F, Pagán MJ. Microbiology and physico-chemical changes of dry-cured ham during the post-salting stage as affected by partial replacement of NaCl by other salts. Meat Sci 2008; 78:135-42. 5. Ruusunen M, Puolannne E. Reducing sodium intake from meat products. Meat Sci 2005; 70:531-41. 6. Ruiz-Ramírez J, Arnau J, Serra X, Gou P. Effect of pH24, NaCl content and proteolysis index on the relationship between water content and texture parameters in biceps femoris and semimembranosus muscles in dry-cured ham. Meat Sci 2006; 72:185-94. 7. Morales R, Serra X, Guerrero L, Gou P. Softness in dry-cured porcine biceps femoris muscles in relation to meat quality characteristics and processing conditions. Meat Sci 2007; 77:662-9. 8. Guerrero L, Gou P, Arnau J. Influence of meat pH on mechanical and sensory textural properties of dry-cured ham. Meat Sci 1999; 52:267-73. 15. Arnau J. Factores que afectan a la salazón del jamón curado. Eurocarne 2007; 160:59-76. 16. Mitchell AD, Conway JM, Pott WJE. Body composition analysis of pigs by dual-energy X-ray absorptiometry. J Anim Sci 1996; 74 (11): 2.663-71. 17. Marcoux M, Bernier JF, Pomar C. Estimation of Canadian and European lean yields and composition of pig carcasses by dual-energy X-ray absorptiometry. Meat Sci 2003; 63 (3):356-359. 18. Mercier J, Pomar C, Thériault M, Goule F, Marcoux M, Castonguay F. The use of dualenergy X-ray absorptiometry to estimate the dissected composition of lamb carcasses. Meat Sci 2006; 73 (2):249-57. 19. Brienne JP, Denoyelle C, Baussart H, Daudin JD. Assessment of meat fat content using dual energy X-ray absorption. Meat Sci 2001; 57 (3):235-44. 20. Font i Furnols M, Teran F, Gispert M. Estimation of lean meat content in pig carcasses using X-ray computed tomography images and 2817-InterCAP_2.qxd 13/9/11 19:05 Página 85 Aplicación de nuevas tecnologías para la reducción del contenido de sal en jamón curado 85 PLS regression Chemometr Intell Lab 2009; 98 (1):31-7. 21. Fulladosa E, Santos-Garcés E, Picouet P, Gou P. Salt and water content prediction by computed tomography in dry-cured hams. J Food Eng 2010; 96(1):80-5. 22. Santos-Garcés E, Gou P, Ranau J, Fulladosa E. Non-destructive analysis of aw, salt and water in dry-cured hams during drying process by means of computed tomography. Accepted for publication in J Food Eng. 23. Frøystein T, Sørheim O, Berg SA, Dalen K. Salt distribution in cured hams, studied by computer X-ray tomography. Fleischwirtschaft. 1989; 69(2):220-2. 24. García-Gil N, Santos-Garcés E, Muñoz I, Gou P. Effects of Skin Trimming and Pressing of Raw Hams on Salt Uptake and Distribution during Dry-cured Ham Elaboration Process. Enviado a Meat Sci. 25. Comaposada J, Gou P, Arnau J. The effect of sodium chloride content and temperature on pork meat isotherms. Meat Sci 2000; 55 (3):291-95. 26. Barat JM, Grau R, Ibáñez JB, Fito P. Post-salting studies in Spanish cured ham manufacturing. Time reduction by using brine thawing-salting. Meat Sci 2005; 69(2):201-8. 27. Poma JP. La fabrication du jambon sec: importance de la congelation de la matière première. V.P.C. 1989; 10(5):179-82. 28. Garriga M, Grèbol N, Aymerich MT, Monfort JM, Hugas M. Microbial inactivation after highpressure processing at 600 MPa in commercial meat products over its shelf life. Innov Food Sci Emerg Technol 2004; 5(4):451-7. 29. Serra X, Grèbol N, Guàrdia MD, Guerrero L, Gou P, Masoliver P, et al. High pressure applied to frozen ham at different process stages. 2. Effect on the sensory attributes and on the colour characteristics of dry-cured ham. Meat Sci 2007; 75:21-8. 30. Fulladosa E, Serra X, Gou P, Arnau J. Effects of potassium lactate and high pressure on transglutaminase restructured dry-cured hams with reduced salt content. Meat Sci 2009; 82:213-8. 31. Cheftel J, Culioli J. Effects of high pressure on meat: a review. Meat Sci 1997; 46:211-36. 32. Holley RA, Dong Sun X. High Hydrostatic pressure effects on the texture of meat and meat products. J Food Sci 2010; 75:17-23. 33. Gou P, Morales R, Serra X, Guàrdia MD, Arnau J. Effect of a 10-day ageing at 30 ºC on the texture of dry-cured hams processed at temperatures up to 18 ºC in relation to raw meat pH and salting time. Meat Sci 2008; 8:1.333-9. 2817-InterCAP_2.qxd 13/9/11 19:05 Página 86 2817-InterCAP_2.qxd 13/9/11 19:05 Página 87 La encapsulación como herramienta para la utilización de aditivos Irene Esparza Catalán y Juan Manuel Irache Garreta Introducción En un mercado tan competitivo como es el de la industria alimentaria actual, es necesario evolucionar tecnológicamente para satisfacer las nuevas demandas y necesidades del consumidor y poder mantener el liderazgo en el sector. Por ello, existe un gran interés por modernizar los procesos de obtención del producto, incrementar su vida útil manteniendo sus características organolépticas, mejorar su seguridad y su calidad, potenciar sus propiedades nutricionales para la salud, e incluso obtener productos orientados a la prevención de ciertas enfermedades (diabetes, obesidad, afecciones cardiovasculares, etc.). Son estos dos últimos aspectos los más valorados últimamente por los consumidores, ya que prefieren productos alimenticios convenientes y seguros para la salud, que contengan únicamente ingredientes naturales (1). molecular, lo que permite obtener dispositivos nanométricos que ofrecen un amplio rango de aplicaciones funcionales, ya que sus características físico-químicas divergen de sus homólogos a escala natural. Una de las áreas de la nanotecnología de mayor aplicación en el sector alimentario es la micro/nanoencapsulación de aditivos y sustancias bioactivas. Estos procesos permiten dar respuesta a muchas de las nuevas demandas del ámbito de la calidad y seguridad alimentaria, y el desarrollo de nuevos envasados e ingredientes. En este contexto, la nanotecnología es una ciencia que presenta un gran potencial para revolucionar la industria alimentaria. Su aplicación en este sector es incipiente en comparación con los campos que le preceden, como el biomédico, el farmacéutico, el cosmético y el nutracéutico (2). El primer producto comercializado que aplicó estas técnicas data de los años 50, cuando Green and Schleicher diseñaron un nuevo papel de calco con tinta microencapsulada empleando la coacervación compleja de gelatina y goma arábiga como método de obtención (3). A partir de entonces, la encapsulación se ha introducido lentamente en el campo de la industria alimentaria con el objetivo fundamental de enmascarar sabores indeseados o incluso de transformar líquidos en sólidos. Sin embargo, en los últimos años, el concepto de liberación controlada de los ingredientes encapsulados en el lugar y momento adecuados ha sido fundamental para el desarrollo de nuevos alimentos funcionales (4). Su gran proyección es debida a que se trata de una ciencia dedicada al diseño, caracterización y estudio de los materiales a escala En principio, la utilización de micro y nanopartículas para la encapsulación de aditivos e ingredientes activos puede ofrecer nume- 2817-InterCAP_2.qxd 13/9/11 19:05 Página 88 Los retos actuales de la industria alimentaria 88 rosos beneficios a la industria alimentaria (5, 6). Entre ellos se puede destacar: • Incremento de la estabilidad: en realidad, la encapsulación consiste en aislar ingredientes activos, así como aromas y otros aditivos, evitando su interacción con el resto de componentes de la matriz alimentaria, lo que podría incidir en su degradación, desactivación o, incluso, en una menor absorción. Además, también permite proteger el ingrediente de su interacción con agentes externos, como luz, oxígeno, cambio de pH, calor, etc. Todo ello permite prolongar el tiempo de vida útil del producto. • Retención de ingredientes volátiles: el material de recubrimiento permite retener ingredientes altamente volátiles durante periodos prolongados de tiempo, reduciendo las pérdidas de aromas a lo largo del tiempo de vida útil del producto. • Enmascaramiento de sabores: los sabores o aromas indeseados pueden ser enmascarados previniendo su interacción con la superficie de la mucosa oral. • Liberación controlada: los dispositivos de encapsulación son diseñados para liberar su contenido al entrar en contacto con un determinado estímulo (disolvente, cambio de pH, temperatura, presión osmótica, etc.). Así, los ingredientes o aditivos encapsulados pueden ser liberados en el momento y lugar deseados. • Modificación de las características físicas: a través de la encapsulación es posible transformar una sustancia líquida en sólida, lo que facilita su manipulación. Además, el aditivo encapsulado puede ser dispersado uniformemente en matrices en las que no es soluble ni dispersable en su forma libre. • Reducción de la cantidad requerida de aditivo: al encapsular y, por lo tanto, proteger el aditivo o ingrediente de interés, se consigue disminuir la cantidad necesaria de éste para obtener el beneficio deseado. • Incremento de la biodisponibilidad: gracias a sus propiedades físico-químicas, las micro/nanopartículas permiten asegurar la estabilidad del ingrediente funcional encapsulado hasta su llegada al tracto gastrointestinal, donde es liberado en el tramo de interés, consiguiendo así incrementos significativos en su biodisponibilidad. • Liberación consecutiva de múltiples aditivos funcionales: cuando dos o más ingredientes o aditivos reaccionan entre sí, pueden ser encapsulados y liberados separada, conjunta o consecutivamente. Por todo ello, y desde un punto de vista genaral, el concepto de micro/nanoencapsulación engloba una serie de procedimientos que consisten en aislar una determinada sustancia (en su forma líquida, sólida, semisólida o gaseosa) recubriéndola o introduciéndola en el seno de un material soporte (generalmente polimérico) y que conduce a la obtención de vectores particulares: micropartículas y nanopartículas, fundamentalmente. Se trata de partículas individuales, sólidas y esféricas cuyo tamaño está comprendido entre 1 y 1.000 µm (micropartículas) o entre 1 y 1.000 nm (nanopartículas), capaces de envasar, separar y proteger el principio activo, liberándolo en presencia de un determinado estímulo. En función de su morfología y según las técnicas de fabricación utilizadas, es posible distinguir tres categorías de micropartículas: 2817-InterCAP_2.qxd 13/9/11 19:05 Página 89 La encapsulación como herramienta para la utilización de aditivos 89 • Microcápsulas: partículas huecas constituidas por un recubrimiento sólido que delimita un reservorio, que contienen en su interior una sustancia sólida, líquida o pastosa (sistema reservorio). • Microesferas: partículas plenas, constituidas por una red o matriz continua de un material soporte (el polímero) en el cual la sustancia a encapsular está dispersada al estado molecular (disuelta) bajo forma de solución sólida (sistema matricial monolítico). • Microesferas heterogéneas/microcápsulas homogéneas: son sistemas intermedios entre la heterogeneidad y la homogeneidad extrema. Se identifican por la presencia de zonas ricas y pobres en principio activo y tienen una estructura interna de tipo dispersión cristalina. Paralelamente, es posible distinguir dos tipos principales de nanopartículas según el proceso de fabricación: así se pueden obtener nanoesferas de tipo matricial y nanocápsulas de tipo vesicular, formadas por un núcleo rodeado por una fina capa de material polimérico constitutivo. Según las definiciones expuestas, la única diferencia entre las micropartículas y las nanopartículas son sus tamaños. Sin em- A B bargo, este factor condiciona por completo sus características físico-químicas, ya que esa diferencia de tamaños se traduce en variaciones sustanciales en cuanto a su superficie específica, su comportamiento en fluidos, su capacidad para encapsular determinados tipos de sustancias y su velocidad y tipo de liberación. Los tamaños y las características físico-químicas del dispositivo obtenido están claramente influenciados por el material y el método de producción seleccionados. Así, a la hora de diseñar un vehículo de encapsulación adecuado para un aditivo o sustancia bioactiva es preciso conocer sus características, definir claramente el alimento en el que va a ser incorporado y el beneficio que se desea obtener para poder seleccionar correctamente el material encapsulante y el método de encapsulación. Materiales de recubrimiento Existen multitud de materiales conocidos que pueden ser empleadas para atrapar, recubrir o encapsular sólidos, líquidos o gases de distintas características. Sin embargo, la mayoría de los polímeros sintéticos tradicionalmente empleados en el sector cosmético y farmacéutico no están permitidos para su C Figura 1. Tipos de micropartículas: A) Microcápsulas; B) Microesferas; C) Microesferas heterogéneas/microcápsulas homogéneas. 2817-InterCAP_2.qxd 13/9/11 19:05 Página 90 Los retos actuales de la industria alimentaria 90 utilización en el campo de la alimentación, ya que, aunque ofrecen numerosos beneficios tecnológicos y permiten obtener partículas estables, pueden presentar ciertos problemas de toxicidad y/o aceptación por parte del regulador y/o de los consumidores. En realidad, sólo un número limitado de polímeros (normalmente de origen natural) cuenta con la certificación GRAS (Generally Recognized As Safe) y puede ser empleado en el sector alimentario. En términos generales, es deseable que el material de recubrimiento seleccionado reúna las siguientes características: • Biodegradable. • Económico. • Capaz de proporcionar la máxima protección al material activo frente a agentes externos (matriz alimentaria, oxígeno, calor, luz, humedad, etc.). • Insípido. • Adecuado para su empleo en el sector alimentario. yoría no cumplen la totalidad de los criterios, descritos por lo que, en la práctica, se suelen emplear combinaciones de ellos (7). Carbohidratos La mayoría de los carbohidratos de origen natural están formando oligómeros (oligosacáridos) o polímeros (polisacáridos) de azúcares simples y modificados. Presentan diferentes estructuras moleculares, tamaños y formas, y exhiben una gran variedad de propiedades físicas y químicas. Comprenden más del 90% de la materia seca de las plantas. Son, por tanto, abundantes, de fácil disponibilidad, baratos y se encuentran presentes de forma natural en numerosos alimentos. Los polisacáridos de mayor interés para su empleo en la encapsulación de aditivos e ingredientes funcionales pueden ser clasificados según sus características estructurales (9): • Polisacárido lineal: • Inerte en el medio en que va a ser adicionado. - Neutro: goma guar, goma de algarrobo, goma konjak, goma tara, celulosas, amilosa. • Soluble en disolventes aprobados para su uso en alimentos. - Cargado: carragenato, alginato, quitosano, goma xantana, goma gellan. • No ha de reaccionar con la sustancia a encapsular (salvo excepciones justificadas en que sea ese el objetivo), ni degradarla o reducir su actividad, tanto durante el proceso de encapsulación como durante la vida útil del alimento en que se incorpore. Existe una amplia variedad de materiales de cobertura de origen natural que pueden ser empleados para encapsular ingredientes y aditivos alimentarios. Todos ellos se pueden clasificar en carbohidratos, lípidos, proteínas y materiales inorgánicos (7, 8). En su ma- • Polisacárido ramificado: - Cargado: goma arábiga, goma tragacanto, goma karaya, goma de mezquite, pectina. - Neutro: amilopectina. Almidón Debido a su bajo coste, relativa facilidad de manipulación y versatilidad de aplicaciones, el almidón se contempla como una buena matriz para la encapsulación y la liberación controlada de gran variedad de sustancias 2817-InterCAP_2.qxd 13/9/11 19:05 Página 91 La encapsulación como herramienta para la utilización de aditivos 91 bioactivas. Suele ser empleado para la liberación de probióticos en el colon (9). Químicamente, está constituido por dos tipos de polisacáridos: amilosa (normalmente un 20-30%) y amilopectina (normalmente un 70-80%) (10). El primero presenta estructura lineal consistente en residuos de D-glucopiranosa unidos por enlaces α-(1-4). Estos enlaces son resistentes a las α-amilasas pancreáticas, pero son degradados por las bacterias del colon (11). Por su parte, la amilopectina es un glucano ramificado por residuos de D-glucopiranosa unidos a la cadena principal mediante enlaces α-(1-6). El almidón puede ser modificado químicamente por esterificación, eterificación, oxidación, hidrólisis, acidificación, etc., con el fin de modificar sus propiedades físico-químicas e incrementar sus aplicaciones. Existen almidones modificados acetilados, hidroxipropilados, carboximetilados, etc. (12). Para hacer las partículas de almidón insolubles e incrementar sus aplicaciones en la liberación controlada, el trimetafosfato trisódico ha sido considerado un buen reticulante, no tóxico y aplicable en alimentos (13). Maltodextrinas Se obtienen a partir de almidón de maíz modificado por hidrólisis parcial con ácidos o enzimas. Estas sustancias tienen la ventaja de ser económicas, relativamente insípidas, y apropiadas para la protección de sabores y aromas frente a oxidación (14). Presentan baja higroscopicidad, buena solubilidad, baja viscosidad a altas concentraciones y bajo poder edulcorante. Las maltodextrinas son clasificadas en general por su equivalente en dextrosa (ED), que está inversamente relacionado con el grado de polimerización (GP) del almidón (ED = 100/GP). Así, cuanto menor es el ED, los polímeros son de cadena más larga. Según algunos autores (15), cuanto mayor es este valor, la estabilidad de los materiales encapsulados durante el almacenamiento es superior. Sin embargo, su empleo en encapsulación tiene algunos inconvenientes, ya que carece de propiedades emulsificantes y posee una escasa capacidad de retención de sabores y aromas volátiles (16). Es por ello que numerosos autores la han empleado en conjunción con emulsificantes [por ejemplo, polisorbato 80 (17)] o con otros agentes de recubrimiento (14), como almidón (18), proteínas de lactosuero (19) o goma arábiga (20). Ciclodextrinas Son oligómeros cíclicos de α-D-glucopiranosa obtenidos gracias a la transformación del almidón realizada por ciertas bacterias, como Bacillus macerans (21). Estos polisacáridos se pueden considerar como cápsulas de tamaño molecular que pueden incluir una gran variedad de moléculas en su cavidad interna, formando lo que se conoce como “complejos de inclusión” (22). Se trata de sustancias no tóxicas, no se absorben en el tramo superior del tracto gastrointestinal, y son completamente metabolizadas por la microflora del colon (23). El empleo de estos polisacáridos para la encapsulación de ingredientes o aditivos tiene múltiples beneficios, ya que permite proteger el ingrediente activo lipófilo frente a oxidación, radiación UV, degradación térmica, así como solubilizar colorantes y vitaminas, estabilizar aromas y enmascarar sabores indeseados (22, 23). 2817-InterCAP_2.qxd 13/9/11 19:05 Página 92 Los retos actuales de la industria alimentaria 92 Existen tres tipos fundamentales de ciclodextrinas que se diferencian entre sí, además de por su estructura química, por su solubilidad en agua a 25 ºC: γ-ciclodextrina, la más soluble (23,2 g/100 ml); α-ciclodextrina (14,5 g/100 ml), y β-ciclodextrina (1,85 g/100 ml), la más insoluble (24). por enlaces glucosídicos 1-4. Las cadenas lineales están compuestas por regiones homopoliméricas compuestas por bloques G y M intercaladas con secuencias mixtas (bloques MG) (26). Las propiedades físicas de estos polisacáridos dependen de la proporción relativa de los tres tipos de bloques. Celulosas Los aniones carboxilato de las unidades guluronato del alginato sódico son reticulados fuertemente en presencia de cationes divalentes como el calcio, dando lugar a la obtención de un gel conocido como “modelo de caja de huevo” por su disposición estérica (los iones calcio se sitúan como puentes entre los grupos ácido de los bloques G de distintas cadenas). Los cationes monovalentes y el catión magnesio no inducen la gelificación (27). La celulosa es un homopolímero lineal, insoluble y de elevado peso molecular, formado por unidades repetidas de β-D-glucopiranosilo unidas por enlaces glucosídicos (1-4). Se trata del mayor componente estructural de las plantas y es considerada la sustancia orgánica más abundante existente en la Tierra (10). En el campo de la encapsulación se suelen emplear fundamentalmente derivados de celulosas. Salvo la etilcelulosa (termoplástico empleado para recubrimiento y liberación controlada), los derivados son solubles en agua y presentan distintas propiedades en cuanto a su viscosidad y capacidad gelificante y formadora de films. Algunos ejemplos de estas sustancias son: carboximetil celulosa sódica, metil celulosa, hidroxipropil metil celulosa e hidroxipropil celulosa. Alginato Es uno de los polisacáridos más empleados para la encapsulación de aditivos y sustancias bioactivas en el campo de la alimentación (12). Es mucoadhesivo, biodegradable y biocompatible, por lo que también tiene numerosas aplicaciones en el campo biomédico y farmacéutico (25). Generalmente se obtiene de las algas pardas marinas. Pertenece a la familia de los polisacáridos aniónicos lineales y está constituido por dos unidades monoméricas, ácido β-D manurónico (M) y α-L gulurónico (G), unidas Este polímero es de los más frecuentemente empleados para la inmovilización de células (28) y para facilitar la liberación de sustancias bioactivas en el íleon o el colon, ya que resisten las condiciones ácidas del estómago (12). Sin embargo, no es adecuado si se busca retener moléculas no lipídicas de bajo peso molecular (29), ya que los geles de alginato son permeables a moléculas solubles en agua con pesos moleculares inferiores a 5.000 Daltons. En cambio, los lípidos de bajo peso molecular permanecen retenidos en el seno de la matriz (30). Para minimizar la porosidad del sistema y, por lo tanto, las pérdidas del material hidrosoluble encapsulado, las micropartículas de este polisacárido se recubren con polímeros policatiónicos como el quitosano (31). Carragenato Los carragenatos o carrageninas son hidrocoloides aniónicos gelificantes extraídos de las paredes celulares de las algas rojas marinas (Rhodophycae). Están formados por 2817-InterCAP_2.qxd 13/9/11 19:05 Página 93 La encapsulación como herramienta para la utilización de aditivos 93 copolímeros alternados de β-D-galactosa y 3,6-anhidro-α-D-galactosa unidos por enlaces α-(1-3) y β-(1-4), respectivamente. Existen tres tipos de carragenatos disponibles comercialmente: κ-carragenato, ι-carragenato y λ-carragenato. Las diferencias entre ellos residen en la posición y número de los grupos éster sulfato, lo que determina sus características físico-químicas, como solubilidad, viscosidad y propiedades gelificantes. Este último parámetro es el más importante a considerar a la hora de seleccionar el carragenato como agente encapsulante (32). En principio, sólo el κ-carragenato y el ι-carragenato poseen la propiedad de gelificar mediante cambios de temperatura o en presencia de ciertos cationes como el potasio. Ambos mecanismos son empleados para la formación de partículas para la encapsulación, siendo el κ-carragenato el más interesante para este propósito (32). Además, debido a su destacada carga negativa, son capaces de interaccionar con proteínas que se encuentren por debajo de su punto isoeléctrico, sin necesidad de utilizar cationes. El ejemplo más conocido de interacción es el del κ-carragenato con las proteínas lácteas, más concretamente con la fracción κ-caseína de esta proteína (33, 34). Al igual que el alginato, este polisacárido tampoco es adecuado para la retención de moléculas lipídicas de bajo peso molecular (30). Pectina Es un polisacárido extraído de la pared celular de las plantas. Su estructura, principalmente lineal, está constituida por unidades de ácido D-galacturónico, unidas por enlaces α-(1-4). Estas unidades pueden estar presentes en su forma ácida, esterificadas con metanol, amidadas, o en forma de sales (10). La relación entre los grupos ácidos libres y los esterificados define el grado de esterificación (DE), factor que influye en distintas propiedades de la pectina, como su solubilidad y su capacidad de gelificación. En función de si este valor (DE) es superior o inferior al 50%, las pectinas se pueden clasificar como de alto o de bajo metoxilo, respectivamente. Las primeras gelifican en sistemas ácidos, mientras que las de bajo metoxilo forman geles en presencia de cationes divalentes, como el calcio, a través de la formación de estructuras de “caja de huevo” (35). La aplicación de este polisacárido sin modificar está limitada debido a su elevada solubilidad en agua (12). Así, en la mayoría de los casos se combina con un catión u otro polímero, como quitosano, para formar complejos destinados a la liberación de sustancias bioactivas en el colon (12, 35, 36). Quitosano Es un polisacárido catiónico obtenido por desacetilación parcial de quitina, el principal constituyente del esqueleto de los crustáceos (37). Químicamente es un copolímero formado por unidades de D-glucosamina y N-acetil-D-glucosamina unidos por enlaces β-(1-4) (10). Se trata de un polímero no tóxico, biodegradable, biocompatible y fácilmente modificable mediante métodos físico-químicos. Debido a su valor de pKa de aproximadamente 6,5, el quitosano se encuentra solubilizado y cargado positivamente en disoluciones cuyo pH es inferior a ese valor. Es soluble en la mayoría de disolventes orgánicos ácidos como ácido acético, tartárico y cítrico, pero insoluble en disoluciones de ácido fosfórico o sulfúrico (38). 2817-InterCAP_2.qxd 13/9/11 19:05 Página 94 Los retos actuales de la industria alimentaria 94 Existen múltiples métodos documentados para la obtención de micro y nanopartículas de quitosano (39), siendo la gelificación ionotrópica con tripolifosfato sódico uno de los que más atención ha recibido. Este sistema permite incrementar la eficacia de encapsulación y prolongar el tiempo de liberación (40). No obstante, al tratarse del único polisacárido catiónico pseudonatural, también suele emplearse con gran frecuencia en combinación con proteínas (41) o con otros polisacáridos, como el alginato (42, 43), que resiste las condiciones ácidas del estómago. Además, recientemente se están empleando sustancias como genipina (44) o vainillina (45) como agentes reticulantes en el diseño de micropartículas de quitosano para la liberación controlada, cuya aplicación en alimentación puede resultar de interés. Más concretamente, se ha propuesto en alimentación para la encapsulación de aditivos e ingredientes funcionales, como ácido lipoico (46), vitamina C (47) y otros antioxidantes (48), ácidos grasos esenciales (49), probióticos (31, 50), etc. Cabe destacar su especial interés para la encapsulación de probióticos, ya que es altamente compatible con células vivas (12). Inulina Es un polisacárido presente en la mayoría de los vegetales, compuesto por moléculas de D-fructosa unidas por enlaces β-(1-2). Es muy interesante para la encapsulación y liberación específica de sustancias bioactivas en el colon, ya que soporta las condiciones del tracto gastrointestinal superior, y es hidrolizada por las bifidobacterias presentes en el intestino (51). Además, es económica, presenta numerosos beneficios para la salud por sí sola y puede ser utilizada con la mayoría de técnicas de encapsulación (12). Goma arábiga o acacia Se trata de un complejo proteico-arabinogalactano que, por sus características estructurales, presenta un carácter anfifílico, lo que la convierte en un buen agente emulgente. Así, es considerada la mejor goma para su empleo en emulsiones acuosas (O/A), ya que se adsorbe en la interfase aceite-agua de las gotículas de aceite, dando lugar a la obtención de microemulsiones estables (10, 50, 53). Es por ello que la goma arábiga se considera una de las más interesantes para su empleo en microencapsulación de productos de naturaleza oleosa como ciertos sabores y aromas. Además, cuando se utiliza como agente de recubrimiento de estas sustancias mediante el secado por aspersión, forma una película que recubre las partículas de sabor o aroma protegiéndolas eficazmente de la oxidación y evaporación (54). No obstante, su elevado coste y su limitada disponibilidad restringen su empleo a nivel industrial (55). Goma de mezquite Es un polisacárido muy ramificado que comparte similitudes en estructura primaria y propiedades emulsificantes con la goma arábiga (56), por lo que también se trata de un buen agente encapsulante, capaz de estabilizar sabores y aromas (57). Presenta propiedades formadoras de películas de gran interés para el desarrollo de recubrimientos comestibles (10). Otras Goma guar, goma gelano, goma xantana, goma tragacanto [una de las gomas más resistentes al pH ácido (10)], etc. 2817-InterCAP_2.qxd 13/9/11 19:05 Página 95 La encapsulación como herramienta para la utilización de aditivos 95 Lípidos Son biomoléculas solubles en disolventes orgánicos no polares y, por lo tanto, insolubles en agua. El término lípidos incluye una gran variedad estructural de sustancias que pueden ser empleadas para encapsular compuestos bioactivos, entre las que se incluyen grasas, aceites, ceras, fosfolípidos, etc. En términos generales, suelen emplearse para encapsular sustancias hidrosolubles (5). Grasas y aceites Son ésteres de ácidos grasos con glicerol (mono, di o triacilglicéridos), presentes de forma natural en plantas y animales. Los mono y diacilglicéridos poseen una polaridad apreciable debido a sus grupos hidroxilos libres y por ello tienen características emulsificantes y forman micelas, no siendo así en el caso de los triacilglicéridos. Algunos ejemplos incluyen manteca de cacao, aceite de coco, aceite de maíz, aceite de soja, etc. formada a su vez por dos cadenas largas de ácidos grasos. La presencia de estas dos cadenas hace que, en contacto con el agua, el fosfolípido forme una capa bimolecular, y no micelar, que se repliega formando estructuras cerradas que encierran parte de la suspensión acuosa: los liposomas (58). Así, el interior de estos dispositivos es acuoso, al contrario del contenido interior de las micelas, que aportan un entorno hidrofóbico. Esta estructura tan particular de los liposomas los hace versátiles para la encapsulación y liberación simultánea de sustancias tanto hidrosolubles como liposolubles y anfifílicas, mientras que otros sistemas solamente pueden incorporar sustancias hidrosolubles (59). Los fosfolípidos más abundantes son las fosfatidilcolinas, también conocidas como lecitinas (10, 58), que pueden ser obtenidas de distintas fuentes naturales, como huevo, leche o soja (63). Ceras Son ésteres de un ácido graso de cadena larga con un monoalcohol de cadena larga. Son sólidas a temperatura ambiente y, además de insolubles en agua, poseen características impermeabilizantes. Los tipos de ceras más interesantes son, la de abeja (funde a 62-64 ºC), la de carnauba (funde a 78-85 ºC) y la de candelilla (soluble en la mayoría de disolventes orgánicos y funde a 67-79 ºC) (10). Figura 2. Esquema de la estructura de un liposoma. Fosfolípidos Son moléculas anfipáticas que poseen una región hidrofílica (cabeza polar), compuesta por ácido fosfórico y una molécula de colina (en el caso de las fosfatidilcolinas) o etanolamina, unida por una molécula de glicerol a una región hidrofóbica (cola apolar), Proteínas Su aplicación en el campo de la encapsulación es una buena alternativa, ya que poseen características nutricionales que aportan un valor añadido a la formulación final. Además, se trata de materiales muy acce- 2817-InterCAP_2.qxd 13/9/11 19:05 Página 96 Los retos actuales de la industria alimentaria 96 sibles, en su mayoría económicos, se encuentran presentes de forma natural en los alimentos tanto de origen vegetal como animal y son degradados por las enzimas digestivas (64). Sus propiedades están muy influenciadas por su composición en aminoácidos, su conformación y carga, así como por su temperatura de desnaturalización. No obstante, pueden ser modificadas mediante numerosas técnicas físicas, químicas y enzimáticas, que permiten alterar y mejorar sus propiedades (65), lo que se traduce en variaciones en su funcionalidad como agentes de encapsulación. Como ejemplo cabe destacar la hidrólisis de proteínas, que altera sus características emulsificantes, o el calentamiento, que favorece la formación de conjugados proteína-carbohidratos vía reacción de Maillard natural (66), lo que afecta a su solubilidad, y propiedades emulsificantes y gelificantes (67). Proteínas de origen vegetal Pueden ser clasificadas en cuatro grandes grupos según su solubilidad acuosa [clasificación de Osborne (68)], parámetro importante a considerar a la hora de diseñar un sistema de encapsulación: • Albúminas: solubles en agua. • Globulinas: solubles en soluciones salinas. - Vicilina. - Legumina. • Prolaminas: insolubles en agua. Solubles en disoluciones hidroalcohólicas (75-80% de etanol). - Zeína de maíz. - Hordeína de cebada. - Gliadina de trigo. • Glutelinas: insolubles en agua y alcoholes. Solubles en disoluciones fuertemente alcalinas o ácidas. - Gluten de trigo. En los últimos años se han diseñado sistemas para la obtención de micro y nanopartículas de proteínas vegetales, como legumina (69) y gliadina (70, 71), aunque con el objetivo fundamental de encapsular fármacos. El empleo de estas proteínas para la encapsulación orientada a la industria alimentaria todavía es incipiente. Sin embargo, cabe destacar el interés de la zeína para este propósito, ya que, además de ser utilizada en el sector farmacéutico (72), recientemente se ha empleado para encapsular aceites esenciales (73) o licopeno (74), obteniendo resultados satisfactorios. Además, esta proteína ofrece numerosos beneficios tecnológicos como materia prima de films, recubrimientos y plásticos, y posee resistencia al ataque bacteriano (75). No obstante, se trata de una proteína con contenido escaso en aminoácidos esenciales, como lisina y triptófano, por lo que posee propiedades nutricionales pobres (75). Proteínas de origen animal Pese a la gran variedad de ellas existente, son las proteínas lácteas (caseínas y proteínas del lactosuero), junto con la albúmina procedente de distintos orígenes y la gelatina, las más empleadas para la encapsulación en la industria alimentaria (64, 66). Caseína: es una fosfoproteína que constituye aproximadamente el 80% del total de proteínas de la leche; es soluble y muy termoestable (10); posee una gran capacidad de retención de agua y precipita a un pH aproximado de 4,6 a 20 ºC. Se encuentra constituida por cuatro fracciones funda- 2817-InterCAP_2.qxd 13/9/11 19:05 Página 97 La encapsulación como herramienta para la utilización de aditivos 97 mentales (αs1-caseína, αs2-caseína, β-caseína y κ-caseína) diferenciadas entre sí por su composición en aminoácidos, su distribución de cargas y su tendencia a formar agregados en presencia de calcio. En la leche, las caseínas se encuentran formando grandes partículas coloidales de entre 50 a 600 nm de diámetro (150 nm aproximados de promedio) denominadas “micelas de caseína”. Estas partículas se forman por interacciones hidrofóbicas y por complejación del fosfato de calcio por parte de los radicales de fosfoserina presentes en la estructura de la caseína (76). Dichas micelas constituyen un sistema coloidal muy estable en la leche, siendo una de las principales causas de su color, estabilidad al calor y coagulación por renina (77). En realidad, las micelas de caseína se pueden considerar nanocápsulas naturales que aportan al recién nacido sustancias nutritivas como calcio, fosfato y proteína (78). Esta proteína, en su forma de caseinato, ha sido empleada para la encapsulación de ingredientes funcionales liposolubles, como vitamina D (78) y probióticos (79). También ha sido utilizada en combinación con distintos carbohidratos, como carragenatos, pectinas, goma arábiga (80) o quitosano (81). Proteínas del lactosuero: están constituidas fundamentalmente por α-lactoalbúmina y β-lactoglobulina. Son proteínas globulares, solubles en sus formas nativas en el ambiente iónico de la leche, independientemente del pH. Sin embargo, se hacen insolubles por debajo de su punto isoeléctrico (en torno a pH 5) en un medio de fuerza iónica baja. Al contrario que las caseínas, se desnaturalizan a temperaturas superiores a 70 ºC, haciéndose insolubles y dando lugar a la formación de geles térmicamente irreversibles (10). Sin embargo, el empleo de estas temperaturas para conseguir encapsular aditivos o sustancias bioactivas limita su empleo, ya que no se podría utilizar para ingredientes termolábiles (64). Existen varios métodos de obtención de micro/nanopartículas a partir de este tipo de proteínas, pero la mayoría de estos sistemas requieren el empleo de disolventes orgánicos y/o agentes químicos reticulantes no apropiados para su empleo en alimentos (82). No obstante, se han propuesto nuevos métodos de encapsulación adecuados, empleando las proteínas solas (83) o en combinación con otras matrices, como alginato (84), goma arábiga (85) o pectina (86). Una de las aplicaciones interesantes de estos sistemas es la encapsulación de probióticos (50, 87). Gelatina: es una proteína ampliamente utilizada como agente encapsulante en distintos campos, ya que posee unas excelentes propiedades gelificantes y formadoras de películas (10), es barata y fácilmente asequible. Sin embargo, se disuelve relativamente rápido en medios acuosos, por lo que su empleo en liberación controlada es limitado si se utiliza sin reticular (88). Para resolver este problema se han diseñado micropartículas empleando genipina o ácidos fenólicos como agentes de entrecruzamiento (88, 89), evitando así el empleo de reticulantes tóxicos, como glutaraldehído o formaldehído. No obstante, gracias a su naturaleza anfótera, es un candidato excelente para ser empleado en conjunción con polisacáridos aniónicos gelificantes, como alginato, pectina, goma arábiga, goma gelano, etc., sin necesidad de reticular. Ello se debe a que a pH superior a 6, los hidrocoloides son miscibles, pero por debajo de ese valor (correspondiente al punto isoeléctrico de la gelatina), la proteína adquiere una 2817-InterCAP_2.qxd 13/9/11 19:05 Página 98 Los retos actuales de la industria alimentaria 98 carga neta positiva y establece fuertes interacciones electrostáticas con el carbohidrato cargado negativamente (90). Así, combinando ambos tipos de polímeros se pueden encapsular eficazmente aromas, sabores (91) y probióticos (50). Otros Además de los polímeros descritos, existen otras sustancias que pueden ser empleadas como material de recubrimiento, aunque su uso no es tan extendido. Un ejemplo es el de la polivinil pirrolidona, polímero sintético neutro soluble en agua y disolventes orgánicos, recientemente empleada para la encapsulación de β-caroteno (92). Existen otros polímeros de origen sintético que ofrecen numerosos beneficios tecnológicos como poliésteres, poliacrilatos o polianhídridos, cuya aplicación queda restringida al campo farmacéutico debido a que todavía no han sido aprobados para su uso en alimentos. No obstante, es preciso tenerlos presentes, ya que muchos de ellos no presentan problemas de toxicidad y podrían ser adecuados para su futura aplicación en la encapsulación de aditivos e ingredientes funcionales. Técnicas de encapsulación A pesar de ser muy numerosos, los procedimientos de fabricación de micro y nanopartículas pueden ser clasificados en tres grandes grupos: • Procedimientos físico-químicos: - Coacervación (simple o compleja). - Emulsión-evaporación/emulsión-extracción. - Fusión en caliente. • Procedimientos químicos: - Complejación. - Gelificación. • Procedimientos mecánicos: - Lecho fluido. - Spray (drying, cooling, chilling). - Extrusión. - Disco giratorio (spinning-disk). - Generación electrostática de gotas. - Fluidos supercríticos. - Otros. Como ya se ha indicado en apartados anteriores, la selección del proceso de encapsulación para una aplicación determinada requiere la consideración del tamaño medio de partícula necesario (es preciso tener presente que micropartículas con tamaños superiores a 100-150 µm pueden ser percibidas por el consumidor, por lo que incidirán en las características organolépticas del alimento en el que se incorporen), las propiedades físico-químicas del agente encapsulante y la sustancia a encapsular, las aplicaciones del producto obtenido, el mecanismo de liberación deseado y el costo. A continuación se describen brevemente algunos de los procedimientos de encapsulación más empleados en la industria alimentaria. Procedimientos físico-químicos Coacervación o desolvatación controlada Este término describe el fenómeno de desolvatación de macromoléculas que conduce a una separación de fases en el seno de una disolución coloidal inicialmente ho- 2817-InterCAP_2.qxd 13/9/11 19:05 Página 99 La encapsulación como herramienta para la utilización de aditivos 99 mogénea (93). Una de las fases es rica en el coloide (denominado coacervado) y la otra pobre en esta sustancia (sobrenadante). Este procedimiento conduce generalmente a la formación de micro/nanocápsulas, aunque también pueden obtenerse micro/nanoesferas. El fenómeno de desolvatación puede ser inducido por adición de un no solvente o agente de coacervación (en el que no es soluble el polímero), por adición de electrolitos, modificación de pH o por cambios de temperatura (12). Existen dos tipos de técnicas de coacervación: la simple y la compleja. Coacervación simple: en referencia a los procedimientos utilizados con un único polímero o coloide (5). Es un método sencillo que se puede dividir en los siguientes pasos (figura 3): 1. Dispersión del aditivo en la solución de polímero • Preparación de una disolución inicial del polímero en la que el aditivo o ingrediente a encapsular se encuentra dispersado. • Modificación de las características físicoquímicas de la disolución (94), o bien, adición de un agente de coacervación miscible con el disolvente en el que se encuentra disuelto inicialmente el polímero, que además es incompatible con su presencia en disolución y, por lo tanto, induce su desolvatación. • Deposición del coacervado sobre las partículas de aditivo o ingrediente en suspensión. • Coalescencia de las partículas de coacervado y recubrimiento del aditivo o ingrediente a encapsular. • Solidificación del recubrimiento y, si es necesario, reticulación química, enzimática o por medios físicos (4). 2. Separación de fases o coacervación 4. Deposición del recubrimiento 3. Coacervato 5. Solidificación del recubrimiento Figura 3. Esquema del procedimiento de encapsulación por coacervación. 2817-InterCAP_2.qxd 13/9/11 19:05 Página 100 Los retos actuales de la industria alimentaria 100 Para lograr una encapsulación eficaz se ha de obtener una correcta relación polímero/disolvente/agente de coacervación. Es preferible que el aditivo o ingrediente a encapsular se encuentre dispersado y no disuelto en la solución inicial de polímero (95). Además, el agente de coacervación debe ser miscible con el disolvente del polímero, pero no disolver el aditivo a encapsular, ya que se reduciría notablemente la eficacia de encapsulación, ni tampoco el polímero, ya que de lo contrario la coacervación no tendría lugar. Generalmente se lleva a cabo empleando una proteína y un polisacárido polianiónico. Al ajustar el pH del medio donde se encuentran ambos polímeros por debajo del punto isoeléctrico de la proteína, ésta queda cargada positivamente y reacciona con el segundo polímero, de carga opuesta. La atracción electrostática de ambos polímeros se acompaña de su desolvatación y, lógicamente, de la aparición de un coacervado mixto que recubre las partículas del principio activo dispersadas en el medio de reacción. Este tipo de método se suele llevar a cabo con polímeros como gelatina, metilcelulosa, carragenatos, quitosanos o gliadinas (7). Para ello, estos polímeros o macromoléculas se disuelven en medios acuosos, y se induce su “insolubilización” mediante la adición de disolventes miscibles con agua o electrolitos. Un ejemplo característico es el de la encapsulación de aceite de cítrico en partículas de gelatina. El polímero se disuelve en agua y el aceite se dispersa en el medio acuoso. Una vez agitada la mezcla se reduce la solubilidad de la gelatina en agua bajando la temperatura o añadiendo sulfato sódico (5). El ejemplo más característico de coacervación compleja se realiza con gelatina y goma arábiga, aunque también se han empleado otras proteínas, como gliadina, lactoglobulinas o proteínas de soja, y otros polisacáridos, como carragenatos, alginatos, carboximetilcelulosa, e incluso mezclas de polisacáridos, como quitosano y alginato (4, 5, 7, 66, 96). En los casos en los que se desee encapsular aditivos solubles en agua, es recomendable llevar a cabo la coacervación en medios no acuosos empleando polímeros de características hidrofóbicas, como la etilcelulosa. Coacervación compleja: este tipo de coacervación hace referencia a la desolvatación simultánea de dos coloides diferentes. El fenómeno tiene lugar fundamentalmente por modificación del pH de la disolución inicial, consiguiendo que los dos polímeros implicados en el proceso presenten carga opuesta. Uno de los principales problemas del empleo de estos métodos de coacervación es que en algunos casos requieren el empleo de reticulantes químicos para incrementar la estabilidad de las partículas, como glutaraldehído o formaldehído. No obstante, como alternativa, es posible emplear reticulantes enzimáticos como la transglutaminasa, más aceptable para la industria alimentaria, y sustancias como genipina y polifenoles para la reticulación de coacervados de gelatina (66, 88, 89). En general, los métodos de coacervación (simple o compleja) se consideran métodos poco económicos para la encapsulación de ingredientes y aditivos alimentarios, pero son muy versátiles y permiten aislar gran cantidad de sustancias, enmascarar sa- 2817-InterCAP_2.qxd 13/9/11 19:05 Página 101 La encapsulación como herramienta para la utilización de aditivos 101 bores o aromas indeseados y proteger sustancias lábiles de la degradación (97). Según el aditivo a encapsular es posible emplear distintos tipos de emulsiones: acuosas, no acuosas o múltiples. persado en él. Esta solución se mezcla con una fase acuosa externa en la que el disolvente orgánico es inmiscible y que, en caso necesario, puede incluir tensioactivos. Una vez formada la emulsión O/A, se evapora el disolvente orgánico que contenía el polímero encapsulante y el material a encapsular. El proceso de evaporación hace que el polímero precipite dejando atrapado en su interior el aditivo (figura 4). La modificación de la velocidad y condiciones de agitación permiten controlar el tamaño de partícula. Finalmente las partículas son recolectadas por filtración, centrifugación y secado. Emulsión simple o acuosa (O/A): este método es adecuado para la encapsulación de sustancias liposolubles, y puede llevarse a cabo de dos formas diferentes. La primera de ellas consiste en preparar una disolución inicial del polímero en un disolvente orgánico que contiene el aditivo a encapsular dis- Este método es muy empleado para la encapsulación de fármacos. Sin embargo, su aplicación en el sector alimentario es escasa, ya que requiere el empleo de disolventes orgánicos, como diclorometano, que, aunque es eliminado por evaporación, puede dejar trazas en el producto final. Emulsión-evaporación del disolvente Se trata de métodos basados en la evaporación de la fase interna de una emulsión. La evaporación del disolvente de dicha fase interna conduce a la precipitación del polímero disuelto en ella y, por lo tanto, a la obtención de micro o nanopartículas. 1. Solución orgánica del polímero con el aditivo dispersado 2. Medio dispersante con surfactante(s) 3. Formación de emulsión 4. Evaporación del disolvente 5. Formación de partículas sólidas Figura 4. Esquema del procedimiento de emulsión acuosa (O/A)-evaporación. 2817-InterCAP_2.qxd 13/9/11 19:05 Página 102 Los retos actuales de la industria alimentaria 102 La segunda forma de encapsular aditivos lipófilos mediante emulsión-evaporación consiste en emulsificar el lípido a encapsular en una disolución acuosa que contiene los materiales de recubrimiento, y posteriormente eliminar el disolvente acuoso mediante secado por aspersión (98). Los materiales de recubrimiento utilizados suelen ser mezclas de proteínas, como caseína, gelatina o albúmina, y polisacáridos, como goma arábiga, quitosano y maltodextrina (66, 98, 99). Esta metodología ha sido empleada como sistema de liberación para una gran cantidad de ingredientes y alimentos funcionales, y es probablemente el sistema de liberación de lípidos más utilizado en la industria alimentaria (100). Ejemplos significativos son la encapsulación de aromas y sabores lipófilos, ácidos grasos ω-3, licopeno o vitaminas liposolubles (100-103). Emulsión múltiple: existen dos tipos de emulsiones múltiples: • Acuoso/Oleoso/Acuoso (A/O/A), en la que una emulsión de agua en aceite se dispersa en una segunda fase acuosa externa. Es la más empleada, ya que existe una gran cantidad de emulsificantes hidrófilos que pueden ser empleados para estabilizar la fase oleosa (104). Este tipo de emulsiones permite encapsular aditivos hidrófilos. • Oleoso/Acuoso/Oleoso (O/A/O), en la que una emulsión de aceite en agua se dispersa en una segunda fase oleosa externa. Al igual que las emulsiones simples, las dobles pueden ser realizadas de distintas formas. Una de ellas consistiría en preparar una disolución de la sustancia bioactiva y un tensioactivo en agua, y dispersarla en un disolvente orgánico que contiene el material de recubrimiento disuelto, dando lugar a la formación de una emulsión primaria. A su vez, esta emulsión se emulsiona con una fase acuosa externa que también contiene un surfactante. La evaporación del disolvente orgánico dará lugar a una precipitación del polímero dejando atrapado en su interior el aditivo a encapsular (figura 5). Esta metodología presenta el inconveniente del empleo de disolventes orgánicos, como el dicloromentano, por lo que se hacen necesarias etapas posteriores de purificación. Otra de las alternativas consiste en emplear emulsificantes hidrofóbicos, como poliglicerol o poliricinoleato, para estabilizar la emulsión primaria y emulsificarla en una Ultraturrax Sonicación Sustancia activa en fase acuosa interna Fase orgánica. Polímero Emulsión múltiple Figura 5. Esquema del procedimiento de emulsión múltiple (A/O/A)-evaporación. Micro/nanopartículas 2817-InterCAP_2.qxd 13/9/11 19:05 Página 103 La encapsulación como herramienta para la utilización de aditivos 103 fase acuosa externa que a su vez contiene emulsificantes hidrófilos, como proteínas y gomas. La estabilidad del sistema se puede incrementar empleando un conjugado de proteína y carbohidrato [por ejemplo, caseína-dextrano (104)] como emulsionante O/A, reduciendo así la coalescencia y las pérdidas de aditivos hidrosolubles de la fase acuosa interna (66). El proceso se lleva a término mediante secado (principalmente secado por aspersión o liofilización), y la integridad de la emulsión debe mantenerse cuando se resuspende el polvo en medio acuoso. Existen numerosas patentes e investigaciones que demuestran el alto potencial de este tipo de emulsiones para encapsular y proteger aditivos hidrosolubles y como sistemas de liberación (100). Sin embargo, existen pocos ejemplos de dispositivos obtenidos por estas metodologías que se estén aplicando en la actualidad en alimentos. La principal causa de ello es que resulta difícil obtener emulsiones múltiples estables, fundamentalmente a escala industrial, ya que requieren el empleo de técnicas de homogeneización agresivas y contro- ladas (105), que además pueden comprometer la integridad del aditivo a encapsular. La falta de estabilidad puede ser debida a la coalescencia de las gotas de la fase acuosa interna, o de las gotas de aceite, o a la migración o difusión de agua o sustancias hidrosolubles de la fase acuosa interna a la externa (100, 104, 105). Para solventar estos problemas, recientemente se ha desarrollado una nueva tecnología que permite obtener emulsiones múltiples estables y controlar el tamaño de partícula minimizando las fuerzas de cizalla. Dicha tecnología se conoce como TROMS (Total Recirculation One-Machine System) (106). Fusión en caliente Es un método sencillo que conduce generalmente a la obtención de microesferas. Consiste en disolver o dispersar la sustancia bioactiva en el material de recubrimiento fundido. El conjunto se emulsiona en una fase dispersante por la que la sustancia bioactiva no tiene ninguna afinidad, y posteriormente se enfría. Las gotículas de polímero se solidifican dejando atrapado en su interior el aditivo o sustancia bioactiva a encapsular (figura 6). Ingrediente en polímero o lípido fundido Fase dispersante 1. Dispersión en una fase acuosa o en una fase no solvente del polímero/lípido 2. Formación de partículas por descenso de temperatura Figura 6. Esquema del procedimiento de encapsulación por fusión en caliente. 2817-InterCAP_2.qxd 13/9/11 19:05 Página 104 Los retos actuales de la industria alimentaria 104 La fase dispersante no debe disolver el aditivo a encapsular, ya que ello incidiría en una disminución considerable de la eficacia de encapsulación. La liberación de la sustancia bioactiva del interior de las partículas tiene lugar cuando éstas son sometidas a un incremento de temperatura, por ruptura física (96) o erosión en las condiciones fisiológicas. En términos generales se trata de una técnica versátil, ya que permite encapsular tanto sustancias lipófilas (empleando agua como agente dispersante) o hidrófilas (el agente dispersante en este caso podría ser aceite de silicona, por ejemplo). Los materiales de recubrimiento ideales para este tipo de encapsulación son aceites vegetales hidrogenados, ácidos grasos, cera de abeja o cera de carnauba (5). Procedimientos químicos Gelificación Todos los polímeros forman geles en condiciones particulares de hidratación. Cuando es posible estabilizar el gel formado, esta propiedad puede ser usada para encapsular un activo. El caso más conocido de encapsulación por gelificación es el que tiene lugar con el alginato sódico en presencia de iones calcio. Esta gelificación (conocida como gelificación iónica) puede ser externa o interna. La primera de ellas es la más común y da lugar a la obtención únicamente de micropartículas. El método consiste en hacer gotear una disolución de alginato, que contiene el aditivo a encapsular, sobre una disolución que contiene una sal cálcica (figura 7). El tamaño de partícula vendrá determinado por el tamaño de gota de alginato. La gelificación ocurre inicialmente en la superficie de las gotas, dando lugar a la obtención de microcápsulas flexibles y poco resistentes, en cuyo interior se encuentra el alginato disuelto sin reticular y el aditivo. Si estas microcápsulas se mantienen en contacto con la sal cálcica durante un tiempo, los iones calcio penetran a través de la membrana externa y reticulan el alginato presente en el interior de la microcápsula dando lugar a la obtención de microesferas compactas. Figura 7. Esquema del procedimiento de gelificación iónica con alginato sódico. 2817-InterCAP_2.qxd 13/9/11 19:05 Página 105 La encapsulación como herramienta para la utilización de aditivos 105 Por su parte, la gelificación interna también da lugar a la obtención de microesferas, y normalmente está acompañada de un proceso previo de emulsificación. En este caso, la solución inicial de alginato, que incluye una sal cálcica insoluble, es emulsificada en un medio oleoso. La gelificación es inducida por un cambio de pH, generalmente empleando un ácido liposoluble, que libera o disuelve el calcio (107). Tal y como se ha indicado en apartados anteriores, este sistema es uno de los más empleados para la inmovilización de enzimas y la encapsulación de probióticos (4, 28, 108), sustancias lipófilas y aditivos de elevado peso molecular (30). Generalmente, la matriz de alginato reticulada con calcio que da lugar a la formación de las microesferas es permeable, lo que reduce su capacidad de retención de moléculas de bajo peso molecular (107). Por ello suele emplearse en conjunción con otros materiales de recubrimiento, como el quitosano, pudiendo incluso llegar a obtener nanopartículas (109). Existen otros métodos y polímeros que dan lugar a la obtención de micro o nanopartículas por gelificación. Los ejemplos más característicos son los del quitosano en presencia de tripolifosfato sódico (110), el carragenato en presencia de sales potásicas (111) y la pectina en presencia de sales cálcicas (112). Complejación Tal y como se ha indicado en apartados anteriores, las ciclodextrinas permiten dar lugar a la encapsulación de multitud de sustancias mediante la formación de complejos de inclusión molecular (5). En solución acuosa, la cavidad interior de las ciclodextrinas es ocupada por moléculas de agua, que pueden ser fácilmente sustituidas por moléculas “huésped” menos polares, dando lugar a la formación de complejos estables. Los tipos de enlaces involucrados en dicha formación incluyen fuerzas de Van der Waals, interacciones hidrofóbicas e interacciones dipolo-dipolo (22). De los tres tipos de ciclodextrinas descritos anteriormente, la β-ciclodextrina es la más abundante, se encuentra clasificada como sustancia GRAS desde 1988 (23) y es la más empleada para la inclusión de aditivos como sabores y aromas (5), ya que los protege eficazmente de la evaporación, de la degradación por temperatura y de la oxidación (5, 23, 66, 113). La formación de complejo por inclusión entre la β-ciclodextrina y las moléculas de aroma puede ser llevada a cabo por tres métodos diferentes (114). El primero consiste en mezclar la ciclodextrina y la sustancia a encapsular en una solución acuosa, ocasionalmente en presencia de algún cosolvente como etanol. Al ser menos polar que el disolvente acuoso, la molécula a encapsular desplaza el agua de la cavidad interior de la ciclodextrina (22). En el segundo de los métodos, la complejación se consigue burbujeando la sustancia a encapsular en forma de vapor a través de la solución de ciclodextrina. Por último, el tercer método consiste en mezclar la ciclodextrina y la sustancia a encapsular para formar una pasta que contiene aproximadamente un 10-40% de agua. Este método es quizás el más interesante, ya que se consigue reducir la cantidad de disolvente empleado y, por lo tanto, la energía necesaria para conseguir la deshidratación del complejo es 2817-InterCAP_2.qxd 13/9/11 19:05 Página 106 Los retos actuales de la industria alimentaria 106 menor. Estas ciclodextrinas pueden utilizarse por sí solas o encapsuladas en micro o nanopartículas convencionales. Gracias a su afinidad por los sabores y aromas, las ciclodextrinas pueden ser empleadas además para enmascarar sabores y olores indeseados, llegando a conseguir, por ejemplo, la eliminación de sabores amargos de ciertos zumos y productos de soja, etc. (22, 115). bulización por spray: aspersión y secado (spray-drying), aspersión y enfriamiento (spray-cooling) y aspersión y congelación (spray-chilling). Aspersión y secado (spray-drying): es la técnica más común y económica para encapsular aditivos o ingredientes alimentarios (116). Su empleo conduce generalmente a la obtención de microcápsulas. Spray El proceso de obtención de partículas por esta técnica consiste en preparar una dispersión, disolución o emulsión del ingrediente a encapsular en la matriz polimérica, y atomizar la mezcla a través de aire caliente pera evaporar el disolvente y deshidratar las partículas obtenidas (figura 8), que finalmente son separadas del aire caliente de secado en una cámara a temperatura ambiente. Existen tres tipos fundamentales de obtención de partículas mediante técnicas de ne- En industria alimentaria sólo se suelen emplear mezclas acuosas para su secado por No obstante, las ciclodextrinas son sustancias caras, y la eficacia de encapsulación no es muy elevada, por lo que su empleo se debe hacer en casos especiales en los que interesa proteger sabores o aromas de un alto valor (5). Procedimientos mecánicos Entrada de aire Entrada de muestra Calentador Salida de aire Atomizador Cámara de secado Ciclón separador Microcápsulas Figura 8. Esquema del procedimiento de obtención de micropartículas mediante spray-drying. 2817-InterCAP_2.qxd 13/9/11 19:05 Página 107 La encapsulación como herramienta para la utilización de aditivos 107 aspersión (4, 66). Así, si el material a encapsular es hidrosoluble, se disuelve en una disolución acuosa de la matriz encapsulante. Al atomizar la mezcla, el agua se evapora haciendo que el polímero se deshidrate y se deposite sobre el aditivo a encapsular recubriéndolo y dando lugar a la obtención de microcápsulas. La liberación del aditivo tendrá lugar en cuanto el polvo sea reconstituido en agua (66). Por otra parte, si el aditivo es lipófilo se disuelve en un medio oleoso y se emulsiona en una matriz acuosa que contiene el material de recubrimiento. Los materiales empleados como agente de recubrimiento han de presentar un nivel aceptable de solubilidad en agua (7), por lo que tradicionalmente se emplea goma arábiga, goma de mezquite [permite obtener emulsiones O/A más estables y mejores eficacias de encapsulación que la goma arábiga (117)], maltodextrinas, pectina, almidón modificado y sus mezclas (5, 7, 66, 116, 117). También se utilizan otros materiales como gelatina, proteínas lácteas, proteínas de soja, alginatos, goma guar, etc., pero su empleo es más problemático, ya que es necesario utilizar cantidades de disolventes superiores debido a su menor solubilidad en agua (4, 7). Sin embargo, la presencia de estas sustancias contribuye a mejorar el proceso. Así, por ejemplo, cuando se emplean polisacáridos como maltodextrinas, resulta interesante combinarlas con goma arábiga para contribuir en la continuidad estructural durante la formación de la película encapsulante, ya que la mezcla de dos compuestos de muy diferente peso molecular mejora la eficacia de encapsulación, por ejemplo, de aceites (118). La correcta selección del material a encapsular es un factor muy relevante para la ob- tención de altas eficacias de encapsulación. Sin embargo, no es el único aspecto a considerar, ya que la temperatura de atomización, la temperatura de salida del aire y el flujo de entrada de muestra también afectan a las características finales del producto obtenido (tamaño de partícula, eficacia de encapsulación, formación de agregados, etc.). De hecho, la temperatura de entrada del aire es directamente proporcional a la velocidad de secado. Cuando es baja, la velocidad de evaporación del disolvente es lenta, lo que provoca la formación de microcápsulas de membranas densas y alto contenido en agua, que se agregan con facilidad. Sin embargo, si la temperatura es muy elevada, el disolvente se evapora excesivamente rápido y las membranas de las microcápsulas resultantes pueden quedar alteradas o agrietadas, lo que incide en la degradación y liberación prematura del aditivo encapsulado, o incluso en pérdida de sustancias volátiles (116). En vista de ello, es preciso controlar la temperatura de atomización (suele oscilar entre 90 y 200 ºC) y el flujo de muestra, de modo que se pueda llegar a obtener un proceso de secado y encapsulación eficaz sin comprometer la estabilidad de las partículas y el material a encapsular. Esta técnica se emplea para la producción de una gran cantidad de ingredientes o aditivos alimentarios encapsulados, como vitaminas, minerales, aromas y sabores, ácidos grasos insaturados y enzimas. Su aplicación para la encapsulación de sustancias volátiles es viable debido a que el material de recubrimiento las protege de su pérdida y a que el tiempo de exposición de la muestra al aire caliente es muy reducido (66). No obstante, pueden existir ciertas pérdidas, que tienen 2817-InterCAP_2.qxd 13/9/11 19:05 Página 108 Los retos actuales de la industria alimentaria 108 lugar fundamentalmente en la fase inicial del secado (16). La pulverización y secado también se emplea frecuentemente para encapsular microorganismos probióticos, aunque en este caso existen ciertas controversias, ya que, aunque el tiempo de exposición a temperaturas altas es corto, la tasa de supervivencia de las bacterias suele ser baja (50). Por último, es importante destacar que esta técnica de secado por aspersión no sólo es empleada para la formación de microcápsulas, sino que además se puede utilizar como un sistema auxiliar para desecar micro o nanopartículas obtenidas previamente por otros métodos. Spray-cooling y spray-chilling: son variantes del método de aspersión y secado. La principal diferencia reside en que estos casos no consisten en evaporar el disolvente, sino en solidificar la matriz de recubrimiento, inicialmente fundida, mediante su atomización con aire a temperatura ambiente (spray-cooling) o refrigerado (spraychilling). En el primero de los casos, el material encapsulante seleccionado ha de tener un punto de fusión entre 45 y 122 ºC, mientras que en el segundo de ellos se pueden emplear materiales con temperaturas de fusión de 32-42 ºC (96, 97). Gracias a las bajas temperaturas aplicadas en el procedimiento, estas técnicas son adecuadas para proteger materiales termolábiles y volátiles. Las microcápsulas obtenidas por estos métodos son insolubles en agua debido a su recubrimiento lipídico. Por ello, suelen emplearse para encapsular sustancias hidrosolubles, como sulfato ferroso, algunas vitaminas, minerales, acidulantes y aromas (7, 96, 119). Lecho fluido Originalmente desarrollada para su uso farmacéutico, esta técnica se emplea actualmente en la industria alimentaria para la encapsulación de una gran variedad de ingredientes funcionales y aditivos (7). Se trata de una modificación de la técnica de secado por aspersión que permite ampliar el campo de aplicación. En este caso, la sustancia bioactiva, en su forma sólida, se suspende en el aire en el interior de una cámara troncocónica en condiciones de humedad y temperatura controladas, y sobre ella se pulveriza el polímero de recubrimiento. La sustancia a encapsular va siendo gradualmente recubierta por una capa del material encapsulante. El movimiento aleatorio de las partículas de sustancia bioactiva permite obtener un recubrimiento homogéneo, dando finalmente lugar a la obtención de microcápsulas. Esta técnica puede ser aplicada empleando recubrimientos fundidos, como aceites vegetales hidrogenados, estearinas, ácidos grasos, emulgentes y ceras, o recubrimientos en disolución, como carbohidratos y proteínas (7, 96). En el primero de los casos se emplea aire frío para endurecer el polímero. Los ingredientes encapsulados por este método son liberados al aumentar la temperatura del medio o por ruptura física (por ejemplo, al masticar). Por su parte, cuando el material de recubrimiento se pulveriza en disolución, se emplea aire caliente para evaporar el disolvente y depositar el polímero sobre el material a encapsular. En este segundo caso, la liberación del aditivo tiene lugar cuando las microcápsulas entran en contacto con agua (7). Para conseguir resultados adecuados, es preciso controlar los distintos parámetros de 2817-InterCAP_2.qxd 13/9/11 19:05 Página 109 La encapsulación como herramienta para la utilización de aditivos 109 operación. Uno de los más importantes es el volumen de aire empleado, ya que determina la altura y el movimiento de las partículas de aditivo en la zona de recubrimiento y, por lo tanto, condiciona la obtención de recubrimientos uniformes. También es preciso controlar otros parámetros, como la altura y el flujo de entrada del polímero, la temperatura, etc. (5). Esta técnica es empleada para encapsular gran variedad de ingredientes y aditivos alimentarios. Por ejemplo, se ha empleado para aislar el hierro del ácido ascórbico en formulaciones multivitamínicas, para encapsular ácido cítrico, láctico, sórbico, vitamina C, bicarbonato sódico para productos de panadería, sales añadidas a galletas saladas o a carnes y acidulantes (4, 96, 119, 120). Además, este procedimiento puede ser empleado incluso para recubrir partículas con un segundo material encapsulante con el fin de incrementar la protección del aditivo encapsulado, o incluso para favorecer su liberación controlada en el intestino (4, 12, 66). Extrusión Se trata de una técnica relativamente nueva en comparación con el secado por aspersión. Consiste en hacer pasar una solución o emulsión del aditivo y el material de recubrimiento a alta presión a través de un orificio, dando lugar a finas microgotas de la mezcla que caen sobre un baño que favorece el endurecimiento del polímero. Un ejemplo es el de la extrusión de una disolución de alginato y aditivo sobre una solución de cloruro cálcico, que da lugar a la obtención de microesferas por gelificación iónica. El tamaño de la aguja de salida de la mezcla condicionará el tamaño de partícula obtenido (12). Otro proceso típico consiste en introducir aromas o sabores en una mezcla caliente de carbohidratos fundidos (como jarabe de maíz o almidón modificado) y extrudir la mezcla sobre un baño con un disolvente frío, como el isopropanol. El disolvente frío solidifica el material de recubrimiento dando lugar a una eficaz encapsulación del aroma. Esta técnica suele ser empleada para la encapsulación de aromas, sabores, colorantes y vitamina C, entre otros, llegando a incrementar su tiempo de vida útil hasta 2 años (96). Una de las grandes ventajas de este método es que el aditivo queda encapsulado y protegido en su totalidad por el material de recubrimiento (96). Generación electrostática de gotas Es una variante del método de extrusión, basado en el empleo de fuerzas electrostáticas en el orificio de salida de un líquido para convertirlo en pequeñas gotas cargadas. Con esta técnica es posible reducir la agregación y el tamaño de las partículas obtenidas respecto al método convencional de extrusión, en el que se obtienen esferas de tamaños elevados, que pueden incidir en las características organolépticas del alimento en que se introducen (121). Esta técnica también es empleada normalmente con matrices como alginato, reticulando las esferas obtenidas sobre un baño de cloruro de calcio, o incluso de quitosano (121-123). Disco giratorio Es una técnica prometedora para la industria alimentaria, ya que se trata de un proceso sencillo y económico que permite trabajar en continuo (7, 124). El método consiste en suspender el material a encapsular en la solución de polímero de recubri- 2817-InterCAP_2.qxd 13/9/11 19:05 Página 110 Los retos actuales de la industria alimentaria 110 miento y hacer pasar la mezcla por un disco rotatorio (4). Debido a la fuerza centrífuga, la mezcla es atomizada en finas gotas, de tal modo que el material a encapsular queda recubierto por la solución de polímero (figura 9). Al salir del disco, esas gotas son secadas o enfriadas para solidificar el material de recubrimiento o se hacen caer sobre un medio reticulante. Fluidos supercríticos La aplicación de estas técnicas como una alternativa a los métodos más convencionales descritos anteriormente ha sido objeto de estudio durante las dos últimas décadas (125). Esta técnica requiere el empleo de un fluido supercrítico, es decir, un fluido con presión y temperatura por encima de su punto crítico. El material más empleado como fluido supercrítico en el campo de la alimentación es el dióxido de carbono, ya que es económico, no es tóxico ni inflamable y su temperatura y presión críticas son bajas (31 ºC y 74 bar). En función de cómo se utilice el fluido es posible distinguir distintos métodos de encapsulación. Expansión rápida de soluciones supercríticas (RESS): consiste en disolver tanto la sustancia a encapsular como el polímero de recubrimiento en el fluido supercrítico, y posteriormente despresurizar la solución haciéndola pasar a través de un orificio en una cámara a baja presión, dando lugar a rápida desolvatación del polímero y la formación de un recubrimiento de la sustancia a encapsular en forma de microesferas (4, 126). Esta técnica puede ser modificada, haciendo que la expansión tenga lugar sobre un fluido que contenga un surfactante. Este proceso impide el crecimiento de las partículas formadas por expansión y permite obtener partículas de tamaño nanométrico (127). El método se conoce como RESOLV. La mayor limitación de esta técnica es la baja solubilidad de la mayoría de las sustancias en el fluido supercrítico (125), y la dificultad para controlar el tamaño de las partículas (4). Entrada de muestra Disolución de polímero Partículas del aditivo a encapsular Figura 9. Esquema del procedimiento de obtención de micropartículas mediante disco giratorio. 2817-InterCAP_2.qxd 13/9/11 19:05 Página 111 La encapsulación como herramienta para la utilización de aditivos 111 Fluido supercrítico como antisolvente (SAS): este proceso se emplea para obtener partículas cuando la técnica de RESS no puede ser empleada debido a la baja solubilidad del material en el fluido supercrítico. Se basa en el hecho de que cuando una disolución es suficientemente expandida por un gas, la fase líquida deja de ser un buen disolvente del soluto, y tiene lugar una nucleación. Así, el método consiste en preparar una disolución que contiene el material de recubrimiento y el aditivo a encapsular y ponerla en contacto con el fluido supercrítico, que es miscible con el disolvente del polímero. El proceso da lugar a una supersaturación y precipitación del polímero, permitiendo obtener micro y nanopartículas (128). Uno de los polímeros más interesantes para obtener nanopartículas por este método es la zeína, ya que es soluble en disolventes orgánicos miscibles con el fluido supercrítico (129). Aunque ambos métodos (RESS y SAS) son los más comúnmente empleados, existen otras tecnologías basadas en la manipulación de fluidos supercríticos utilizadas con éxito para la producción de micro y nanopartículas: ASES (aerosol solvent extraction systems) y SEDS (solution enhanced dispersion by supercritical fluids), también basadas en el empleo del fluido supercrítico como antisolvente, y PGSS (particles from gas-saturated solutions/suspensions) (130). Aplicación de la encapsulación en la liberación controlada de aditivos alimentarios Como ya se ha indicado en apartados anteriores, una de las aplicaciones más interesantes de la encapsulación de aditivos e ingredientes alimentarios es la liberación controlada en el lugar y momento deseados, tanto para obtener beneficios tecnológicos como incrementos en la biodisponibilidad del ingrediente (127). A través de distintos mecanismos es posible controlar el tiempo, la velocidad y el lugar de liberación (5, 96, 131): • Difusión: el ingrediente activo es liberado a través de la matriz o red tridimensional de la membrana de recubrimiento. La permeabilidad a través de la matriz y la solubilidad del componente de la pared de la partícula influyen en la velocidad de difusión. • Barrera: la liberación del aditivo depende de la diferencia de concentración entre el interior y el exterior de la cubierta, el espesor de ésta, su permeabilidad y coeficiente de difusión. • Presión: el ingrediente activo es liberado cuando la partícula es sometida a presión (por ejemplo, al abrir un envase cerrado al vacío). • Fractura: la partícula puede ser fracturada por fuerzas de presión o cizalladura. Este sistema de liberación es el más común en gomas de mascar. • Activación del disolvente: la sustancia encapsulada es liberada cuando la formulación entra en contacto con un disolvente que hidrata o disuelve la partícula. Es uno de los sistemas de liberación más empleados en alimentos en polvo. • Efecto enzimático: ciertas enzimas presentes en el alimento o en el tracto gastrointestinal pueden degradar la matriz/membrana de la partícula facilitando la liberación del aditivo encapsulado. 2817-InterCAP_2.qxd 13/9/11 19:05 Página 112 Los retos actuales de la industria alimentaria 112 • Efecto osmótico: el ingrediente activo es liberado debido a las grandes presiones osmóticas creadas en el interior de la partícula. liberación más deseado, pues permite prever de forma fidedigna el comportamiento del sistema. • Efecto pH: el ingrediente activo es liberado en unas condiciones de pH específicas. • Efecto térmico: el ingrediente activo se libera debido a un cambio de temperatura. • Activación por fusión: las grasas o ceras empleadas como material de recubrimiento funden al calentar el alimento liberando el ingrediente activo (mecanismo característico en partículas obtenidas mediante secado por enfriamiento). • Sistemas combinados: el ingrediente activo es liberado como resultado de una combinación de distintos mecanismos. En función del polímero empleado, el tamaño de partícula, la técnica de encapsulación y el mecanismo de activación, la velocidad de liberación del aditivo puede ser constante a lo largo del tiempo (cinética de orden cero) o variar de forma proporcional a la cantidad de sustancia activa contenida en el interior de la micro o nanopartícula, decreciendo exponencialmente con el tiempo (cinética de orden uno). En este segundo caso, frecuentemente suele tener lugar una primera fase de liberación inmediata, conocido como efecto burst. Además, el perfil de liberación también depende del alimento en que son incorporadas las partículas y los tratamientos que sufre. Así, es posible encontrar una gran variedad de perfiles de liberación. Algunos ejemplos son: • Perfil lineal: el porcentaje de sustancia activa liberado es lineal con el tiempo (figura 10). En muchos casos, es el tipo de Figura 10. Perfil de liberación lineal. El porcentaje de aditivo liberado es directamente proporcional al tiempo. Este sistema corresponde al de cinética de orden cero. • Efecto burst inicial: cuando las partículas entran en contacto con el medio que desencadena el proceso, inicialmente se observa un incremento brusco del porcentaje de liberación y posteriormente Figura 11. Perfil de liberación con efecto burst inicial. tiene lugar una liberación sostenida en el tiempo (figura 11). • Efecto burst retardado: Al inicio del proceso, la sustancia encapsulada no es liberada del interior de las partículas. Pasado un determinado tiempo se observa un efecto burst. Este perfil se puede 2817-InterCAP_2.qxd 13/9/11 19:05 Página 113 La encapsulación como herramienta para la utilización de aditivos 113 Ruptura H2O H2O H2O Figura 12. Perfil de liberación con efecto burst retardado y ejemplo esquemático del proceso de liberación por mecanismo osmótico que puede dar lugar a ese perfil. obtener, por ejemplo, por efecto osmótico (figura 12). • Combinaciones (figura 13). No es posible recomendar una técnica específica o un polímero concreto para obtener un perfil determinado de liberación. Cada caso requiere un estudio detallado de la estructura de la molécula bioactiva, las características físico-químicas de las partículas en las que se encapsula, el alimento en el que se va a incorporar y los procesos a los que va a ser sometido. Sin embargo, los avances actuales en el ámbito de la encapsulación permiten garantizar que en la mayoría de los casos habrá un procedimiento que cumplirá con los requisitos necesarios y permitirá su aplicación en un producto específico, llegando Figura 13. Ejemplo de liberación combinada de dos tipos de aditivos. Uno de ellos se liberaría por efecto burst y el otro de forma constante a lo largo del tiempo. a conseguir resultados hasta ahora muy difíciles de obtener. Micro y nanopartículas en alimentos. Situación actual En la actualidad existen multitud de trabajos de investigación y patentes centrados en la encapsulación de ingredientes y aditivos alimentarios encapsulados en micro o nanopartículas con diversos fines. La tabla 1 resume algunos de los ejemplos más recientes. Sin embargo, a pesar de su gran avance en el campo de la investigación, todavía existen pocas empresas en el mercado actual que apliquen estas tecnologías de forma habitual en sus productos (132). Dichas empresas proceden fundamentalmente de EE.UU., Australia, Nueva Zelanda, Corea del Sur, Taiwán, China e Israel, mientras que en Europa este mercado es todavía incipiente (2). No obstante, el interés en estas tecnologías es creciente y, teniendo en cuenta su rápido desarrollo, se espera que en un futuro reciente el número de empresas que las apliquen se vea incrementado notablemente (2). Vainillina Orégano, citronela y majorana Limoneno Aromas Alginato Proteínas de suero lácteo Goma arábiga/maltodextrina Gelatina/sacarosa/goma arábiga Ciclodextrina/maltodextrina Generación electrostática de gotas + gelificación iónica Emulsión + spray-drying Emulsión + spray-drying Emulsión + liofilización Complejo de inclusión + emulsión + spray-drying Retención de volátiles Retención de volátiles Retención y protección Estabilización y fortificación de bebidas Protección y liberación en tracto intestinal β-lactoglobulina/alginato Almidón Vitamina E [143] [142] [91, 140, 141] [138, 139] [78] [135-137] [134] [47, 133] Referencia 19:05 Gelificación iónica Emulsión + spray-drying Incorporación en alimentos bajos en grasas Caseína Protección frente a degradación Protección frente a degradación Protección frente a degradación Objetivo Vitamina D Gelificación iónica Spray-drying Coacervación compleja Spray-drying Tecnología Alginato/pectina Goma arábiga/maltodextrina Proteínas del lactosuero/pectina Quitosano/tripolifosfato Goma arábiga /Maltodextrina Polímero encapsulante 13/9/11 Ácido fólico Tiamina Vitamina C Vitaminas Sustancia activa Tabla 1 (I). Ejemplos de encapsulación de ingredientes o aditivos publicados en los últimos años. 2817-InterCAP_2.qxd Página 114 Los retos actuales de la industria alimentaria 114 Grasas lácteas Carragenato/goma gelano Proteasas Casein/pectin Alginato Alginato L. casei y B. Lactis L. acidophilus y B. Lactis Gelatina/genipita/alginato B. Lactis y L. acidophilus Bifidubacterium adolescentis 15703 T Probióticos Extrusión + gelificación iónica Gelificación interna Coacervación compleja + spray drying Emulsión A/O + gelificación iónica Emulsión O/A + deposición de película electrostática + spray drying Almidón y trealosa Lecitina/quitosano/jarabe de maíz Emulsión O/A + spray-drying Quitosano/maltodextrina/ proteínas del suero lácteo Aceite de pescado Aceite de atún Emulsión O/A + atomización ultrasónica Zeína Aceite de orégano, casia y tomillo Coacervación simple Fusión en caliente Gelificación térmica Fluidos supercríticos (SAS) Spray-drying Tecnología Protección Protección para aplicación en helados Protección Protección Protección frente a oxidación Enmascaración de olores y sabores indeseados y protección frente a oxidación Protección frente a oxidación y liberación controlada en el intestino delgado Adición al queso para acelerar su maduración sin alterar su calidad Liberación sostenida en alimentos Objetivo [150] [149] [79] [148] [103] [49, 147] [73] [146] [144-145] Referencia 19:05 Aceites Zeína Polímero encapsulante 13/9/11 Lisozima Enzimas Sustancia activa Tabla 1 (II). Ejemplos de encapsulación de ingredientes o aditivos publicados en los últimos años. 2817-InterCAP_2.qxd Página 115 La encapsulación como herramienta para la utilización de aditivos 115 Gelatina/sacarosa Licopeno Sulfato férrico de amonio Monoestearato de glicerol Almidón modificado/gelatina/ hexametafosfato sódico/cloruro sódico β-caroteno Spray-chilling Lecho fluido Spray-drying Emulsión O/A + Spray-drying Spray-drying Spray-drying Emulsión A/O + reticulación Spray-drying Protección y aislamiento Fortificación de leche Protección y aislamiento Protección frente a degradación Protección frente a degradación Preservación del colorante Protección frente a oxidación y liberación controlada Liberación sostenida Protección frente a oxidación y liberación controlada Objetivo [155] [154] [153] [14] [152] [45] [46] [151] Referencia 19:05 Yodo Maltodextrina Almidón modificado/maltodextrina Antocianinas Quitosano/vainillina Quitosano Ácido α-lipoico Spray-drying Tecnología 13/9/11 Resveratrol Quitosano Polímero encapsulante Polifenoles Otros Sustancia activa Tabla 1 (III). Ejemplos de encapsulación de ingredientes o aditivos publicados en los últimos años. 2817-InterCAP_2.qxd Página 116 Los retos actuales de la industria alimentaria 116 2817-InterCAP_2.qxd 13/9/11 19:05 Página 117 La encapsulación como herramienta para la utilización de aditivos 117 Conclusiones El empleo de la micro/nanoencapsulación es una gran alternativa para resolver muchos de los problemas de la industria alimentaria actual, ya que se trata de una estrategia adecuada para numerosas aplicaciones, como la fortificación de alimentos, la mejora de propiedades organolépticas, la obtención de incrementos de la vida útil del alimento y el desarrollo de nuevos productos. No obstante, en comparación con el sector biomédico y el farmacéutico, se trata de una nueva área de la ciencia en el campo de la alimentación y, por lo tanto, es preciso reconocer que sus ventajas e inconvenientes todavía no están completamente definidos. Así, es muy importante considerar factores como la salud y la seguridad a la hora de incluir estos dispositivos en alimentos y bebidas. Debe haber claridad y transparencia respecto al impacto para la salud, la seguridad y el medio ambiente. Por ello, es conveniente que exista una convergencia entre la industria alimentaria y la farmacéutica en el desarrollo de nuevos productos relacionados con la mejora de la salud. Actualmente, estas tecnologías están lo suficientemente maduras como para ser transferidas del laboratorio a la industria. El mayor reto se centra en la correcta selección de la técnica y el material de encapsulación. Bibliografía 1. Ponce AG, Del Valle C, Roura SI. Shelf life of leafy vegetables treated with natural essential Olis. J Food Sci 2004; 69(2):50-6. 2. Chaudhry Q, Scotter M, Blackburn J, Ross B, Boxall A, Castle L, et al. Applications and implications of nanotechnologies for the food sector. Food Addit Contam 2008; 25(3):241-58. 3. Green BK, Schleicher L, inventors; NCR CO, assignee. Pressure responsive record materials. United States patent US 2730457.1956 Jan 10. 4. Gouin S. Microencapsulation: industrial appraisal of existing technologies and trends. Trends Food Sci Tech 2004; 15(7-8):330-47. 5. Barvosa-Cánovas GV, Ortega-Rivas E, Juliano P, Yang H. Encapsulation processes. En: Food Powders. Physical properties, Processing and Functionality. New York: Springer-Verlag; 2005, 199-219. 6. Shefer A, Shefer S. Novel encapsulation systems provides controlled release of ingredients. Food Tecnol 2003; 57(11):40-2. 7. Desai KGH, Park HJ. Recent developments in microencapsulation of food ingredients. Drying Technol 2005; 23:1.361-94. 8. Shahidi F, Han X-Q. Encapsulation of food ingredients. Crit Rev Food Sci Nutr 1993; 33(6):501-47. 9. Kosaraju SL. Colon targeted delivery systems: review of polysaccharides for encapsulation and delivery. Crit Rev Food Sci Nutr 2005; 45(4): 251-8. 10. Wandrey C, Bartkowiak A, Harding SE. Materials for encapsulation. En: Zuidam NJ, Nedovic V, editores. Encapsulation Technologies for Active Food Ingredients and Food Processing. EE.UU.: Springer Verlag; 2009; 31-100. 11. Macfarlane GT, Englyst HN. Starch utilization by the human large intestinal microflora. J Appl Bacteriol 1986; 60(3):195-201. 12. De Vos P, Faas MM, Spasojevic M, Sikkema J. Encapsulation for preservation of functionality and targeted delivery of bioactive food components. Int Dairy J 2010; 20(4):292-302. 13. Li BZ, Wang LJ, Li D, Bhandari B, Li SJ, Lan Y, Chen XD, Mao ZH. Fabrication of starchbased microparticles by an emulsificationcrosslinking method. J Food Eng 2009; 92(3): 250-4. 14. Loksuwan J. Characteristics of microencapsulated β-carotene formed by spray drying with modified tapioca starch, native tapioca starch and maltodextrin. Food Hydrocolloids 2007; 21(5-6):928-35. 2817-InterCAP_2.qxd 13/9/11 19:05 Página 118 Los retos actuales de la industria alimentaria 118 15. Wagner LR, Warthesen JJ. Stability of spraydried encapsulated carrot carotenes. J Food Sci 1995; 60(5):1.048-53. 16. Reineccius GA. Spray-drying of food flavors. En: Risch SJ, Reineccius GA, editores. Flavor encapsulation. ACS Symposium Series. Washington DC: American Chemical Society; 1988; 55-66. 17. Barbosa MIM, Borsarelli CD, Cercadante AZ. Light stability of spray-dried bixin encapsulated with different edible polysaccharide preparations. Food Res Int 2005; 38(8-9):989-94. 18. McNamee BF, O'Riordan ED, O'Sullivan M. Effect of partial replacement of gum Arabic with cargohydrates on its microencapsulation properties. J Agric Food Chem 2001; 49(7)3.385-8. 19. Sheu TY, Rosenberge M. Microencapssulation by spray drying ethyl caprylate in whey protein and carbohydrate wall systems. J Food Sci 1995; 60(1):98-103. 20. Krishnan S, Bhosale R, Singhal RS. Microencapsulation of cardamom oleoresins: Evaluation of blends of gum arabic, maltodextrin and a modified starch as wall materials. Carbohydrate polymers 2005; 61(1):95-102. 21. Jeang CL, Lin DG, Hsieh SH. Characterization of cyclodextrin glycosyltransferase of the same gene expressed from Bacillus macerans, Bacillus sutilis and Escherichia coli. J Agric Food Chem 2005; 53(16): 6.301-4. 22. Astray G, González-Barreiro C, Mejuto JC, Rial-Otero R, Simal-Gándara J. A review on the use of cyclodextrins in foods. Food Hydrocolloids 2009; 23(7):1.631-40. 23. Szente L, Szejti J. Cyclodextrins as food ingredients. Trends Food Sci Technol 2004; 15(34):137-42. 24. Blanchard PH, Katz FR. Starch hydrolysates. En: Stephen AM, Phillips GO, Williams PA, editores. Food polysaccharides and their applications. 2ª edición. Boca Ratón, FL; 2006;119-45. nate residues in alginates. Carbohydr Res 1979; 68(1):23-31. 27. Wayne R, Gombotz SFW. Protein release from alginate matrices. Adv Drug Deliv Rev 1998; 31(3):267-85. 28. Vidhyalakshmi R, Bhakyaraj R, Subhasree RS. Encapsulation “The Future of Probiotics”- A Review. Advan Biol Res 2009; 3(3-4):96-103. 29. López-Alvarado J, Langdon CJ, Teshima S, Kanazawa A. Effects of coating and encapsulation of crystallines amino acids on leaching in larval feeds. Aquaculture 1994; 122(4):335-46. 30. Pedroza-Islas R. Alimentos Microencapsulados: Particularidades de los procesos para la microencapsulación de alimentos para larvas de especies acuícolas. En: Cruz-Suárez LE, RicqueMarie D, Tapia-Salazar M, Gaxiola-Cortés, MG, Simoes N, editores. Avances en Nutrición Acuícola VI. Memorias del VI Simposium Internacional de Nutrición Acuícola. México; 2002; 438-47. 31. Lee JS, Cha DS, Park HJ. Survival of freezedried Lactobacillus bulgaricus KFRI 673 in chitosan-coated calcium alginate microparticles. J Agric Food Chem 2004; 52(24):7.300-5. 32. Van de Velde F, Lourenço ND, Pinheiro HM, Bakker M. Carrageenan: A Food-Grade and biocompatible support for immobilisation techniques. Adv Synth Catal 2002; 344(8):815-35. 33. Spagnuolo PA, Dalgleish DG, Goff HD, Morris ER. Kappa-carrageenan interactions in Systems containing casein micelles and polysaccharide stabilizers. Food Hydrocolloids 2005; 19:371-7. 34. Imeson AP. Carrageenan. En: Williams PA, Phillips GO. Handbook of hydrocolloids. Cambridge, UK.: Woodhead Publishing; 2000; 87-101. 35. Esposito E, Cortesi R, Luca G, Nastruzzi C. Pectin-based microspheres. A preformulatory study. Ann N Y Acad Sci 2001; 944:160-79. 25. Li P, Dai YN, Zhang JP, Wang AQ, Wei Q. Chitosan-alginate nanoparticles as a novel drug delivery system for nifedipine. Int J Biomed Sci 2008; 4(3):221-8. 36. Ashford M, Fell J, Attwood D, Sharma H, Woodhead P. Studies on pectin formulations for colonic drug delivery. J Control Rel 1994; 30:225-32. 26. Grasdalen H, Larsen B, Smidsrod O. A p.m.r. study of the composition and sequence of uri- 37. Rinaudo M, Domard A. Solution properties of chitosan. En: Skjak-Braek G, Anthonsen T, 2817-InterCAP_2.qxd 13/9/11 19:05 Página 119 La encapsulación como herramienta para la utilización de aditivos 119 Sandford P, editors. Chitin and Chitosan. New York: Elsevier; 1989; 71-83. 38. Tiyaboonchai W. Chitosan nanoparticles: a promising system for drug delivery. Naresuan University Journal 2003; 11(3):51-66. 39. Sinha VR, Singla AK, Wadhawan S, Kaushik R, Kumria R, Bansal K, et al. Chitosan microspheres as a potential carrier for drugs. Int J Pharm 2004; 274(1-2):1-33. 40. Ko JA, Park HJ, Hwang SJ, Park JB, Lee JS. Preparation and characterization of chitosan microparticles intended for controlled drug delivery. Int J Pharm 2002; 249(1-2):165-74. 41. Guzey D, McClements DJ. Characterization of ß-lactoglobulin-chitosan interactions in aqueous solutions: a calorimetry, light scattering, electrophoretic mobility and solubility study. Food Hydrocol 2006; 20(1):124-31. 42. Sankalia MG, Mashru RC, Sankalia JM, Sutariya VB. Reversed chitosan-alginate polyelectrolyte complex for stability improvement of alpha-amylase: optimization and physicochemical characterization. Eur J Pharm Biopharm 2007; 65(2):215-32. 43. Han J, Guenier AS, Salmieri S, Lacroix M. Alginate and chitosan functionalization for micronutrient encapsulation. J Agric Food Chem 2008; 56(7):2.528-35. 44. Muzzarelli RAA. Genipin-crosslinked chitosan hydrogels as biomedical and pharmaceutical aids. Carbohydr Polym 2009; 77(1): 1-9. 45. Peng H, Xiong H, Li J, Xie M, Liu Y, Bai C, et al. Vanillin cross-linked chitosan microspheres for controlled release of resveratrol. Food Chem 2010; 121(1):23-8. 46. Weerakody R, Fagan P, Kosaraju SL. Chitosan microspheres for encapsulation of a-lipoic acid. Int J Pharm 2008; 357(1-2):213-8. 49. Klaypradit W, Huang YW. Fish oil encapsulation with chitosan using ultrasonic atomizer. LWT 2008; 41(6):1.133-9. 50. Anal AK, Singh H. Recent advances in microencapsulation of probiotics for industrial applications and targeted delivery. Trends Food Sci Technol 2007; 18(5):240-51. 51. Gibson G R, Probert HM, Loo JV, Rastall RA, Roberfroid MB. Dietary modulation of the human colonic microbiota: updating the concept of prebiotics. Nutr Res Rev 2004; 17(2):259-75. 52. Yadav MP, Igartuburu JM, Yan Y, Nothnagel NA. Chemical investigation of the structural basis of the emulsifying activity of gum arabic. Food Hydrocol 2007; 21(2):297-308. 53. Kim YD, Morr CV, Schenz TW. Microencapsulation properties of gum aragic and several food proteins: liquid orange oil emulsion particles. J Agric Food Chem 1996; 44(5):1.308-13. 54. Mc Namee BF, O'Riordan ED, O'Sullivan M. Emulsification and micro-encapsulation properties of gum arabic. J Agric Food Chem 1998; 46(11):4.551-5. 55. Kanakdande D, Bhosale R, Singhal RS. Stability of cumin oleoresin microencapsulated in different combination of gum Arabic, maltodextrin and modified starch. Carbohydr Polym 2007; 67(4):536-41. 56. López-Franco YL, Goycoolea FM, Valdez MA, Calderón de la Barca AM. Goma de mesquite: una alternativa de uso industrial. Interciencia 2006; 31(3):183-9. 57. Beristain CI, García HS, Vernon-Carter EJ. Mesquite gum (prosopis juliflora) and maltodextrin blends as wall materials for spray-dried encapsulated orange peel oil. Food Sci Tech Int 1999; 5(4):353-6. 47. Desai KGH, Park HJ. Encapsulation of vitamin C in tripolyphosphate cross-linked chitosan microspheres by spray drying. J Microencapsul 2005; 22(2):179-92. 58. Murillo M, Espuelas S, Prior S, Vitas AI, Renedo MJ, Goñi MM, Irache JM, Gamazo C. Liberación controlada de principios activos mediante el empleo de formulaciones galénicas. Rev Med Univ Nav 2001; 45(4):19-34. 48. Deladino L, Anbinder PS, Navarro AS, Martino MN. Encapsulation of natural antioxidants extracted from Ilex paraguariensis. Carbohydr Polym 2008; 71(1):126-34. 59. Mozafari MR, Johnson C, Hatziantoniou S, Demetzos C. Nanoliposomes and their applications in food nanotechnology. J Liposome Res 2008; 18(4):309-27. 2817-InterCAP_2.qxd 13/9/11 19:05 Página 120 Los retos actuales de la industria alimentaria 120 60. Kirby CJ. Controlled delivery of functional food ingredients:opportunities for liposomes in the food industry. En: Gregoriadis G, editor. Liposome Technology. London: CRC Press; 1993; 215-32. 61. Mozafari MR, Flanagan J, Matia-Merino L, Awati A, Omri A, Suntres ZE, et al. Recent trends in the lipid-based nanoencapsulation of antioxidants and their role in foods. J Sci Food Agric 2006; 86 (13):2.038-45. 62. Taylor TM, Davidson PM, Bruce BD, Weiss J. Liposomal nanocapsules in food science and agriculture. Crit Rev Food Sci Nutr 2005; 45(7-8):587-605. 63. Thompson AK, Mozafari MR, Singh H. The properties of liposomes produced from milk-fat globule membrane material using different techniques. Lait 2007; 87:349-60. 64. Chen L, Remondetto GE, Subirade M. Food protein-based materials as nutraceutical delivery systems. Trends Food Sci Technol 2006; 17(5):272-83. nanoparticles as drug delivery systems: a study of three different drugs. Int J Pharm 2003; 253(1-2):133-44. 72. Hurtado-López P, Murdan S. Zein microspheres as drug/antigen carriers: A study of their degradation and erosion, in the presence and absence of enzymes. J Microencapsul 2006; 23(3):303-14. 73. Parris N, Cooke PH, Hicks KB. Encapsulation of essential oils in zein nanospherical particles. J Agric Food Chem 2005; 53(12): 4.788-92. 74. Fernández A, Torres-Giner S, Lagarón JM. Novel route to stabilization of bioactive antioxidants by encapsulation in electrospun fibers of zein prolamine. Food Hydrocol 2009; 23(5): 1.427-32. 75. Shukla R, Cheryan M. Zein: the industrial protein from corn. Ind Crops Prod 2001; 13(3):171-92. 65. Chobert JM. Milk protein modification to improve functional and biological properties. Adv Food Nutr Res 2003; 47:1-71. 76. DeKruif CG, Holt C. Casein micelle: structure, functions and interactions. En: Fox PF, McSweeney PLH, editors. Advanced dairy chemistry-1 proteins part A. New York: Kluwer Academic/Plenum Publishers; 2003; 233-76. 66. Augustin MA, Hemar Y. Nano- and microstructured assemblies for encapsulation of food ingredients. Chem Soc Rev 2009; 38(4):902-12. 77. Fox PF, Brodkorb A. The casein micelle: Historical aspects, current concepts and significance. Int Dairy J 2008; 18(7):677-84. 67. Olivier CM, Melton LD, Stanley RA. Creating proteins with novel functionality via the maillard reaction: A review. Crit Rev Food Sci Nutr 2006; 46(4):337-50. 78. Semo E, Kesselman E, Danino D, Livney YD. Casein Micelle as natural nano-capsular Vehicle for nutraceuticals. Food Hydrocol 2007; 21(7): 936-42. 68. Osborne TB. Classification of vegetable proteins. En: The Vegetable Proteins. New York: Longmans, Green and Co.; 1924; 25-35. 79. Oliveira AC, Moretti TS, Boschini C, Baliero JCC, Freitas O, Favaro-Trindade CS. Stability of microencapsulated B. lactis (BI 01) and L. acidophilus (LAC 4) by complex coacervation followed by spray drying. J Microencapsul 2007; 24(7):685-93. 69. Irache JM, Bergougnoux L, Ezpeleta I, Gueguen J, Orecchioni AM. Optimization and in vitro stability of legumin nanoparticles obtained by a coacervation method. Int J Pharm 1995; 126(1-2)103-9. 70. Ezpeleta I, Irache JM, Stainmesse S, Chabenat C, Gueguen J, Popineau Y, et al. Gliadin nanoparticles for the controlled release of alltrans-retinoic acid. Int J Pharm 1996; 131(2): 191-200. 71. Duclairoir C, Orecchioni AM, Depraetere P, Osterstock F, Nakache E. Evaluation of gliadins 80. Ye A, Flanagan J, Singh H. Formation of stable nanoparticles via electrostatic complexation between sodium caseinate and gum arabic. Biopolymers 2006; 82(2):121-33. 81. Bayomi MA, Al-Suwayeh SA, El-Helw AM, Mesnad AF. Preparation of casein-chitosan microspheres containing diltiazem hydrochloride by an aqueous coacervation technique. Pharm Acta Helv 1998; 73(4):187-92. 2817-InterCAP_2.qxd 13/9/11 19:05 Página 121 La encapsulación como herramienta para la utilización de aditivos 121 82. Rosenberg M, Lee SJ. Water-Insoluble, whey protein-based microspheres prepared by an allaqueous process. J Food Sci 2004; 69(1):50-8. 93. Dziezak JD. Microencapsulation and encapsulated ingredients. Food Technol 1988; 42(4):136-51. 83. Beaulieu L, Savoie L, Paquin P, Subirade M. Elaboration and characterization of whey protein beads by an emulsification/cold gelation process: Application for the protection of retinol. Biomacromolecules 2002; 3(2):239-48. 94. Ezpeleta I, Irache JM, Gueguen RJ, Orecchioni AM. Properties of glutaraldehyde crosslinked vicilin nano- and microparticles. J Microencapsul 1997; 14(5):557-65. 84. Rosenberg M, Lee SJ. Calcium-alginate coated, whey protein-based microspheres: preparation, some properties and opportunities. J Microencapsul 2004; 21(3):263-81. 85. Schmitt C, Sánchez C, Thomas F, Hardy J. Complex coacervation between β-lactoglobulin and acacia gum in aqueous medium. Food Hydrocol 1999; 13(6):483-96. 86. Bédié GK, Turgeon SL, Makhulof TJ. Formation of native whey protein isolate-low methoxyl pectin complexes as a matrix for hydro soluble food ingredient entrapment in acidic foods. Food Hydrocol 2008; 22(5):836-44. 87. Picot A, Lacroix C. Production of multiphase water insoluble microcapsules for cell microencapsulation using an emulsification/spray-drying technology. J Food Sci 2003; 68(9):2.693 -700. 88. Esposito E, Cortesi R, Nastruzzi C. Gelatin microspheres: influence of preparation parameters and thermal treatment on chemico-physical and biopharmaceutical properties. Biomaterials 1996; 17(20):2.009-20. 89. Strauss G, Gibson S. Plant phenolics as crosslinkers of gelatine gels and gelatin based coacervates for use as food ingredients. Food Hydrocol 2004; 18(1):81-9. 90. King AH. Encapsulation of food ingredients: a review of available technology, focusing on hydrocolloids. En: Risch SJ, Reineccius GA, editores. Encapsulation and controlled release of food ingredients. Washington DC, USA: American Chemical Society; 1995; 213-20. 95. Ramos D, Gómez M, Fernández D. Métodos de obtención de microesferas biodegradables. Rev Cubana Farm 2001; 35(2):126-35. 96. Gibbs BF, Kermasha S, Alli I, Mulligan CN. Encapsulation in the food industry: a review. Int J Food Sci Nutr. 1999; 50(3):213-24. 97. Schrooyen PMM, Van der Meer R, De Kruif CG. Microencapsulation: its application in nutrition. Proc Nutr Soc 2001; 60(4):475-9. 98. Matsuno R, Adachi S. Lipid encapsulation technology-techniques and applications to food. Trends in Food Sci Technol 1993; 4(8):256-61. 99. Turchiuli C, Fuchs M, Bohin M, Cuvelier ME, Ordonnaud C, Peyrat-Maillard MN, et al. Oil encapsulation by spray drying and fluidised bed agglomeration. Innov Food Sci EmergTechnol 2005; 6(1):29- 35. 100. McClements DJ, Decker EA, Park Y, Weiss J. Structural design principles for delivery of bioactive components in nutraceuticals and functional foods. Crit Rev Food Sci Nutr 49, 2009; 577-606. 101. McClements DJ, Decker EA. Lipid oxidation in oil-in water emulsions: Impact of molecular environment on chemical reactions in heterogeneous food systems. J Food Sci 2000; 65(8):1.270-82. 102. Ribeiro HS, Ax K, Schubert H. Stability of lycopene emulsions in food systems. J Food Sci 2003; 68(9):2.730-4. 91. Kaushik V, Roos YH. Limonene encapsulation in freeze-drying of gum arabic-sucrose-gelatin systems. LWT 2007; 40(8): 1.381-91. 103. Klinkesorn U, Sophanodora P, Chinachoti P, Decker EA, McClements DJ. Encapsulation of emulsified tuna oil in two-layered interfacial membranes prepared using electrostatic layerby-layer deposition. Food Hydrocol 2005; 19(6):1.044-53. 92. Prado SM, Buera MP, Elizalde BE. Structural collapse prevents β-carotene loss in a supercooled polymeric matrix. J Agric Food Chem 2006; 54(1):79-85. 104. O'Regan J, Mulvihill DM. Sodium caseinatemaltodextrin conjugate stabilized double emulsions: Encapsulation and stability. Food Res Int 2010; 43(1):224-31. 2817-InterCAP_2.qxd 13/9/11 19:05 Página 122 Los retos actuales de la industria alimentaria 122 105. Charcosset C. Preparation of emulsions and particles by membrane emulsification for the food processing industry. J Food Eng 2009; 92(3):241-9. 106. García del Barrio G, Novo Villaverde FJ, Recarte Flamarique FJ, Renedo Omaecheverría MJ, Irache Garreta JM, inventores; Instituto Científico y Tecnológico de Navarra ICT, titular. Method and device for the production of microparticles for controlled release of water-soluble pharmaceuticals and viral vectors. Application to the administration of plasmid DNA and defective recombinant adenovirus. Patente internacional WO/2001/068059. 20-092001. 107. Silva CM, Ribeiro AJ, Ferreira D, Veiga F. Insulin encapsulation in reinforced alginate microspheres prepared by internal gelation. Eur J Pharm Sci 2006; 29(2):148-59. 108. Chan AWJ, Mazeaud I, Becker T, Neufeld RJ. Granulation of subtilisin by internal gelation of alginate microspheres for application in detergent formulation. Enzym Microb Technol 2006; 38(1-2):265-72. 109. Li P, Dai Y-N, Zhang JP, Wang AQ, Wei Q. Chitosan-Alginate nanoparticles as a novel drug delivery system for nifedipine. Int J Biomed Sci 2008; 4(3):221-8. 110. Yoksan R, Jirawutthiwongchai J, Arpo K. Encapsulation of ascorbyl palmitate in chitosan nanoparticles by oil-in-water emulsion and ionic gelation processes. Colloid Surface B 2010; 76(1):292-7. 111. Adhikari K, Mustapha A, Grün IU, Gernando L. Viability of microencapsulated bifidobacteria in sety yogurt during refrigerated storage. J Dairy Sci 2000; 83(9): 1.946-51. 112. Das S, Ng K-Y. Colon-specific delivery of resveratrol: Optimization of multi-particulate calcium-pectinate carrier. Int J Pharm 2010; 385(12):20-8. 113. Pagington JS. Molecular encapsulation with β-cyclodextrin. Food Flavor Ingred Proc Pac 1985; 7:51-5. 114. Bhandari BR, D'Arcy BR, Padukka I. Encapsulation of lemon oil by paste method using a β-cyclodextrin: encapsulation efficiency and profile of oil volatiles. J Agric Food Chem 1999; 47(12):5.194-7. 115. Reineccius GA. Flavor manufacturing. Part II. Flavor encapsulation. En: Heath HB, editor. Source Book of Flavors. New York: Chapman & Hall; 1994; 605-25. 116. Gharsallaoui A, Roudaut G, Chambin O, Voilley A, Saurel R. Applications of spray-drying in microencapsulation of food ingredients: an overview. Food Res Int 2007; 40(9):1.107-21. 117. Beristain CI, García HS, Vernon-Carter EJ. Mesquite gum (prosopis juliflora) and maltodextrin blends as wall materials for spray-dried encapsulated orange peel oil. Food Sci Technol Int 1999; 5(4):353-6. 118. Lumdubwong N. Low and medium-DE maltodextrins from waxy wheat starch: preparation and properties. Starch/Stärke 2001; 53(12):605-15. 119. Augustin MA, Sanguansri L, Margetts C, Young B. Microencapsulation of food ingredients. Food Aust 2001; 53:220-3. 120. Desettinck K, Huyghebaert A. Fluidized bed coating in food technology. Trends Food Sci Technol 1999; 10(4-5):163-8. 121. Manolkovic V, Rajic N, Djonlagic J, Obradovic B, Nedovic V, Burarski B. Application of electrostatic extrusion-flavor encapsulation and controlled release. Sensors 2008; 8(3):1.488-96. 122. Nedovic VA, Obradovic B, LeskosekCukalovic I, Trifunovic O, Pesic R, Bugarski B. Electrostatic generation of alginate microbeads loaded with brewing yeast. Process Biochem 2001; 37(1):17-22. 123. Li B, Zhang W, Pan Z. A novel method for microencapsulation of protein using hig-voltage electrostatic field system. Proceedings of the American Society of Agricultural and Biological Engineers International (ASABE) Nº 067098. 2006; 1-8. 124. Teunou E, Poncelet, D. Rotary disc atomisation for microencapsulation applications-prediction of the particle trajectories. J Food Eng 2005; 71(4):345-53. 125. Cocero MJ, Martín A, Mattea F, Varona S. Encapsulation and co-precipitation processes 2817-InterCAP_2.qxd 13/9/11 19:05 Página 123 La encapsulación como herramienta para la utilización de aditivos 123 with supercritical fluids: Fundamentals and applications. J Supercrit Fluids 2009; 47(3):546-55. cheese as a food carrier for the delivery of folic acid. LWT 2006; 39(2):146-51. 126. Jung J, Perrut M. Particle design using supercritical fluids: Literature and patent survey. J Supercrit Fluids 2001; 20(3):179-219. 137. Lopera SM, Guzmán C, Cataño C, Gallardo C. Desarrollo y caracterización de micropartículas de ácido fólico formadas por secado por aspersión, utilizando goma arábiga y maltodextrina como materiales de pared. Vitae 2009; 16(1):5565. 127. Sanguansri P, Augustin MA. Nanoscale materials development - a food industry perspective. Trends Food Sci Technol 2006; 17(10):547-56. 128. Byrappa K, Ohara S, Adschiri T. Nanoparticles synthesis using supercritical fluid technology-towards biomedical applications. Adv Drug Del Rev 2008; 60(3): 299-327. 129. Zhong O, Jin M, Xiao D, Tian H, Zhang W. Application of supercritical anti-solvent technologies for the synthesis of delivery systems of bioactive food components. Food Biophys 2008; 3(2):186-90. 130. Augustin MA, Sanguansri P. Nanoestructured materials in the food industry. Adv Food Nutr Res 2009; 58:183-213. 131. Pothakamury UR, Barbosa-Cánovas GV. Fundamental aspects of controlled release in foods. Trends Food Sci Technol 1995; 6(12): 397-406. 132. Abbas KA, Saleh AM, Mohamed A, MohdAzhan N. The recent advances in the nanotechnology and its applications in food processing: A review. J Food Agric Environment 2009; 7(3-4):14-7. 133. Righetto AM, Netto FM. Vitamin C stability in encapsulated green West Indian cherry juice and in encapsulated synthetic ascorbic acid. J Sci Food Agric 2006; 86(8):1.202-8. 134. Bédié GK, Turgeon SL, Makhlouf TJ. Formation of native whey protein isolate-low methoxyl pectin complexes as a matrix for hydro-soluble food ingredient entrapment in acidic foods. Food Hydrocol 2008; 22(5): 836-44. 135. Madziva H, Kailasapathy K, Philips M. Alginate-pectin microcapsules as a potential for folic acid delivery in foods. J Microencapsul 2005; 22(4):343-51. 136. Madziva H, Kailasapathy K, Phillips M. Evaluation of alginate-pectin capsules in cheddar 138. Somchue W, Sermsri W, Shiowatana J, Siripinyanond A. Encapsulation of α-tocoferol in protein-based delivery particles. Food Res Int 2009; 42(8):909-14. 139. Chen CC, Wagner G. Vitamine E nanoparticles for beverage applications. Chem Eng Res Des 2004; 82(11):1.432-7. 140. Soottitantawat A, Yoshii H, Fruta T, Ohkawara M, Linko P. Microencapsulation by spray drying: influence of emulsion size on the retention of volatile compounds. J Food Sci 2003; 68(7):2.256-62. 141. Shiga H, Yoshii H, Taguchi R, Nishiyama T, Furuta T, Linko P. Release characteristics of flavour from spray-dried powder in boiling water and during rice cooking. Biosci Biotechnol Biochem 2003; 67(2):426-8. 142. Baranauskien, R, Venskutonis PR, Dewettinck K, Verhe R. Properties of oregano (Origanum vulgare L), citronella (Cymbopogon nardus G), and marjoram (majorana hortensis L.) flavors encapsulated into milk protein-based matrices. Food Res Int 2006; 39(4):413-25. 143. Manojlovic V, Rajic N, Djonlagic J, Obradovic B, Nedovic V, Bugarski B. Application of electrostatic extrusion-flavour encapsulation and controlled release. Sensors 2008; 8(3):1.488-96. 144. Zhong Q, Jin M, Davidson M, Zivanovic S. Sustained release of lysozyme from zein microcapsules produced by a supercritical anti-solvent process. Food Chem 2009; 115(2):697-700. 145. Zhong Q, Jin M. Nanoscalar structures of spray-dried zein microcapsules and in vitro release kinetics of the encapsulated lysozyme as affected by formulations. J Agric Food Chem 2009; 57(9):3.886-94. 146. Kailasapathy K, Lam SH. Application of encapsulated enzymes to accelerate cheese ripening. Int Dairy J 2005; 15(6-9):929-39. 2817-InterCAP_2.qxd 13/9/11 19:05 Página 124 Los retos actuales de la industria alimentaria 124 147. Drusch S, Serfert Y, Van Den Heuvel A, Schwarz K. Physicochemical characterization and oxidative stability of fish oil encapsulated in an amorphous matrix containing trehalose. Food Res Int 2006; 39(7):807-15. 148. Annan NT, Borza AD, Hansen LT. Encapsulation in alginate-coated gelatine microspheres improves survival of the probiotic Bifidobacterium adolescentis 15703T during exposure to simulated gastro-intestinal conditions. Food Res Int 2008; 41(2):184-93. 149. Homayouni A, Azizi A, Ehsani MR, Yarmand M.S, Razavi SH. Effect of microencapsulation and resistant starch on the probiotic survival and sensory properties of symbiotic ice cream. Food Chem 2008; 111(1):50-5. 150. Albertini B, Vitali B, Passerini N, Cruciani F, Di Sabatino M, Rodríguez, L, et al. Development of microparticulate systems for intestinal delivery of Lactobacillus acidophilus and Bifidobacterium lactis. Eur J Pharm Sci. Forthcoming (2010). doi: 10.1016/j.ejps.2010.04.011. 151. Kosaraju SL, D'ath L, Lawrence A. Preparation and characterisation of chitosan microspheres for antioxidant delivery. Carbohydr Polym 2006; 64(2):163-7. 152. Ersus S, Yurdagel U. Microencapsulation of anthocyanin pigments of black carrot (Daucuscarota L.) by spray drier. J Food Eng 2007; 80(3):805-12. 153. Shu B, Yu W, Zhao Y, Liu X. Study on microencapsulation of lycopene by spray-drying. J Food Eng 2007; 76(4):664-9. 154. Diosady LL, Alberti JO, Mannar MGV. Microencapsulation for iodine stability in salt fortified with ferrous fumarate and potassium iodide. Food Res Int 2002; 35(7): 635-42. 155. Kwak HS, Yang KM, Ahn J. Microencapsulated iron for milk fortification. J Agric Food Chem 2003; 51(26): 7.770-4. Las películas de envasado como vehículo para los aditivos Joaquín Gómez Estaca, Ramón Catalá Moragrega, Pilar Hernández Muñoz y Rafael Gavara Clemente Introducción Vivimos en una época en la que la industria alimentaria ha adquirido una creciente importancia a medida que nuestra alimentación se ha desplazado hacia el consumo de productos con un alto nivel de manufactura. Además, se plantea la necesidad de abastecer adecuadamente a una población en aumento, lo que da lugar a la elaboración de alimentos que se conserven durante más tiempo, manteniendo unas características organolépticas, higiénicas y sanitarias adecuadas. Para satisfacer estas exigencias, el papel que representa el uso de aditivos alimentarios en la industria moderna es de gran relevancia, llegando a tal extremo que sin la utilización de aditivos sería prácticamente imposible obtener una producción óptima, con las garantías de seguridad higiénica y los estándares de calidad que actualmente se requieren. Debido a la utilización generalizada de aditivos alimentarios por parte de la industria, se hace necesario el establecimiento de una serie de mecanismos de control que regulen su correcta utilización y que verifiquen sus resultados. Para que una sustancia sea admitida para su uso como aditivo alimentario debe demostrarse su inocuidad toxicológica y además debe demostrarse su necesidad, de tal modo que su uso suponga ventajas tecnológicas y beneficios para el consumidor. Los motivos por los que deberá establecerse dicha necesidad son: conservar la calidad nutritiva de un alimento; proporcionar alimentos con destino a un grupo de consumidores con necesidades dietéticas especiales; aumentar la estabilidad de un alimento o mejorar sus propiedades organolépticas, o favorecer los procesos de fabricación, transformación o almacenamiento de un alimento, siempre que no se enmascaren materias primas defectuosas o prácticas de fabricación inadecuadas. Existen multitud de aditivos con un gran abanico de funcionalidades en el alimento. En el Real Decreto 142/2002 encontramos la lista positiva de aditivos alimentarios distintos de colorantes y edulcorantes y en él se recoge que pueden actuar como acidulantes, agentes de carga, de recubrimiento, almidones modificados, agentes de tratamiento de la harina, antiaglomerantes, antiespumantes, antioxidantes, conservadores, correctores de la acidez, emulgentes, endurecedores, espesantes, espumantes, estabilizadores, gases de envasado, gases propelentes, gasificantes, gelificantes, humectantes, potenciadores del sabor, sales de fundido y secuestrantes. Asimismo, existen otros dos grandes grupos de aditivos alimentarios que tienen reglamentaciones específicas, estos son los colorantes (RD 2001/1995) y los edulcorantes alimentarios (RD 2002/1995). Potencialmente, todos los aditivos cuya utilización en alimentos está permitida son susceptibles de ser vehiculizados en películas 2817-InterCAP_2.qxd 13/9/11 19:05 Página 126 Los retos actuales de la industria alimentaria 126 El envasado activo ductos, y que sin duda se generalizará en el futuro, es la introducción del principio activo en el propio material de envase, bien formando parte del polímero, bien incorporado por medio de algún componente del mismo (Kruif et al., 2002). Podría decirse que se hace un aprovechamiento positivo de los mecanismos de transferencia de masa (migración, sorción y permeabilidad), de manera que se ceden al alimento sustancias con efecto beneficioso, previamente incorporadas al material de envase. Cuando hablamos de la incorporación de un agente activo en una película de envasado para alimentos, sin lugar a dudas estamos tratando con un envase activo. Se entiende como envase activo un sistema alimento/envase/entorno que actúa de forma coordinada para mejorar la salubridad y la calidad del alimento envasado y aumentar su vida útil. Con el envase activo se trata de corregir las deficiencias del sistema de conservación, con diversas formas de actuación, bien actuando sobre la composición de la atmósfera interior con sustancias que emiten o retienen gases o vapores, o bien modificando la composición o características del alimento, liberando sustancias de acción positiva directamente sobre el mismo o absorbiendo/reteniendo componentes indeseables. Con esta definición se amplía el concepto y funciones del envase, que pasa a desempeñar un papel activo en la comercialización de los alimentos, corrigiendo y mejorando las deficiencias del sistema (Catalá y Gavara, 2001). Desde los inicios del desarrollo de estas tecnologías la forma más usual para introducir el elemento activo en el sistema ha sido la utilización de una pequeña bolsa, sobre o etiqueta, conteniendo dicho principio. Una alternativa ya ampliamente utilizada para algunos pro- Como materiales de base para el desarrollo de envases activos se han utilizado papel y cartón, plásticos, metales o combinaciones de ellos, pero, en general, los desarrollos de tecnologías de envases activos emplean materiales plásticos. Las poliolefinas son los polímeros de mayor utilización para aquellos usos en que no hay particulares exigencias de barrera a gases y vapores. Cuando se requiere mayor impermeabilidad del material de envase, las alternativas son poliésteres o poliamidas y sobre todo estructuras multicapa que incluyen materiales de alta barrera, como los copolímeros de etilenoalcohol vinílico (EVOH) o metalizados. Como alternativa a los actuales polímeros convencionales procedentes del petróleo, están siendo objeto de creciente atención los biopolímeros derivados de fuentes renovables. Biopolímeros obtenidos directamente a partir de la biomasa, o bien producidos por microorganismos, encuentran ya aplicación como materiales de envase o recubrimientos de alimentos. Los biopolímeros comestibles han pasado de sólo utilizarse como recubrimiento de algunas frutas a ser el vehículo de transporte de nutrientes, antioxidantes, agentes antimicrobianos, etc., por ser en ellos más fáciles de controlar los procesos de difusión que en de envasado o recubrimiento de alimentos, siempre que las migraciones máximas al producto no superen las permitidas. No obstante, la mayoría de los desarrollos de películas liberadoras de agentes activos existentes son sistemas antimicrobianos y antioxidantes. Esto se justifica por el hecho de que el crecimiento microbiano y la oxidación lipídica son dos de las principales causas de alteración de los alimentos. 2817-InterCAP_2.qxd 13/9/11 19:05 Página 127 Las películas de envasado como vehículo para los aditivos 127 las películas sintéticas. Estos materiales pueden ser biodegradables, y muchos de ellos comestibles, y permiten un control físico-químico y microbiológico de los alimentos igual o superior a los plásticos convencionales, de los que pueden ser una buena alternativa para el desarrollo de recubrimientos y envases activos. Ventajas de la vehiculación de aditivos en películas Las ventajas de la vehiculación de aditivos en películas de envasado o recubrimiento activo, frente a la utilización directa de los mismos, se derivan de la posibilidad de modular la liberación de los agentes activos al alimento. Esto es de gran importancia por ejemplo en el caso de los agentes antimicrobianos, ya que cuando éstos se adicionan directamente al alimento se diluyen desde el primer momento en todo el volumen del mismo, pudiendo perder actividad en la superficie del producto, que es donde los microorganismos se encuentran en mayor concentración. Así se puede, por ejemplo, conseguir una liberación retardada o sostenida en el tiempo, de manera que la actividad deseada sea prolongada y constante durante un periodo de tiempo determinado o incluso a lo largo de toda la conservación. También es posible el diseño de sistemas de liberación que se activen bajo determinadas condiciones de humedad, pH, iluminación, presión, etc., consiguiéndose de este modo regular el inicio de la actividad. Finalmente, también pueden diseñarse materiales cuya actividad no se desarrolle a través de la migración, gracias al anclaje irreversible de los agentes activos a los polímeros. Estos desarrollos están limitados a un pequeño número de agentes activos (principalmente péptidos y enzimas), pero gracias a ellos se puede lograr la actividad deseada obteniendo un alimento libre de aditivos. Envases activos antimicrobianos Una de las formas de envasado activo que suscita mayor interés y que encuentra creciente aplicación práctica es el control de la contaminación microbiológica de los alimentos. El desarrollo de microorganismos es una de las principales causas de alteración de los alimentos y tiene lugar principalmente en su superficie, como consecuencia de las operaciones de obtención, preparación y manipulación a las que se ven sometidos hasta el momento de su consumo. Las aplicaciones potenciales de los envases activos antimicrobianos les han hecho objeto de gran atención por parte de muchos grupos de investigación, y ya hay desarrollados diferentes sistemas comerciales para la conservación de alimentos, como frutas, vegetales, pollo, queso, carne, etc. La acción antimicrobiana en los envases activos puede estar basada en la emisión de sustancias volátiles al espacio de cabeza del envase o en la migración del componente activo del material de envase al alimento envasado; los polímeros incorporados con antimicrobianos permiten una lenta liberación de sustancias. Otra opción, como ya se ha comentado, es la inmovilización química o física del agente activo en el material de envase, de forma que ejerza su acción por contacto directo del producto con la superficie del envase. Asimismo, existen polímeros que presentan por sí mismos capacidad antimicrobiana, como es el caso del quitosano, o bien capacidad antimicrobiana creada por la modificación de la superficie, como son algunas poliamidas tratadas por irradiación (Appendini y Hotchkiss, 2003; Han, 2005; Coma, 2008). 2817-InterCAP_2.qxd 13/9/11 19:05 Página 128 Los retos actuales de la industria alimentaria 128 Las sustancias volátiles antimicrobianas comunes, como SO2, ClO2 o etanol, incorporadas al material de envase permiten controlar el crecimiento de hongos y bacterias; el SO2, incorporado al material como metabisulfito, es el más utilizado por su efectividad frente al crecimiento de mohos en frutas. Otros compuestos volátiles que han recibido atención son algunos componentes de alimentos; compuestos como el hexanal, 1-hexenol, benzoato de metilo, 2-nonanona, entre otros componentes de algunos aromas de alimentos, inhiben el crecimiento de hongos; la 2-nonanona, volátil propio del aroma de la fresa, muestra propiedades fungistáticas que aumentan la vida útil de fresas y manzanas (Almenar et al., 2007). Entre todos los compuestos antimicrobianos volátiles, particular atención se está prestando a la utilización de los extractos naturales o aceites esenciales de plantas (romero, orégano, clavo, etc.) o sus principios básicos (carvacrol, citral, cinamaldehído, eugenol…), algunos de los cuales presentan notable actividad antimicrobiana. Estos compuestos son una opción muy interesante como aditivos antimicrobianos, ya que son bien aceptados por los consumidores por tratarse de productos de origen natural. Un amplio número de sustancias no volátiles de acción antimicrobiana pueden incorporase a materiales poliméricos, de donde pueden migrar al alimento envasado, o bien pueden inmovilizarse sobre la superficie del material, de forma que la acción se ejerce por contacto con el producto envasado. Entre las sustancias antimicrobianas estudiadas, destacan: ácidos orgánicos débiles (acético, benzoico, sórbico, cítrico, propiónico, entre otros) o sus sales; enzimas (lisozima, glucosa oxidasa); bacteriocinas (nisina, pediocina); fungicidas sintéticos (imazalil, benomyl), y metales (plata, cobre, zirconio). En el caso concreto de la plata existen muchos desarrollos de materiales, pero en todos ellos no se pretende una acción antimicrobiana en el alimento, pues el límite máximo de migración es inferior a la concentración mínima inhibitoria, sino la obtención de una superficie antimicrobiana que impida el crecimiento de microorganismos que pueden ser una fuente adicional de contaminación. Mención especial merecen los recubrimientos comestibles activos antimicrobianos. Estos se elaboran con biopolímeros (carbohidratos, proteínas, lípidos), que debido a su carácter hidrofílico presentan una gran capacidad para la liberación de los agentes activos que en ellos se incorporen. Además, al estar en contacto íntimo con el alimento la difusión es máxima. La celulosa y derivados han sido la base para la aplicación de bacteriocinas, particularmente nisina, sustancia muy activa contra la mayoría de las bacterias grampositivas y algunos tipos de esporas, cuya acción está relacionada con los fosfolípidos de la membrana citoplasmática. Otros polisacáridos ensayados como base para la inclusión de sustancias antimicrobianas son los almidones, los alginatos y los carragenatos, ampliamente utilizados como recubrimientos comestibles de alimentos por sus excelentes características. Estos recubrimientos aportan permeabilidad selectiva a gases, permitiendo la creación de atmósferas modificadas sin producir condiciones anaerobias, por lo que son utilizados para mejorar la vida útil de productos cárnicos y vegetales. El quitosano es un polisacárido natural procedente del exoesqueleto de crustáceos y de las paredes celulares de algunos hongos y que presenta actividad antimicrobiana. Las películas de quitosano tienen, en general, excelentes propiedades mecánicas, buena permeabilidad a oxígeno y dióxido 2817-InterCAP_2.qxd 13/9/11 19:05 Página 129 Las películas de envasado como vehículo para los aditivos 129 de carbono, flexibilidad, transparencia, inocuidad y bajo coste, por lo que encuentran múltiples usos prácticos, pero sobre todo por sus propiedades antimicrobianas frente a bacterias y hongos, de gran interés para la protección de alimentos (Chapman, 2004). Los recubrimientos comestibles de quitosano aplicados sobre frutas y hortalizas permiten crear una atmósfera modificada en equilibrio y reducen la pérdida de agua, al tiempo que aportan protección directa contra las infecciones fúngicas. También se han desarrollado materiales antimicrobianos con polímeros derivados de proteínas como zeína de maíz, gluten de trigo, aislados de soja, colágeno/gelatina o sueros lácteos. Los biopolímeros derivados de proteínas presentan buena barrera al oxígeno y dióxido de carbono, pero no a la humedad. Por sus características nutritivas y buenas propiedades mecánicas y de barrera se emplean como recubrimientos comestibles para la protección de carnes, pescados o productos vegetales. Otros biopolímeros son producidos por síntesis de monómeros obtenidos a partir de biomasa, como el ácido poliláctico y otros poliésteres alifáticos; han sido también ensayados para la preparación de materiales activos antimicrobianos. El ácido poliláctico (PLA) se obtiene por polimerización del ácido láctico, procedente a su vez de la fermentación de productos agrícolas, como maíz o caña de azúcar, siendo sus propiedades dependientes de la composición del polímero, si bien, en general, las películas tienen propiedades similares a las de polímeros convencionales, como polipropileno (PP) y polietilentereftalato (PET). Envases activos antioxidantes La presencia de oxígeno es una causa concurrente en muchas formas de deterioro de los alimentos envasados, tales como la oxidación de componentes grasos, el pardeamiento enzimático, la oxidación de vitaminas o la pérdida de aromas. La oxidación lipídica es la causa de alteración principal de los alimentos con un alto contenido graso. Los frutos secos, los productos de bollería y galletería, los aceites y los pescados grasos sometidos a algún proceso de estabilización microbiológica son algunos ejemplos de alimentos en los que el desarrollo de sabores rancios a consecuencia de la oxidación lipídica supone una merma de su calidad sensorial. Además, esta reacción de alteración también implica una pérdida de valor nutritivo, pues los ácidos grasos poliinsaturados, cuyo consumo se ha relacionado con la prevención de enfermedades cardiovasculares (Harris, 2007), son muy sensibles a la oxidación. Existen dos estrategias fundamentales para el control de la oxidación de los alimentos mediante el envasado. La primera de ellas consiste en la eliminación del oxígeno en el espacio de cabeza del envase. Esto puede conseguirse combinando el envasado a vacío con la utilización de materiales de alta barrera, si bien puede no ser suficiente para eliminar la totalidad del oxígeno presente, bien por su presencia residual o por permeación desde el exterior a través de la pared del envase. Para la mejora de esta estrategia de control de la oxidación se han desarrollado los absorbedores de oxígeno, que pueden incluirse en el interior de bolsas o etiquetas o bien en la propia pared del envase y que, combinados con el envasado a vacío y la utilización de materiales de alta barrera, permiten la eliminación total del oxígeno en el espacio de cabeza del envase. La otra estrategia para el control de la oxidación de los alimentos es la inclusión de compuestos con 2817-InterCAP_2.qxd 13/9/11 19:05 Página 130 Los retos actuales de la industria alimentaria 130 capacidad antioxidante en la pared del envase, de manera que al migrar éstos al alimento retarden las reacciones de oxidación lipídica. Estos compuestos antioxidantes pueden actuar de manera directa captando radicales libres, o bien indirecta, por ejemplo, quelando metales catalizadores de la oxidación, como son el hierro y el cobre. Bibliografía recomendada La incorporación de antioxidantes en los polímeros de envasado con vistas a su liberación al alimento es relativamente novedosa; no obstante, en el procesado de los polímeros siempre se han añadido sustancias antioxidantes para evitar la degradación térmica de los mismos. Se ha trabajado con antioxidantes tales como hidroxibutilanisol (BHA) o hidroxibutiltolueno (BHT), ahora bien, la presencia de estos antioxidantes sintéticos en los alimentos es cuestionada por sus potenciales riesgos y requieren un estricto control legislativo. Una alternativa que está siendo ampliamente estudiada es la utilización de antioxidantes naturales de tipo fenólico procedentes de especies vegetales, incluyendo tanto extractos íntegros obtenidos por diversos métodos como sus componentes purificados (tales como la catequina, quercetina, ácido cafeico, etc.), u obtenidos por síntesis química. Algunos ejemplos de materiales para el envasado activo antioxidante de alimentos los encontramos en los trabajos de Nerín et al. (2006), que desarrollaron un material en base a polipropileno incorporado con extracto de romero, que retardó la oxidación de carne de ternera, y de GómezEstaca et al. (2007), que desarrollaron recubrimientos activos de gelatina con extractos de orégano o romero que se mostraron igualmente efectivos frente a la oxidación de sardina ahumada en frío. Catalá R, Gavara R. Nuevos envases. De la protección pasiva a la defensa activa de los alimentos envasados. Arbor 2001; CLXVIII/661:109-27. Almenar E, Del-Valle V, Catalá R, Gavara R. Active package for wild strawberry fruit (Fragaria Vesca L.). J Agric Food Chem 2007; 55/6:2.240-5. Appendini P, Hotchkiss JH. Rewiew of antimicrobial food packaging. Innovative Food Science & Emerging Technologies 2003; 3:113-26. Chapman S. The application of edible films and coatings in foods. CCFRA New Technologies Bulletin No. 29. 2004. Coma V. Bioactive packaging technologies for extended shelf life of meat-based products. Meat Science 2008; 78:90-103. Gómez-Estaca J, Montero P, Giménez B, Gómez-Guillén MC. Effect of functional edible films and high pressure processing on microbial and oxidative spoilage in cold-smoked sardine (Sardina pilchardus). Food Chemistry 2007; 105:511-20. Han JH. Antimicrobial Packaging Systems. En Innovations in Food Packaging. Han editor, Elsevier Academic Press, Londres, Gran Bretaña; 2005; 80-101. Harris W. Omega-3 fatty acids and cardiovascular disease: a case for omega-3 index as a new risk factor. Pharmacological Research 2007; 55:217-23. Kruif ND, Beest MV, Rijk R, Sipilainen MT, Paseiro LP, Meulenaer B. Active and intelligent packaging: applications and regulatory aspects. Food Additives & Contaminants 2002; 19:144-62. Nerín C, Tovar L, Djenane D, Camo J, Salafranca J, Beltran J N, Roncales P. Stabilization of beef meat by a new active packaging containing natural antioxidants. Journal of Agricultural and Food Chemistry 2006; 54:7.840-6. 2817-InterCAP_3.qxd 13/9/11 19:07 Página 131 CÓMO CONOCER Y SATISFACER LAS EXPECTATIVAS DEL CONSUMIDOR 2817-InterCAP_3.qxd 13/9/11 19:07 Página 132 Herramientas para entender la respuesta del consumidor Elvira Costell Ibáñez, Inmaculada Carbonell Talón, Amparo Tárrega Guillem y Sara Bayarri Torres Introducción Con frecuencia, la selección e ingestión de los alimentos no se realiza teniendo en cuenta su contenido en carbohidratos, aminoácidos o vitaminas, sino que las personas comen y beben determinados productos principalmente porque les gustan o les apetecen en un momento determinado. ¿Por qué una persona decide consumir un alimento? ¿Por qué le gusta? ¿Por qué le apetece? Es evidente que ni el contenido nutritivo ni las razones estrictamente hedónicas pueden justificar totalmente las tendencias de consumo ni los hábitos alimentarios de distintos grupos o poblaciones, y menos todavía, los de los individuos que los integran (1). El proceso por el que el hombre acepta o rechaza un alimento tiene un carácter multidimensional, con una estructura dinámica y variable, no sólo entre los distintos individuos de un grupo, sino incluso, para un mismo individuo en momentos y contextos diferentes. Básicamente, la aceptación de los alimentos es el resultado de la interacción entre el alimento y el hombre en un momento determinado (2). Por un lado, las características del alimento (composición química, estructura y propiedades físicas, valor nutricional) y por otro, las de cada consumidor (genéticas, etarias, estado fisiológico y psicológico) y las del entorno que le rodea (hábitos fami- liares y geográficos, religión, educación, moda, precio o conveniencia de uso), influyen en su actitud en el momento de aceptar o rechazar un alimento (2, 3). En la industria alimentaria es difícil predecir las posibles diferencias sensoriales originadas cuando un alimento se modifica al variar la materia prima, su formulación o las condiciones de los procesos de transformación o de almacenamiento. Pero todavía es más difícil predecir si esas diferencias van a incidir o no en la respuesta del consumidor. Tradicionalmente, en el área de la ciencia y la tecnología de alimentos, los estudios sobre la aceptabilidad o las preferencias de los consumidores se han apoyado en el establecimiento de las relaciones entre la composición o la intensidad de distintos atributos sensoriales y el grado de aceptación del producto medido con pruebas ciegas, utilizando muestras codificadas y sin que los consumidores dispusieran de ningún tipo de información adicional sobre ellas. Sin embargo, hay que tener en cuenta que, además de las características de un alimento y de las sensaciones que los consumidores experimentan al ingerirlo, las opiniones y actitudes de cada consumidor sobre sus características nutricionales (4), sobre su seguridad (5-7) e incluso, sobre su marca comercial (8) o su precio (9) condicionan su elección en el momento de la compra y pueden modi- 2817-InterCAP_3.qxd 13/9/11 19:07 Página 134 Los retos actuales de la industria alimentaria 134 ficar el grado de placer del consumidor cuando lo ingiere. En este contexto, cada vez es más frecuente en los estudios de aceptabilidad de los alimentos, la inclusión de métodos cuyo objetivo es obtener información sobre los distintos factores que influyen en la respuesta de los consumidores (7, 10-14). De una forma simplificada, la respuesta de un consumidor frente a un alimento está definida por cuatro componentes: 1) el sensorial, que es el relacionado con la percepción de los atributos sensoriales del producto; 2) el afectivo, que es el responsable de la reacción positiva o negativa del consumidor frente al alimento; 3) el cognitivo, que es el configurado por el conocimiento y las creencias individuales y por las opiniones que el consumidor tiene sobre un producto, y 4) el relativo al comportamiento, relacionado con las acciones o intenciones que el consumidor tendría en determinadas situaciones (15). En este contexto, se han desarrollado distintos métodos y herramientas que permiten obtener respuestas a diferentes cuestiones relacionadas con la reacción del consumidor ante diferentes clases de alimentos y en distintas situaciones. Es evidente que en este trabajo no se pretende hacer una descripción exhaustiva de todos los métodos y herramientas desarrollados hasta la fecha, sino dar una idea sobre la aplicabilidad de algunos de ellos, especialmente de aquellos que nos permiten encontrar respuestas a algunas cuestiones interesantes: ¿qué opinan los consumidores sobre un alimento?, ¿cómo perciben los consumidores los atributos sensoriales de los alimentos?, ¿hasta qué punto la variación percibida en los atributos sensoriales influye en la aceptación del producto? y fi- nalmente, ¿hasta qué punto la información sobre un producto puede modificar la aceptación de un alimento? ¿Qué opinan los consumidores? La influencia de las creencias y opiniones de los consumidores en la elección, compra y aceptación de un alimento puede ser especialmente importante en algunos tipos de productos, como los alimentos ecológicos, los modificados genéticamente o los funcionales, que se ofrecen al consumidor como una alternativa a los que se pueden considerar como alimentos “convencionales” (16-19). Sin embargo, aunque la percepción de sus posibles beneficios puede resultar un valor añadido para el consumidor, la aceptación de estos tipos de productos no suele ser incondicional y sus ventajas medioambientales o nutricionales no suelen ser suficientes para compensar una calidad sensorial deficiente (20). Existen distintos métodos para investigar las actitudes, creencias y opiniones de los consumidores. En la práctica, los más comunes se pueden clasificar en dos grupos: los cualitativos y los cuantitativos (21, 22). Los primeros tienen una naturaleza exploratoria, generan una información descriptiva, no numérica y se realizan con grupos pequeños de consumidores. Los segundos suelen basarse en cuestionarios en los que las respuestas suelen tener formato numérico y requieren la consulta a grupos numerosos de consumidores. La técnica cualitativa más utilizada en las áreas de nutrición y de tecnología de alimentos es la de los grupos de discusión (focus group) (23-26). Se basa en la realización de una serie de sesiones, previamente 2817-InterCAP_3.qxd 13/9/11 19:07 Página 135 Herramientas para entender la respuesta del consumidor 135 planificadas y diseñadas, para obtener información sobre las percepciones individuales acerca de un tema de interés (23). En cada grupo de discusión, un número reducido de gente (entre 8 y 12 personas) sentado alrededor de una mesa y bajo la dirección de un moderador, discute sobre el tema elegido durante 1 ó 2 horas (figura 1). Dependiendo de las características de la investigación, el número de grupos consultados puede oscilar entre 2 y 8 (27). Aunque esta técnica puede aplicarse para investigar aspectos relacionados con la nutrición, el desarrollo de nuevos productos o la calidad de los alimentos, en los últimos años, también se utiliza para obtener información sobre otros temas: a) para establecer los atributos sensoriales o los factores de calidad que son considerados por los consumidores como más importantes para cada clase de producto (28-30); b) para seleccionar los temas a incluir en los estudios cuantitativos, y c) para investigar las actitudes y opiniones de los consumidores sobre una clase de alimentos, o sobre diferentes métodos de producción o de transformación (17, 31-33). El objetivo de los métodos cuantitativos es obtener información sobre las actitudes y preferencias o sobre la intención de compra o hábitos de consumo de una población o de un segmento concreto de la misma mediante el uso de cuestionarios o encuestas. Desde el punto de vista metodológico, los puntos clave para la correcta realización de estos métodos son la definición y selección Figura 1. Desarrollo de una sesión de un grupo de discusión. 2817-InterCAP_3.qxd 13/9/11 19:07 Página 136 Los retos actuales de la industria alimentaria 136 de la población de consumidores que va a participar en el ensayo y el diseño del cuestionario. Si la población encuestada no es representativa de la población que se intenta estudiar, los datos que se obtengan tendrán poco o ningún valor (22). Usualmente, el número mínimo de consumidores a encuestar oscila entre 100 y 500. Una vez establecido el error tolerable (generalmente, 5 ó 10%), se selecciona la muestra de consumidores para poder cumplir con las especificaciones fijadas. En general, el tamaño muestral se fija para controlar tanto el error tipo I como el error tipo II simultáneamente, considerando también el poder estadístico de la prueba (34, 35). En cuanto al diseño de los cuestionarios, éstos generalmente incluyen: 1) preguntas de carácter demográfico o socioeconómico; 2) preguntas relacionadas con el comportamiento o con los hábitos de consumo; 3) preguntas para establecer el grado de conocimiento sobre un tema específico, y 4) preguntas para obtener información sobre actitudes, intereses y opiniones sobre el tema o temas que se pretende investigar. Las preguntas relativas a este último punto tienen algunas características peculiares, especialmente cuando se quiere investigar algunos rasgos de la personalidad o ciertas actitudes sobre temas complejos, como el grado de interés en la salud (36), la relación entre alimentación y salud (12, 37) o la actitud frente a los alimentos nuevos (38-40). En estos casos, el uso de una escala simple no suele aportar suficiente información y se utilizan escalas múltiples, compuestas por un número variable de subescalas, generalmente de tipo Likert. Ambos tipos de métodos, tanto los cualitativos como los cuantitativos, pueden ayudar no sólo a entender mejor el comporta- miento de los consumidores, sino también a diseñar una educación nutricional más efectiva y a desarrollar alimentos que satisfagan las necesidades de los consumidores. ¿Cómo perciben los consumidores los atributos sensoriales de los alimentos? La evaluación sensorial de la intensidad de los atributos perceptibles en un producto suele realizarse con técnicas analíticas descriptivas (41, 42). La mayoría de ellas requieren el uso de paneles seleccionados y muy entrenados que evalúan los productos con descriptores bien definidos y consensuados (figura 2). Sin embargo, los consumidores, para describir un producto, utilizan términos fácilmente entendibles, extraídos del lenguaje común, con la desventaja de que en muchas ocasiones son difíciles de interpretar excepto para el consumidor que los ha utilizado (43). Una posible solución es obtener información sobre las sensaciones que el consumidor percibe durante la ingestión de un alimento utilizando conjuntamente dos técnicas: la descripción entrecruzada (repertory grid method) y el perfil de libre elección (42, 44-46). La primera está basada en la teoría de Kelly sobre las interpretaciones personales (47) y facilita la generación de términos por los consumidores (figura 3). La segunda, el perfil de libre elección, difiere del convencional en que cada consumidor desarrolla su propia lista de descriptores para evaluar una serie de muestras. Los consumidores sólo tienen que ser capaces de detectar las diferencias entre ellas, describirlas y cuantificarlas (43, 48). Una de las ventajas de esta técnica es que proporciona 2817-InterCAP_3.qxd 13/9/11 19:07 Página 137 Herramientas para entender la respuesta del consumidor 137 Figura 2. Generación de descriptores y selección de estándares por un panel entrenado. Figura 3. Generación individual de descriptores por una consumidora, bajo la supervisión de una moderadora, utilizando el método de descripción entrecruzada. 2817-InterCAP_3.qxd 13/9/11 19:07 Página 138 Los retos actuales de la industria alimentaria 138 información directa sobre la percepción de cada consumidor y permite identificar las dimensiones perceptuales comunes a los consumidores que integran el grupo consultado (49-52). Hay que tener en cuenta que los datos obtenidos con este tipo de perfil no pueden analizarse estadísticamente con los métodos habituales, debido a que las matrices de datos individuales son de dimensiones distintas y requieren un tratamiento estadístico específico que se denomina Análisis de Procrustes Generalizado (53, 54). González-Tomás y Costell (52), utilizando ambas técnicas, obtuvieron información sobre cómo un grupo de consumidores percibían las características sensoriales de ocho muestras comerciales de natillas de vainilla de diferentes marcas. El espacio obtenido (figura 4) puso de manifiesto que las mayores diferencias entre las muestras las detectaron en su color y en su textura, aunque también percibieron claras diferencias en algunas notas de sabor. La conjunción de la descripción entrecruzada y del perfil de libre elección es una buena opción para obtener información sobre las percepciones de un segmento concreto de los consumidores (55), pero no es adecuada para describir las características sensoriales de muestras que sólo son ligeramente distintas perceptualmente (56). ¿Hasta qué punto la variación percibida en los atributos sensoriales influye en la aceptación del producto? Es un hecho contrastado que la variabilidad en la intensidad percibida en los atributos sensoriales de un alimento por un panel entrenado o por los propios consumidores puede, o no, afectar a la aceptación del mismo. La vía habitual para investigar este hecho es analizar las relaciones existentes entre las variaciones en la intensidad de los atributos percibidas por un panel entre- Figura 4. Mapa obtenido con el Análisis de Procrustes Generalizado a partir de los datos generados por un grupo de consumidores sobre las diferencias perceptibles entre ocho muestras de natillas de vainilla de distintas marcas comerciales [extractado de González-Tomás y Costell (52)]. 2817-InterCAP_3.qxd 13/9/11 19:07 Página 139 Herramientas para entender la respuesta del consumidor 139 nado y la variabilidad en su aceptación por los consumidores. Este planteamiento permite conocer qué atributos, entre todos los que se perciben, influyen más en la aceptación de un alimento. Una cuestión importante en este tipo de estudios es que la validez de las relaciones establecidas depende de la homogeneidad en los criterios de preferencia de la población de consumidores encuestados (57-63). Cuando la evaluación directa de la influencia de la variación sensorial en la respuesta de los consumidores es importante para el desarrollo, mejora u optimización de un producto, el enfoque de la investigación puede ser distinto. En estos casos, se tiende a involucrar a los consumidores desde las primeras etapas del proceso (64-66) y la utilización de escalas que miden la adecuación de la intensidad de cada atributo (just about right scale) puede dar una información directa de cómo lo perciben los consumidores (67-69). En general, se considera que la intensidad de un atributo es óptima cuando el 70%, como mínimo, de los consumidores la califican como adecuada, y que dicha intensidad no es la idónea cuando el 20%, como mínimo, la califican como “demasiado débil” o “demasiado fuerte”. Villegas et al. (70) utilizaron este tipo de escalas para evaluar la adecuación de la intensidad de distintos atributos en varias formulaciones de una nueva bebida láctea de carácter prebiótico con sabor a vainilla. En las distintas formulaciones, un grupo de consumidores detectó claras diferencias en color, dulzor, sabor a vainilla y viscosidad. Sin embargo, a pesar de las diferencias percibidas en el color, el porcentaje de consumidores que lo consideraron adecuado fue muy elevado, en general superior al 70%, mientras que pequeñas variaciones en la intensidad del sabor a vainilla dieron lugar a claras diferencias en la evaluación de su adecuación (figura 5). Las escalas que miden el grado de adecuación de la intensidad de los atributos pue- Figura 5. Adecuación de la intensidad de los atributos color y sabor a vainilla en varias formulaciones de una nueva bebida láctea de carácter prebiótico. Evaluación realizada por consumidores con una escala de adecuación de la intensidad (Just About Right scale) [extractado de Villegas et al. (70)]. 2817-InterCAP_3.qxd 13/9/11 19:07 Página 140 Los retos actuales de la industria alimentaria 140 den ser una buena alternativa para relacionar las diferencias sensoriales percibidas por los consumidores con la aceptación (71) y pueden dar una información preliminar muy interesante sobre hasta qué punto esas diferencias influyen en la aceptación. Sin embargo, presentan algunos inconvenientes principalmente relacionados con la interpretación y el análisis de los datos que proporcionan, y de cómo esos datos se relacionan con los obtenidos con las escalas hedónicas (67, 68, 72). ¿Hasta qué punto la información sobre un producto puede modificar la aceptación de un alimento? En la vida real, el consumidor recibe distintos tipos de información sobre los alimentos (precio, marca comercial, características de composición o nutricionales, etc.) de diferentes fuentes (radio, televisión, médicos, familiares, amigos, etc.) que les generan expectativas sobre las características sensoriales de un producto o sobre los posibles efectos del mismo en su salud o en su bienestar. Estas expectativas juegan un papel importante en la selección y primera ingesta de un producto, pero la posterior confirmación o no de las citadas expectativas puede dar lugar a repetir o no la compra y el consumo del producto. Cuando se trata de estudiar la influencia de las expectativas en la aceptación de un producto, el punto clave es determinar en cada caso cómo la confirmación o no de las mismas afecta a la aceptabilidad del alimento (11). Para explicar este punto se han desarrollado cuatro modelos, basados en cuatro teorías psicológicas: asimilación, contraste, negatividad generalizada y asimi- lación-contraste (73-75). De ellos, los de asimilación y contraste son los que suelen predecir con más precisión las respuestas del consumidor frente a los alimentos cuando se produce una confirmación positiva o negativa de las expectativas (40, 76-79). Bayarri et al. (62) estudiaron cómo la información sobre el tipo de producto y sobre las características nutricionales del mismo incluidas en la etiqueta (contenido en grasa, en azúcar, en edulcorante, etc.), influían en la aceptación de tres muestras de yogur y cuatro de leche fermentada de distintas marcas comerciales. Cada muestra fue evaluada en tres sesiones. En la primera se evaluó su grado de aceptación, probando la muestra en ciego, sin ningún tipo de información sobre la misma. En la segunda se evaluó la aceptabilidad esperada en función de la información sobre el tipo de producto (yogur o leche fermentada) y sus características nutricionales, sin probar la muestra, y en la tercera se evaluó la aceptabilidad, disponiendo de la información sobre la muestra y probándola. De acuerdo con los datos obtenidos, algunas de las muestras resultaron tan aceptables como se esperaba; otras, menos aceptables de lo que se esperaba, y otro grupo, más aceptables (figura 6). Al analizar la influencia de las no confirmaciones en la aceptabilidad de las muestras, se comprobó que la información sobre el tipo de producto y sobre sus características nutricionales no influía en la aceptación ni en la de las muestras de yogur ni en la de las de leche fermentada. Estos resultados coincidieron con los obtenidos por otros autores (80, 81) y podrían explicarse porque estos productos son familiares para los consumidores y ambos (yogures y leche fermentada) son 2817-InterCAP_3.qxd 13/9/11 19:07 Página 141 Herramientas para entender la respuesta del consumidor 141 Figura 6. Evaluación de la aceptabilidad de dos muestras de yogur (1 y 3) y de una de leche fermentada (2) en distintas condiciones: probando la muestra en ciego, sin identificación; considerando sólo la información sobre el tipo de producto y sobre sus características nutricionales; probando la muestra teniendo acceso a la información sobre la misma [extractado de Bayarri et al. (62)]. considerados, en general, como alimentos saludables. Se puede interpretar que pequeñas diferencias en composición, por ejemplo, en el contenido en grasa o en la adición de azúcar, influyen menos en la aceptación del producto que las diferencias detectadas sensorialmente. Se puede concluir que hoy se dispone de suficientes métodos para estudiar y poder explicar las respuestas de los consumidores a los diferentes tipos de alimento, aunque, lógicamente, la selección del método o métodos a aplicar en cada caso dependerá del problema que se pretenda resolver. Agradecimientos Las autoras agradecen al MICINN la financiación al proyecto AGL 2007-63444 y el contrato a la autora Tárrega dentro del programa Juan de la Cierva. Bibliografía 1. Costell E. La aceptabilidad de los alimentos: nutrición y placer. Arbor 2001; 661:65-85. 2. Shepherd R. Factors influencing food preferences and choice. In: Shepherd R, editor. Handbook of the psychophysiology of human eating. Chichester, UK: John Wiley and Sons Ltd; 1989; 3-24. 3. Shepherd R, Sparks P. Modelling food choice. In: MacFie HJH, Thomson DM, editors. Measurement of food preferences. London: Blackie Academic and Professional; 1994; 202-23. 4. Bruhn CM, Cotter A, Diaz-Knauf K, Sutherlin J, West E, Wightman N, et al. Consumer attitudes and market potential for foods using fat substitutes. J Dairy Sci 1992; 75:2.569-77. 5. Resurrección AVA, Gálvez FCF. Will consumers buy irradiated beef? Food Technol 1999; 53:52-5. 6. Hashim IB, Resurrección AVA, McWatters KH. Consumer attitudes toward irradiated poultry. Food Technol 1996; 50:77-80. 2817-InterCAP_3.qxd 13/9/11 19:07 Página 142 Los retos actuales de la industria alimentaria 142 7. Wilcock A, Pun M, Khanona J, Aung M. Consumer attitudes, knowledge and behaviour:a review of food safety issues. Trends Food Sci Technol 2004; 15:56-66. 8. Guerrero L, Colomer Y, Guardia MD, Xicola J, Clotet R. Consumer attitude towards store brands. Food Qual Prefer 2000; 11:387-95. 9. Caporale G, Monteleone E. Effect of expectations induced by information on origin and its guarantee on the acceptability of a traditional food: olive oil. Sci Aliments 2001; 21:243-54. 10. Aaron JI, Mela DJ, Evans RE. The Influences of attitudes, beliefs and label information on perceptions of reduced-fat spread. Appetite 1994; 22:25-37. 11. Cardello AV. Consumer expectations and their role in food acceptance. In: MacFie HJH, Thomson DMH, editors. Measurement of food preferences. London: Blackie Academic and Professional; 1994; 253-97. 12. Zandstra EH, De Graaf C, Van Staveren WA. Influence of health and taste attitudes on consumption of low- and high-fat foods. Food Qual Prefer 2001; 12:75-82. 13. Schifferstein H. Effects of product beliefs on product perception and liking In: Frewer, Risvik, Schifferstein, editors. Food, people and society. A European perspective of consumers' food choices. Munich, Germany: Springer Verlag, 2001; 73-96. food choices. Munich, Germany: Springer Verlag; 2001; 381-99. 19. Pearson D. Marketing organic food: Who buys it and what do they purchase? Food Australia 2002; 54:31-4. 20. Siró I, Kàpolna E, Kàpolna B, Lugasi A. Functional food. Product development, marketing and consumer acceptance. A review. Appetite 2008; 51:456-67. 21. Chambers E, Smith EA. The uses of qualitative research in product research and development. In: Lawless HT, Klein BP, editors. Sensory science theory and applications in foods. London: Blackie Academic and Professional; 1991; 395-412. 22. Lawless HT, Heymam H. Sensory evaluation of food. Principles and practices. New York: Chapman and Hall; 1998. 23. Casey MA, Krueger RA. Focus group interviewing. In: MacFie HJH, Thomson DMH, editors. Measurement of food preferences. London: Blackie Academic and Professional; 1994; 77-96. 24. Di Monaco R, Ollila S, Tourila H. Effect of price on pleasantness ratings and use intentions for a chocolate bar in the presence and absence of a health claim. J Sens Stud 2005; 20:1-16. 25. Niva, M. All foods affect health: Understandings of functional foods and healthy eating among health-oriented Finns. Appetite 2007; 48:384-93. 14. Barrios EX, Costell E. Review: Use of methods of research into consumers' opinions and attitudes in food research. Food Sci Technol Int 2004; 10:359-71. 26. Wang VCH, Lee CM, Lee SY. Understanding consumer attitudes on edible films and coatings: Focus group findings. J Sens Sud 2007; 22:353-66. 15. Costell E, Tárrega A, Bayarri S. Food acceptance:the role of consumer perception and attitudes. Chemosens Percept 2010; 3:42-50. 27. Cohen JC. Applications of qualitative research for sensory analysis and product development. Food Technol 1990; 44:164-7, 174. 16. Roininen K, Tuorila H. Health and taste attitudes in the prediction of use frequency and choice between less healthy and more healthy snacks. Food Qual Prefer 1999; 10:357-65. 28. Gálvez FCF, Resurrección AVA. Reliability of the focus group technique in determining the quality characteristics of mungbean [Vigna radiata (l) Wilczec] noodles. J Sens Stud 1992; 7:315-26. 17. Connor R, Douglas L. Consumer attitudes to organic foods. Nutr Food Sci 2001; 31:254-64. 18. Von Alvensleben R. Beliefs associated with food production methods. In: Frewer LJ, Risvik E, Schifferstein H, editors. Food, people and society. A European perspective of consumers' 29. Newsholme HC, McEwan, JA. Food choice and the elderly: European qualitative research summary. R and D No. 145. Chipping Campden, UK: Campden and Chorleywood Food Research Association Group; 2001. 2817-InterCAP_3.qxd 13/9/11 19:07 Página 143 Herramientas para entender la respuesta del consumidor 143 30. Moskowitz HR. Explorations of the functional relations between image and sensory attributes of soup. Food Qual Prefer 2002; 13:139-51. 31. Hamilton J, Knox B, Hill D, Parr H. Reduced fat products. Consumer perceptions and preferences. Br Food J 2000; 102:494-506. use of robust design methodology. Food Qual Prefer 2003; 14:615-22. 43. Piggott JR, Sheen MR, Apostolidou SG. Consumers' perceptions of whiskies and other alcoholic beverages. Food Qual Prefer 1990; 2:177-85. 32. Bruhn CM, Cotter A, Díaz-Knauf K, Sutherlin J, West E, Wightman N, et al. Consumer attitudes and market potential for foods using fat substitutes. J Dairy Sci 1992; 75:2.569-77. 44. Gómez C, Fiorenza F, Izquierdo L, Costell E. Perception of mealiness in apples:a comparison of consumers and trained assessors. Z Lebensm Unters Forsch A-Food Res Technol 1998; 207:304-10. 33. Barrios EX, Bayarri S, Carbonell I, Izquierdo L, Costell E. Consumer attitudes and opinions toward functional foods: A focus group study. J Sens Stud 2008; 23:514-25. 45. Jahan K, Paterson A, Piggott JR. Sensory quality in retailed organic, free range and cornfed chicken breast. Food Res Intern 2005; 38:495-503. 34. Gacula M, Rutenbeck S. Sample size in consumer test and descriptive analysis. J Sens Stud 2006; 21:129-45. 46. Jaeger SR, Rossiter KL, Lau K. Consumer perceptions of novel fruit and familiar fruit: a repertory grid application. J Sci Food Agric 2005; 85:480-8. 35. Hough G, Wakeling I, Mucci A, Chambers E, Gallardo IM, Alves LR. Number of consumers necessary for sensory acceptability tests. Food Qual Prefer 2006; 17:522-6. 36. Steptoe A, Pollard TM, Wardle J. Development of a measure of the motives underlying the selection of food: the Food Choice Questionnaire. Appetite 1995; 25:267-84. 37. Roininen K, Lähteenmäki L, Tuorila H. Quantification of consumer attitudes to health and hedonic characteristics of foods. Appetite 1999; 33:71-88. 38. Pliner P, Hobden K. Development of a scale to measure the trait of Food Neophobia in humans. Appetite 1992; 19:105-20. 39. Tuorila H, Lähteenmäki L, Pohjalainen L, Lotti L. Food neophobia among the Finns and related responses to familiar and unfamiliar foods. Food Qual Prefer 2001; 12:29-37. 40. Villegas B, Carbonell I, Costell E. Effects of product information and consumer attitudes on responses to milk and soybean vanilla beverages. J Sci Food Agric 2008; 88:2.426-34. 47. Gains N. The repertory grid approach. In: MacFie HJH, Thomson DMH, editors. Measurement of food preferences. London: Blackie Academic and Professional; 1994; 51-75. 48. Oreskovich DC, Klein BP, Sutherland JW. Procrustes analysis and its application to free choice and other sensory profiling. In: Lawless HT, Klein BP, editors. Sensory science theory and application in foods. New York, USA: Marcel Dekker; 1991; 353-94. 49. Gains N, Thomson DMH. Contextual evaluation of canned lagers using repertory grid method. Intern J Food Sci Technol 1990; 25:699-705. 50. Moskowitz HR. Experts versus consumers: A comparison. J Sens Stud 1996; 11:19-37. 51. Russell CG, Cox DN. A computerised adaptation of the repertory grid methodology as a useful tool to elicit older consumers' perceptions of foods. Food Qual Prefer 2003; 14:681-91. 41. Meilgaard M, Civille GV, Carr BT. Sensory evaluation techniques. 3rd ed. Boca Ratón, Fla, USA: CRC Press; 1999. 52. González-Tomás L, Costell E. Sensory evaluation of vanilla-dairy desserts by repertory grid method and free choice profile. J Sens Stud 2006; 21:20-33. 42. Hersleth M, Mevik BH, Naes T, Guinard JX. Effect of contextual factors on liking for wine- 53. Gower JC. Generalized procrustes analysis. Psychometrika 1975; 40:33-51. 2817-InterCAP_3.qxd 13/9/11 19:07 Página 144 Los retos actuales de la industria alimentaria 144 54. Dijksterhuis GB, Gower JC. The interpretation of generalized procrustes analysis and allied methods. Food Qual Prefer 1991/2; 3:67-87. 55. Deliza R, MacFie H, Hedderley D. The consumer sensory perception of passion-fruit juice using free-choice profiling. J Sens Stud 2005; 20:17-27. 56. Guerrero L, Gou P, Arnau J. Descriptive analysis of toasted almonds: a comparison between experts and semi-trained assessors. J Sens Stud 1997; 12:39-54. 57. Costell E, Pastor MV, Izquierdo L, Durán L. Relationships between acceptability and sensory attributes of peach nectars using internal preference mapping. Eur Food Res Technol 2000; 211:199-204. 58. Thybo AK, Kühn BF, Martens H. Explaining Danish children's preferences for apples using instrumental, sensory and demographic/behavioural data. Food Qual Prefer 2004; 15:53-63. 59. Jaeger SR, Rossiter KL, Wismer WV, Harker FR. Consumer-driven product development in the kiwifruit industry. Food Qual Prefer 2003; 14:187-98. 60. Drake SL, Lopetcharat K, Drake MA. Comparison of two methods to explore consumer preferences for cottage cheese. J Dairy Sci 2009; 92:5.883-97. 61. Allgeyer LC, Miller MJ, Lee S-Y. Drivers of Liking for yogurt drinks with prebiotics and probiotics. J Food Sci 2010; 75:S212-9. 62. Bayarri S, Carbonell I, Barrios EX, Costell E. Acceptability of yoghurt and yoghurt-like products. Influence of product information and consumer characteristics and preferences. J Sens Stud 2010; 25:171-89. 63. Bayarri S, Carbonell I, Barrios EX, Costell E. Impact of sensory differences on consumer acceptability of yoghurt and yoghurt-like products. Int Dairy J 2011; 21:111-8. 64. Damasio MH, Costell E, Durán L. Optimising acceptability of low-sugar strawberry gels segmenting consumers by internal preference mapping. J Sci Food Agric 1999; 79:626-32. 65. Gan HE, Karim R, Muhammad SKS, Bakar JA, Hashim DM, Abd Rahman R. Optimization of the basic formulation of a traditional baked cassava cake using response surface methodology. LWT-Food Sci Technol 2007; 40:611-8. 66. Choi ID, Phillips RD, Resurreccion AVA. Consumer-based optimization of a third-generation product made from peanut and rice flour. J Food Sci 2007; 72:S443-9. 67. Gacula M, Mohan P, Faller J, Pollack L, Moskowitz HR. Questionnaire practice: What happens when the jar scale is placed between two "overall” acceptance scales? J Sens Stud 2008; 23:136-47. 68. Xiong R, Meullenet JF. A PLS dummy variable approach to assess the impact of jar attributes on liking. Food Qual Prefer 2006; 17:188-98. 69. Lovely C, Meullenet JF. Comparison of preference mapping techniques for the optimization of strawberry yogurt. J Sens Stud 2009; 24:457-78. 70. Villegas B, Tárrega A, Carbonell I, Costell E. Optimising acceptability of new prebiotic lowfat milk beverages. Food Qual Prefer 2010; 21:234-42. 71. Arcia P, Costell E, Tárrega A. Thickness suitability of prebiotic dairy desserts: Relationship with rheological properties 2010. Food Res Intern 2010; 43:2.409-16. 72. Gacula M, Rutenbeck S, Pollack L, Resurreccion AVA, Moskowitz HR. The Just-aboutright intensity scale: Functional analyses and relation to hedonics. J Sens Stud 2007; 22: 194-211. 73. Cardello AVA, Sawyer FM. Effects of disconfirmed consumer expectations on food acceptability. J Sens Stud 1992; 7:253-77. 74. Tuorila H, Cardello AV, Lesher LL. Antecedents and Consequences of Expectations Related to Fat-Free and Regular-Fat Foods. Appetite 1994; 23:247-63. 75. Deliza R, Macfie HJH. The generation of sensory expectation by external cues and its effect on sensory perception and hedonic ratings: A review. J Sens Stud 1996; 11:103-28. 76. Mialon VS, Clark MR, Leppard PI, Cox DN. The effect of dietary fibre information on consumer responses to breads and "English" muffins: a cross-cultural study. Food Qual Prefer 2002; 13:1-12. 2817-InterCAP_3.qxd 13/9/11 19:07 Página 145 Herramientas para entender la respuesta del consumidor 145 77. Di Monaco R, Cavella S, Di Marzo S, Masi P. The effect of expectations generated by brand name on the acceptability of dried semolina pasta. Food Qual Prefer 2004; 15:429-37. 78. Napolitano F, Caporale G, Carlucci A, Monteleone E. Effect of information about animal welfare and product nutritional properties on acceptability of meat from Podolian cattle. Food Qual Prefer 2007; 18:305-12. 79. Behrens JH, Villanueva NDM, Da Silva MAAP. Effect of nutrition and health claims on the ac- ceptability of soyamilk beverages. Int J Food Sci Technol 2007; 42:50-6. 80. Kähkönen P, Tuorila H, Lawless HT. Lack of effect of taste and nutrition claims on sensory and hedonic responses to a fat-free yogurt. Food Qual Prefer 1997; 8:125-30. 81. Newsholme HC. Consumer awareness of and attitudes towards functional foods. R and D No. 162. Chipping Campden, UK: Campden and Chorleywood Food Research Association Group; 2002. 2817-InterCAP_3.qxd 13/9/11 19:07 Página 146 La innovación en los alimentos tradicionales desde la perspectiva europea Luis Guerrero Asorey, Anna Claret Coma, Wim Verbeke, Sylvie Issanchou y Margrethe Hersleth Introducción Uno de los principales motores económicos de la Unión Europea es el sector industrial de la alimentación y de las bebidas, el cual transforma un 70% de las materias primas de la producción agrícola europea empleando a 3,9 millones de personas distribuidas principalmente en pequeñas y medianas empresas (PYMES). La industria alimentaria europea obtuvo en 2006 unos ingresos brutos de 840 billones de euros, de los cuales un 60% fue generado por las PYMES (1). Una parte muy importante de la industria alimentaria europea produce alimentos tradicionales, siendo precisamente las PYMES las principales responsables de su elaboración. Esto supone que más del 70% del empleo total que genera el sector industrial alimentario europeo se localiza en la producción de alimentos tradicionales. La producción y la venta de alimentos tradicionales constituye un impulso económico decisivo para muchas regiones en Europa (2). Además de su importancia económica y social, los alimentos tradicionales constituyen un importante elemento de la cultura, la identidad y la herencia gastronómica europeas (3, 4), al mismo tiempo que contribuyen al desarrollo, a la diversificación y a la sostenibilidad de muchas áreas rurales protegiéndolas de la despoblación, creando una importante fuente de diferen- ciación potencial de productos para sus productores y procesadores (5), y proporcionando una mayor variedad de elección de alimentos a los consumidores finales. Los consumidores europeos buscan alimentos tradicionales sabrosos y seguros (6), pero también una mayor variedad, que sean más cómodos, más nutritivos y con opciones más saludables que encajen mejor con las necesidades actuales de las sociedades modernas. Así pues, parece existir toda una serie de oportunidades para los alimentos tradicionales que aún no han sido explotadas adecuadamente. En general, los alimentos tradicionales se asocian con una identidad regional y con una calidad sensorial determinada. Una parte muy importante de ellos se comercializa bajo diferentes marcas colectivas, como las etiquetas de calidad (DO, IGP, ETG…), que normalmente gozan de una muy buena imagen entre los consumidores (7). A pesar de ello, los productores de alimentos tradicionales se enfrentan al reto de mejorar la seguridad, la salubridad y la comodidad de sus productos, de acuerdo con las demandas del mercado, mediante distintas innovaciones que les permitan mantener e incluso expandir su área de influencia actual en un mercado muy competitivo y globalizado. No hay que olvidar 2817-InterCAP_3.qxd 13/9/11 19:07 Página 148 Los retos actuales de la industria alimentaria 148 que muchas de las tecnologías utilizadas en la producción de alimentos tradicionales todavía se basan en prácticas de elaboración tradicionales con escasa competitividad y baja eficiencia (8). Está ampliamente aceptado que la innovación es una de las claves del éxito de una empresa; de todas formas no basta con innovar, es imprescindible que las innovaciones sean aceptadas por los usuarios a las que irán destinadas. Conseguir introducir un nuevo producto o un producto innovado en el mercado no es sencillo, por término medio se estima que son necesarias del orden de 3.000 ideas iniciales para acabar obteniendo un único producto exitoso (9). La aceptación o rechazo de innovaciones y/o nuevas tecnologías por parte del consumidor es el resultado de un complejo proceso de decisión que implica la evaluación de los riesgos y beneficios asociados tanto a la innovación y/o nueva tecnología como a las alternativas existentes (10). Uno de los principales inconvenientes que puede originar la aplicación de innovaciones en los alimentos tradicionales es que el hecho de innovarlos les haga perder su carácter “tradicional” (11), lo que a su vez podría hacerles perder su ventaja competitiva y el valor añadido que aportan al consumidor. En general, los consumidores presentan una cierta resistencia a adoptar innovaciones, especialmente cuando éstas están asociadas a la alta tecnología (12). Este efecto suele acentuarse en el caso de los alimentos, en los que aspectos culturales, sociodemográficos, de estilo de vida o el grado de neofilia/neofobia (13) pueden resultar fundamentales. La familiaridad con los alimentos es uno de los principales determinantes de su aceptación y constituye, por tanto, uno de los obstáculos más importantes a la hora de introducir nuevos productos alimentarios en el mercado (12). ¿Qué entienden los consumidores por alimento tradicional y por innovación? Comprender los sentimientos y necesidades de los consumidores requiere necesariamente una clara comunicación con ellos mediante un lenguaje común (14). Así, para poder explorar convenientemente los conceptos de tradicional y de innovación aplicado a los alimentos tradicionales resulta fundamental el hacerlo desde la perspectiva del consumidor europeo, conociendo cómo son percibidos, qué imagen de ellos se tiene y qué posibilidades de éxito teóricas podrían tener las distintas innovaciones potencialmente aplicables. El análisis de estas definiciones constituye un elemento fundamental para poder entender el efecto que ciertas innovaciones pueden tener en los alimentos tradicionales y facilitar la detección de los aspectos relevantes que podrían verse afectados mayoritariamente por una innovación determinada, siendo, al mismo tiempo, un elemento clave para el diseño de una estrategia de marketing que facilite la aceptación de estas innovaciones en este tipo de alimentos. Existen varias definiciones en la literatura científica del concepto de alimento tradicional. Según Bertozzi (15) un alimento tradicional es “la representación de un grupo, que pertenece a un espacio definido y que es parte de una cultura que implica la cooperación de los individuos que operan en ese territorio”. Jordana (16) los define desde un enfoque más sociológico, indicando que “para ser tradicional, un pro- 2817-InterCAP_3.qxd 13/9/11 19:07 Página 149 La innovación en los alimentos tradicionales desde la perspectiva europea 149 ducto ha de estar ligado a un territorio y debe formar parte de una serie de tradiciones que necesariamente asegurarán su continuidad en el tiempo”. En 2006, la Comisión Europea publicó la siguiente definición de tradicional, referida a alimentos: “tradicional significa un uso probado del producto en el mercado comunitario por un periodo de tiempo que implique transmisión entre generaciones, este periodo de tiempo debería ser el que normalmente se adscribe a una generación humana, es decir, como mínimo 25 años” (17). Más recientemente, la red de excelencia EuroFIR (FP6) ha desarrollado una nueva definición de alimento tradicional, se trata de una definición ligada a la elaboración del producto que incluye aspectos relacionados con los ingredientes tradicionales, la composición tradicional y el tipo de producción y procesado tradicionales (18, 19). Dentro de Europa, la única definición legal encontrada para los alimentos tradicionales es la que proporciona el Ministerio de Agricultura italiano, según el cual un alimento tradicional es un “producto agroalimentario cuyos métodos de procesado, almacenamiento y madurado se han consolidado con el tiempo de acuerdo a su uso local constante y uniforme” (20). Aunque todas estas definiciones tratan de capturar las diferentes dimensiones del concepto de alimento tradicional, en todas ellas falta la perspectiva de los consumidores finales del producto. En lo que respecta al concepto de innovación, según Fagerberg (21) su significado depende del contexto al que se aplique, existiendo, por tanto, un amplio número de definiciones diferentes. De todas formas y según ese mismo autor, es posible definir un rasgo común en todas ellas. Así, normalmente por innovación se entiende la “introducción satisfactoria de algo nuevo y útil”. A este concepto inicial otros autores añaden también la idea de la “recombinación de componentes para obtener nuevas mezclas” en el caso de alimentos y bebidas (22). Para Carayannis, González y Wetter (23) las innovaciones son simplemente “los nuevos productos y servicios que emergen de la tecnología”. En cualquier caso es importante resaltar que en todas las definiciones comentadas aparece la palabra “nuevo” como un aspecto clave del concepto de innovación. De todas formas, y al igual que ocurría en el caso de la definición del concepto de tradicional, todas estas definiciones reflejan el punto de vista de técnicos o expertos en un campo determinado, pero en ningún caso se incluye la perspectiva del usuario final de estas innovaciones, es decir, el consumidor en el caso de los alimentos tradicionales. En un estudio publicado recientemente por Guerrero et al. (24) se proporcionan ambas definiciones desde la perspectiva del consumidor europeo. Así un alimento tradicional se puede definir como “un producto consumido frecuentemente o asociado a celebraciones y/o épocas del año específicas, normalmente transmitido de generación en generación, elaborado con esmero de una forma concreta según la herencia gastronómica, con poco o ningún procesado/manipulación, diferenciado y conocido por sus propiedades sensoriales y asociado con una localidad, región o país determinado”. Por su parte, el concepto de innovación puede definirse como “la adición de ingredientes nuevos o inusuales, nuevas combinaciones de productos, diferentes sistemas de procesado o elaboración, incluyendo el envasado, diferentes orígenes o culturas de procedencia, diferentes 2817-InterCAP_3.qxd 13/9/11 19:07 Página 150 Los retos actuales de la industria alimentaria 150 o nuevas presentaciones y/o distribución y siempre con una validez temporal”. Ambas definiciones y los sentimientos y necesidades que puedan reflejar están relacionados con aspectos sociales y culturales que a su vez pueden depender del país o del lugar de origen de los consumidores. En el campo de la alimentación, la cultura puede ser uno de los determinantes más fuertes a la hora de explicar las actitudes y el comportamiento individual (25). En general, los estudios comparativos realizados entre diferentes culturas muestran importantes diferencias en todo lo relacionado con la alimentación, incluso entre países relativamente homogéneos, como los pertenecientes a la UE (26, 27). Según Askegaard y Madsen (28), Europa no puede considerarse como un espacio único y homogéneo en lo que respecta a la cultura alimentaria. A pesar de ello y según Guerrero et al. (24), ambas definiciones pueden considerarse como generalizables a toda la población europea dadas las similitudes observadas entre los distintos países implicados en ese estudio. Por otro lado y en el caso de los alimentos tradicionales, una parte de los cuales se producen de forma local, sería lógico pensar que el significado de ambos conceptos podría diferir notablemente en función del carácter rural o urbano del lugar de residencia de los consumidores. En general, los consumidores urbanos parecen estar más dispuestos a buscar y a conectar con los aspectos rurales de la alimentación (29), mientras que según Weatherell, Tregear y Allinson (30), a la hora de escoger sus alimentos los consumidores rurales tienden a priorizar los aspectos más cívicos, muestran mayor preocupación por todo aquello relacionado con el aprovisionamiento de productos y presentan un mayor interés por los productos locales. Sin embargo, la percepción de los conceptos tradicional e innovación tampoco parece depender del carácter rural o urbano del lugar de residencia de los consumidores (24). Las innovaciones en los alimentos tradicionales Uno de los aspectos que más parece influir sobre la actitud de los consumidores hacia las innovaciones en los alimentos tradicionales es el tipo de innovación aplicada. Normalmente, si los cambios introducidos son pequeños, la innovación tendrá una mayor probabilidad de ser aceptada que si los cambios son considerables. En general, los procesos tecnológicos más complejos son los que provocan que el consumidor sea más crítico. Es importante resaltar que la incertidumbre puede jugar un papel muy importante en la propensión que presentan los consumidores a adoptar una innovación en los alimentos. Está ampliamente demostrado que las culturas que muestran una menor incertidumbre son más propensas a mostrar un comportamiento innovador (31). Normalmente, para cada alimento, cada innovación y sus posibles combinaciones se pueden obtener distintos niveles de aceptación en función del país o cultura, además de los intereses individuales de cada consumidor. Así, por ejemplo, mientras que los consumidores franceses y polacos no se muestran muy receptivos frente a las innovaciones nutricionales (24), éstas son aparentemente bien aceptadas en nuestro país (32). En cualquier caso, lo que parece fundamental es la necesidad de informar correctamente a los consumidores sobre las innovaciones aplicadas. Así, una 2817-InterCAP_3.qxd 13/9/11 19:07 Página 151 La innovación en los alimentos tradicionales desde la perspectiva europea 151 comunicación honesta, informativa y tranquilizadora podría constituir una de las claves para introducir distintas innovaciones en los alimentos tradicionales con ciertas garantías de éxito. En un reciente estudio realizado en seis países europeos sobre la compatibilidad de determinadas innovaciones con los alimentos tradicionales (33) se pudo observar que, en general, se aceptaban las innovaciones que incrementaban la seguridad o que proporcionaban importantes beneficios tangibles, siempre que no mermaran las características fundamentales del producto, sin embargo, las innovaciones sensoriales tendían a ser rechazadas. Así mismo, se pudo detectar la existencia de tres segmentos diferenciados de consumidores: los que buscaban la autenticidad del producto, los que buscaban alimentos más saludables y los que valoraban especialmente las innovaciones orientadas a incrementar la comodidad (figura 1). Más recientemente, en otro estudio realizado sobre una muestra de 4.828 consumidores europeos (34) se pudo observar que únicamente las innovaciones más triviales eran claramente rechazadas en los alimentos tradicionales (por ejemplo, la venta en máquinas expendedoras, nuevas formas, nuevos sabores, etc.). Un análisis más detallado de esta información permitió detectar diferencias entre países en función de su grado de aceptación de innovaciones. Curiosamente, países conocidos por su marcado carácter tradicional, como Polonia, se mostraron más abiertos a aceptar innovaciones en alimentos tradicionales que otros países como Francia o Bélgica, bastante más Figura 1. Compatibilidad de distintas innovaciones con los alimentos tradicionales. 2817-InterCAP_3.qxd 13/9/11 19:07 Página 152 Los retos actuales de la industria alimentaria 152 reacios a ello. En cualquier caso, es importante resaltar que en estos estudios las diferentes innovaciones se valoraban de forma genérica, sin ser aplicadas a ningún producto en concreto y que no hay que olvidar que suelen existir importantes discrepancias entre lo que los consumidores piensan que hacen, lo que dicen que hacen y lo que hacen en realidad (35). La aplicación de innovaciones específicas en alimentos concretos no tiene por qué coincidir con lo expuesto anteriormente. Así, una determinada innovación aceptada de forma genérica puede ser rechazada al aplicarse en un producto concreto dependiendo de la vinculación emocional que exista entre el producto en cuestión y el consumidor. Este es el caso del estudio realizado por Guerrero et al. (36) sobre dos tipos de quesos con un carácter local muy acentuado en dos ciudades europeas: Girona y Roma. En este estudio se valoró la posibilidad de aplicar dos innovaciones diferentes, aparentemente bien aceptadas, como son la adición de omega-3 y el envasado en atmósfera modificada en un queso fresco local de Girona y en un queso romano (figura 2). El estudio se realizó con consumidores de Girona y de Roma, y en ambos casos se observó el rechazo de las dos innovaciones propuestas, especialmente la atmósfera modificada, a pesar de ser una innovación ampliamente conocida y sin un efecto aparente sobre las propiedades básicas del producto. En otro estudio sobre jamón curado realizado en España en el que se estudiaron como innovaciones la reducción del contenido en sal y la aplicación de altas presiones hidrostáticas (figura 3), se obtuvo el mismo resultado: ambas innovaciones fueron rechazadas por los consumidores españoles. Con el fin de verificar la intención real de compra de productos innovados y el precio Recuit drap Presentación tradicional Presentación innovada (atmósfera modificada) Figura 2. Muestras utilizadas en el estudio de innovaciones en quesos. Cacio romano 2817-InterCAP_3.qxd 13/9/11 19:07 Página 153 La innovación en los alimentos tradicionales desde la perspectiva europea 153 que los consumidores estaban dispuestos a pagar por ellos, se repitió el estudio del jamón curado con las mismas innovaciones en tres ciudades españolas y en una francesa, aunque en este caso la valoración de las muestras se realizó mediante subastas experimentales en las que el consumidor podía comprar de forma real alguno de los productos innovados (37). Nuevamente, los resultados mostraron el rechazo general de los consumidores españoles ante la disminución del contenido en sal y una predisposición a pagar un precio menor por este tipo de producto; sin embargo, en Francia se prefirieron los jamones con menor cantidad de sal y los participantes incluso es- Figura 3. Procesado de muestras de jamón con altas presiones hidrostáticas. 2817-InterCAP_3.qxd 13/9/11 19:07 Página 154 Los retos actuales de la industria alimentaria 154 tuvieron dispuestos a pagar un precio algo superior por ellos. Contrariamente, las altas presiones fueron relativamente bien aceptadas en España y rechazadas en Francia. Este resultado muestra cómo una misma innovación puede ser valorada de formas diferentes según aspectos culturales y la vinculación emocional con el producto. Parece lógico pensar que un jamón serrano innovado con ligeras modificaciones sensoriales (menor cantidad de sal) tendrá un impacto menor en un consumidor francés medio, poco habituado a su consumo, que en un consumidor español, mucho más próximo e implicado con el producto. De todas formas hay que remarcar que tanto en el estudio con quesos como en los estudios con jamones se obtuvieron segmentos de consumidores claramente innovadores que sí que parecían aceptar alguna de las innovaciones propuestas. Estos segmentos, en el caso de España, representan sobre un 25-30% de la población. Conclusiones Teóricamente, existen ciertas posibilidades de introducir innovaciones en los alimentos tradicionales sin disminuir su principal ventaja competitiva, su imagen, especialmente aquellas relacionadas con la autenticidad del producto. De forma genérica, las innovaciones que incrementan la seguridad y/o mejoran el producto nutricionalmente y/o lo hacen más cómodo son relativamente bien aceptadas siempre y cuando no impliquen cambios en la calidad sensorial. De todas formas, la aplicación de innovaciones en productos concretos tiende a ser rechazada por la mayoría de los consumidores, muy probablemente por el marcado carácter tradicional de los productos estudiados y el vínculo emocional existente entre éstos y los participantes. La existencia de segmentos de consumidores con creencias y actitudes diferenciadas ofrece algunas posibilidades de éxito a la aplicación de innovaciones en el mercado de los alimentos tradicionales. En lo que respecta a la compra real de productos innovados, en general los consumidores europeos no parecen estar dispuestos a pagar más por la versión innovada de un producto aunque la innovación sea aceptada. Esta información puede ayudar a la industria alimentaria de alimentos tradicionales en la toma de decisiones a la hora de aplicar diferentes innovaciones en lo que respecta a comunicación, posicionamiento de producto y nuevos desarrollos. Bibliografía 1. Truefood (2009). Traditional United Europe Food. Website: <http://www.truefood.eu/.> Visitada abril 2009. 2. European Commission (2007). European Research on Traditional Food. Website: <ftp://ftp.cordis.europa.eu/pub/fp7/kbbe/docs/tr aditional-foods.pdf >. Visitada octubre 2008. 3. Committee of the Regions (1996). Promoting and protecting local products: A trumpcard for the regions. Brussels: Committee of the Regions. 4. Ilbery B, Kneafsey M. Niche markets and regional speciality food products in Europe: Towards a research agenda. Environment and Planning A 1999; 31:2.207-22. 5. Avermaete T, Viaene J, Morgan EJ, Pitts E, Crawford N, Mahon D. Determinants of product and process innovation in small food manufacturing firms. Trends in Food Science & Technology 2004; 15:474-83. 6. Cayot N. Sensory Quality of Traditional foods. Food Chemistry 2007; 102:445-53. 7. Guerrero. Marketing PDO (Products with Denominations of Origin) and PGI (Products with Geographical Identities). In Frewer L, Risvik E & Shifferstein (eds.), Food, People and Society. An 2817-InterCAP_3.qxd 13/9/11 19:07 Página 155 La innovación en los alimentos tradicionales desde la perspectiva europea 155 European Perspective of Consumers Food Choices. Berlin: Springer Verlag 2001; 281-96. Programme, www.eurofir.net (Fecha de consulta 14/6/08). 8. Fito P, Toldra F. Innovations in traditional foods. EFFOST 2005 conference. Trends in Food Science & Technology 2006; 17(9):470. 19. Trichopoulou A, Soukara S, Vasilopoulou E. Traditional foods: a science and society perspective. Trends in Food Science & Technology 2007; 18:420-7. 9. Stevens GA, Burley J. 3,000 Raw Ideas = 1 Commercial Success! Research Technology Management 1997; 40(3):16-27. 10. Henson S. Demand-side constraints on the introduction of new food technologies: The case of food irradiation. Food Policy 1995; 20 (2):111-27. 11. Caldentey P, Gómez AC. Typical products, technical innovation and organizational innovations. Paper presented at the Typical and traditional productions: Rural effect and agro-industrial problems, 52nd EAAE Seminar (19-21 Juny 1997). Parma, Italia. 20. Ministero Agricoltura. Decreto Legislativo 30 Aprile 1998 n. 173. Decreto 785 Ministero Agricoltura 8 settembre 1999 n. 350. 21. Fagerberg J. Innovation: A Guide to the Literature. In Fagerberg J, Mowery DC & Nelson RR (Eds.), The Oxford Handbook of Innovations, Oxford University Press, Oxford, UK. 2004; 1-26. 22. Moskowitz H, Reisner M, Itty B, Katz R, Krieger B. Steps towards a consumer-driven “concept innovation machine” for food and drink. Food Quality and Preference 2006; 17:536-51. 12. Dutra M, Klume L, Ferreira G, Vieira L. Willingness to try innovative products. The case of food products in Rio Grande do Sul, Brazil. Paper presented at the 17th Annual Forum and Symposium IAMA Conference (Juny 2007), Parma, Italia. 23. Caranyannis EG, González E, Wetter. The nature and dynamics of discontinuous and disruptive innovations from a learning and knowledge managements perspective. In L.V. Shavinina (Ed.), The international handbook of innovation. Oxford, Elsevier Science Ltd. 2003. 13. Pliner P, Hobden K. Development of a scale to measure the trait food neophobia in humans by exposure to novel foods. Appetite 1992; 19:105-20. 24. Guerrero L, Guardia MD, Xicola J, Verbeke W, Vanhonacker F, Zakowska S, Sajdakowska M, Sulmont-Rossé C, Issanchou S, Contel M, Scaveldi L, Granli BS, Hersleth M. Consumer-driven definition of traditional food products and innovation in traditional foods. A qualitative cross-cultural study. Appetite 2008; 52(2):345-54. 14. Sokolow H. Qualitative methods for language development. In Applied sensory analysis of foods, (Vol. 1). Boca Ratón, CRC Press, Florida. 1988. 15. Bertozzi L. Tipicidad alimentaria y dieta mediterránea. In A. Medina & F. Medina & G. Colesanti (Eds.), El color de la alimentación mediterránea. Elementos sensoriales y culturales de la nutrición. Barcelona: Icaria. 1998; 15-41. 16. Jordana J. Traditional foods: challenges facing the European food industry. Food Research International 2000; 33:147-52. 17. EU. Council Regualation (EC) No 509/2006 of 20 March 2006 on agricultural products and foodstuffs as traditional specialities guaranteed. Official Journal of the European Union L 93/1. 18. EuroFIR (2007). FOOD-CT-2005-513944, EU6th Framework Food Quality and Safety 25. Rozin P. The importance of social factors in understanding the acquisition of food habits. In E. D. Capaldi & T. L. Powley (Eds.), Taste, experience, and feeding, Washington, DC, US: American Psychological Association 1990; 255-69. 26. Olsen SO, Scholderer J, Brunso K, Verbeke W. Exploring the relationship between convenience and fish consumption: A cross-cultural study. Appetite 2007; 49(1):84-91. 27. Boer J, Helms M, Aiking H. Protein consumption and sustainability: Diet diversity in EU-15. Ecological Economics 2006; 59:267-74. 28. Askegaard S, Madsen TK. The local and the global: exploring traits of homogeneity and he- 2817-InterCAP_3.qxd 13/9/11 19:07 Página 156 Los retos actuales de la industria alimentaria 156 terogeneity in European food cultures. International Business Review 1998; 7:549-68. 29. Montanari M. The Culture of Food. Blackwell, Oxford 1994. 30. Weatherell C, Tregear A, Allinson J. In search of the concerned consumer: UK public perceptions of food, farming and buying local. Journal of Rural Studies 2003; 19:233-44. 31. Singh S. Cultural differences in, and influences on, consumers' propensity to adopt innovations. International Marketing Review 2006; 23(2):173-91. 34. Guerrero L, Claret A, Guàrdia MD, Verbeke W, Vanhonacker F, Hersleth M. The impact of applying different innovations on the image of traditional foods in Europe. In 8th Pangborn Sensory Science Symposium, Florence, Italy, July 26-30, 2009. 35. Guerrero L. Is consumer behaviour a qualitative affair? Fourth European Conference on Sensory and Consumer Research, VitoriaGasteiz, Spain, September 5-8, 2010. 32. Guàrdia MD, Guerrero L, Gelabert J, Gou P, Arnau J. Consumer attitude towards sodium reduction in meat products and acceptability of fermented sausages with reduced sodium content. Meat Science 2006; 73:484-90. 36. Guerrero L, Claret A, Guàrdia MD, Contel M, Scalvedi MD. Consumer Acceptance of Innovated Traditional Cheese: An Experimental Study in Italy and Spain. Fourth European Conference on Sensory and Consumer Research, Vitoria-Gasteiz, Spain, September 5-8, 2010. 33. Sulmont-Rossé C, Issanchou S, Enderli G, Verbeke W, Vanhonacker F, Contel M, Scalvedi ML, Zakowska-Biemans S, Sajdakowska M, Guerrero L, Guàrdia M D, Granli BS, Hersleth M. Which innovations do consumers accept in traditional foods? Application of a dual sorting test. In 7th Pangborn Sensory Science Symposium, Minneapolis, USA, August 12-6, 2007. 37. Issanchou S, Guerrero L, Chaya C, Claret A, Godet M, Deliza R. Does innovation in a traditional product affect consumer's evaluation? A case study on Serrano ham with Spanish and French consumers. Fourth European Conference on Sensory and Consumer Research, Vitoria-Gasteiz, Spain, September 5-8, 2010. Acreditación de laboratorios en análisis sensorial de aplicación en productos específicos: confianza para el consumidor Marta Albisu Aguado, Iñaki Etaio Alonso, Mónica Ojeda Atxiaga, Pilar Fernández Gil, Jesús Salmerón Egea y Francisco José Pérez Elortondo Introducción El consumidor de hoy día puede elegir entre un mayor número de productos de lo que podía hacer tan sólo hace un par de décadas. Las razones por las que elige un determinado producto son muchas y muy variadas: conocimiento del mismo, fidelidad hacia una marca comercial, el atractivo de un producto nuevo, la región de origen, las promociones publicitarias, el precio, etc. Para llegar a conocer las expectativas del consumidor se pueden realizar estudios sobre las principales características que busca en un producto, las razones por las que lo adquiere, por qué una marca se convierte en más atractiva frente a otra y un largo número de preguntas que permitan conocer las preferencias que pueden determinar su elección final. Para poder responder a estas preguntas no sólo se deben estudiar y evaluar las características sensoriales (el aspecto, el olor, el sabor, los aromas y la textura) de los productos, sino también cómo son percibidos por el consumidor. Para ello se utiliza una combinación de diferentes técnicas sensoriales, como el estudio de consumidor e investigación de mercado, con el objetivo de poder dar respuesta a estas preguntas. Para llegar a satisfacer las necesidades del consumidor se debe alcanzar en todo mo- mento un nivel adecuado de calidad que satisfaga sus expectativas personales. Este hecho tiene especial importancia cuando los alimentos están acogidos a una determinada etiqueta de calidad como pueden ser las Denominaciones de Origen (DO), las Indicaciones Geográficas Protegidas (IGP) o cualquier otro indicativo específico que garantice una homogeneidad en la calidad del alimento específico. Todas las cualidades que deba presentar para asegurar esta confianza en el producto se puede conseguir mediante la realización de controles, entre los cuales se incluye el análisis sensorial ejecutado de forma periódica, antes de que éste salga al mercado, para garantizar que cumpla con las especificaciones exigidas. Hoy en día existen técnicas con aplicaciones muy diferentes según la finalidad que se persiga: • Las pruebas hedónicas, que se llevan a cabo mediante test de aceptación y/o preferencia de uno o varios productos, cuya finalidad es determinar qué es lo que más gusta o disgusta (aceptación) o conocer cuáles son los productos preferidos (preferencia) por el consumidor. Estas pruebas se realizan a ciegas, para evitar que el consumidor sea influenciado por factores como marca, precio, denominación de origen, etc. También se rea- 2817-InterCAP_3.qxd 13/9/11 19:07 Página 158 Los retos actuales de la industria alimentaria 158 lizan pruebas de usos y actitudes, intención de compra, etc. • Las pruebas de diferenciación o discriminantes, cuya finalidad es ver si los productos son diferentes y llegar a detectar las diferencias entre ellos, en base a una determinada característica o teniendo en cuenta todas conjuntamente. En este tipo de pruebas se utilizan paneles cuyos evaluadores tienen al menos un entrenamiento básico con un mismo nivel de formación para llegar a detectar de forma homogénea las diferencias que puedan existir en un mismo producto. Se emplean para determinar si una modificación (materias primas, proceso de elaboración o almacenamiento) afecta a la calidad del producto final. • Las pruebas descriptivas, que constituyen una de las metodologías más importantes de análisis sensorial, cuyo principal objetivo es encontrar un número mínimo de descriptores con los que se obtenga la máxima información sobre las características sensoriales del producto. Son de gran utilidad en la solución de diversos problemas asociados al control de calidad, estudio de vida útil, desarrollo de nuevos productos e interpretación de preferencias del consumidor. Estos análisis se basan en la detección y la descripción de los aspectos sensoriales cualitativos y cuantitativos, mediante grupos de evaluadores que han sido entrenados previamente y que deben dar valores cuantitativos proporcionales a la intensidad que perciban de cada uno de los atributos evaluados durante el análisis descriptivo. La situación óptima (ideal) es cuando se puede llegar a incorporar las indicaciones dadas por los consumidores y la información aportada por los paneles entrenados, pero llegar a esta integración requiere un gran esfuerzo ya que es necesario el trabajo de un equipo multidisciplinar que debe tener en cuenta aspectos muy diferentes, como psicología, marketing, metodologías sensoriales y análisis estadístico multivariante (Pérez Elortondo et al., 2007). Para obtener una mayor garantía en la realización de los ensayos sensoriales, todos estos tipos de pruebas se pueden someter a un control mediante la acreditación por parte del laboratorio que las aplique. Certificación y acreditación Con el fin de garantizar una confianza de calidad para los consumidores, los productos se pueden certificar, ya que la certificación consiste en una demostración del compromiso con la calidad y la satisfacción de los clientes a través de características específicas y diferenciadas del producto, del proceso productivo o del servicio, establecidas en un documento normativo público o privado. Los productos certificados son aquellos cuyas características se encuentran por encima de los valores mínimos que exige la legislación, por tanto representan un valor añadido para los consumidores y en su pliego de condiciones es aconsejable que presenten unas características objetivas, que se puedan medir y al mismo tiempo ser controlables. Las características que se incluyen en la definición de los mismos, en muchas ocasiones no es muy objetiva, especialmente, en relación con los atributos sensoriales, bien por su ausencia o por la ambigüedad con que se describen sus propiedades. Dentro de este grupo de productos estarían las DO e IGP, 2817-InterCAP_3.qxd 13/9/11 19:07 Página 159 Acreditación de laboratorios en análisis sensorial de aplicación en productos específicos… 159 cuyos reglamentos son aprobados por Organismos de la Unión Europea (DOCE, 2006). El control de los productos se realiza mediante diferentes tipos de análisis, físicoquímicos, microbiológicos y sensoriales. Con el fin de obtener una mayor fiabilidad de los ensayos, los laboratorios se pueden acreditar en diferentes métodos. Así, la acreditación es el procedimiento mediante el cual un organismo autorizado reconoce formalmente que una organización es competente para la realización de una determinada actividad de evaluación de la conformidad. Los laboratorios de ensayo y calibración se acreditan en base a la Norma UNE-EN ISO 17025 (2005). Mediante esta acreditación lo que se pretende es un aseguramiento de la competencia técnica del laboratorio y de la fiabilidad de los resultados. En los diferentes países existen organismos específicos que realizan las acreditaciones, concretamente en España es la Entidad Nacional de Acreditación (ENAC) la que posee dicha autorización oficial. Cabe señalar otras entidades presentes en la Unión Europea, como pueden ser: Comité Francais d'Accreditation (COFRAC) en Francia, Servizio di Taratura (SIT)/Sistema Nazionale per l'Accreitamento degli Organismi di Certificazione (SINCERT) en Italia, Danish Accreditaition (DANAK) en Dinamarca, Finnish Acreditation Service (Finas) en Finlandia, etc. Los laboratorios se pueden acreditar basándose en: • Pruebas o procesos genéricos, como pueden ser: pruebas triangulares (UNE-EN ISO 4120, 2008), comparación por parejas (UNE-EN ISO 5495, 2009), ordena- ción (UNE-ISO 8587, 2010), método para establecer el perfil olfato-gustativo (UNE 87017, 1992), perfil de textura (UNE 87025, 1996), etc., siguiendo las directrices de la metodología establecida por ISO a nivel internacional, UNE en España, AFNOR en Francia o el Organismo de Normalización correspondiente a cada país. • Métodos para productos específicos, campo en el que existe una gran carencia de documentación oficial, por lo que muchos laboratorios han tenido que crear sus propios métodos. Se puede observar una excepción en el caso del aceite de oliva, para el cual existe una reglamentación específica al respecto (COI, 2005; DOCE, 1991, 2007; Real Decreto, 2008). Actualmente, en España existen 18 laboratorios acreditados por ENAC (www.enac.es) en múltiples alcances. De éstos, dos están especializados en ensayos hedónicos, otros en análisis sensoriales genéricos y cada vez es mayor el número de centros que se acreditan para el análisis sensorial de productos concretos, entre los que cabe destacar los acreditados en el análisis sensorial de aceites de oliva y oliva virgen (13), todos ellos en base al método oficial europeo anteriormente citado. Así mismo, existen cuatro laboratorios que han desarrollado sus propios métodos de evaluación sensorial para otros productos específicos distintos del aceite. Actualmente existen cuatro laboratorios con alcances de acreditación en métodos para productos específicos, estos son: espárrago de Navarra con Denominación Específica (Torre, 2002), queso DO Roncal y pimiento del Piquillo de Lodosa con DO, queso DOP Idiazábal (Pérez Elortondo et al., 2007), vino tinto 2817-InterCAP_3.qxd 13/9/11 19:07 Página 160 Los retos actuales de la industria alimentaria 160 joven de Rioja Alavesa (Etaio et al., 2010) y dos laboratorios en jamón curado. Fases de la acreditación Para lograr la acreditación de un método de análisis sensorial se deben seguir una serie de fases, como se expone en la figura 1. Decidir acreditarse Puesta a punto del método Formación y cualificación de un panel de evaluadores Validación del método Auditorías internas y externas Obtención de la acreditación Revisiones periódicas Figura 1. Principales fases para obtener la acreditación. Decidir acreditarse Para establecer la calidad sensorial de un producto y definir un método que lo evalúe es necesario tener un gran conocimiento del sector, del producto en sí, del sistema de producción, de la variabilidad que puede presentar, así como tener conocimientos científicos sobre análisis sensorial y de mercado de dicho sector. Partiendo de la base de que la definición de las características sensoriales debe ser objetiva, haciendo posible que se puedan medir sus atributos, sin términos ambi- guos, nos encontramos en muchas ocasiones con que esta premisa no se cumple en el pliego de condiciones propuesto para muchos alimentos acogidos a DO e IGP. Así mismo, existe una gran variedad de fichas de evaluación de alimentos en las que la descripción es muy genérica, sin llegar a especificar aspectos concretos. Por todo ello, como se puede constatar, son pocos los laboratorios que se han decidido a optar por acreditarse, ya que llegar a conseguir la acreditación del laboratorio para un producto específico es un proceso largo y laborioso. Una vez que el laboratorio ha decidido proceder al desarrollo de un método para su posterior acreditación según la Norma UNE-EN ISO 17025 (2005), puede disponer de una serie de documentos que le servirán como guía más específica para la interpretación de la Norma general: Documento: Guía para la acreditación de laboratorios de análisis sensorial (ENAC, 2003). Las entidades de acreditación sólo acreditarán aquellos laboratorios que tengan desarrollada una documentación de sus actividades, por lo que es necesario crear un Manual de Calidad, unos Procedimientos Operativos de Calidad, donde se incluyen los requisitos de gestión y unos Procedimientos Normalizados Técnicos, donde se reflejan los requisitos técnicos. Puesta a punto del método basado en la experiencia de LASEHU El Laboratorio de Análisis Sensorial de la Universidad del País Vasco/Euskal Herriko Unibertsitatea (LASEHU), actualmente se encuentra acreditado para la aplicación de dos métodos de evaluación de la calidad sensorial en productos específicos, uno 2817-InterCAP_3.qxd 13/9/11 19:07 Página 161 Acreditación de laboratorios en análisis sensorial de aplicación en productos específicos… 161 para el queso Denominación de Origen Protegida Idiazábal (DOP Idiazábal) y otro para el vino tinto joven Rioja Alavesa, cuyas acreditaciones se obtuvieron en 2005 y 2008, respectivamente. Para conseguirlo, en cada caso, el primer paso es la constitución de un grupo de trabajo con personas provenientes de diferentes ámbitos, con un alto grado de conocimiento del sector y especialmente del producto, y que sean capaces de aportar sus conocimientos. Por lo tanto, es interesante incluir productores, jefes de cocina, críticos gastronómicos, consumidores y técnicos en análisis sensorial. La finalidad de este grupo multidisciplinar es establecer la definición sensorial del producto y su método de evaluación. Para ello, se realizan una serie de reuniones periódicas durante un tiempo comprendido entre 6 y 12 meses hasta lograr un consenso. Durante estas reuniones se evalúan la mayor diversidad posible de muestras del producto con el fin de observar su variabilidad sensorial (diferentes lugares de producción, materia prima, prácticas de elaboración, maduración, etc.). En esta fase es importante establecer cuáles son los parámetros y los atributos que mejor definen su calidad, por lo tanto, durante las reuniones se analizan un número suficiente de muestras con el fin de generar y seleccionar los principales descriptores. La selección de los parámetros y los descriptores se realiza por consenso, considerando la frecuencia de citación de términos y aquellos descritos en la bibliografía. Los principales términos utilizados hacen referencia a la apariencia, el olor, los sabores, los aromas, las sensaciones trigeminales, la textura y la persistencia. En la tabla 1 se presentan los parámetros que se consideran determi- nantes en la evaluación de la calidad sensorial del queso DOP Idiazábal y del vino tinto joven de Rioja Alavesa. Tabla 1. Parámetros del queso DOP Idiazábal y del vino tinto joven de Rioja Alavesa. Queso Idiazábal Forma Corteza Color de la pasta Ojos Olor Textura Sabor Regusto Vino tinto joven de Rioja Alavesa Intensidad de olor Complejidad de olor Intensidad de aroma Complejidad de aroma Equilibrio y cuerpo Persistencia aromática global Matiz Intensidad de color Una vez decididos los principales parámetros que definen el producto, se tienen que seleccionar cuáles son los descriptores, para cada parámetro, que mejor describen la tipicidad del producto y distinguirlo frente a posibles imitaciones. Así, se definen una serie de atributos, los cuales se consideran como claves para la óptima calidad del producto. Puede ocurrir que no siempre se encuentren en una situación ideal, por lo tanto, se deben establecer los defectos que se puedan presentar, así como las situaciones que no son defectuosas pero que restan calidad. Otro punto que se debe considerar es la escala a utilizar y los criterios de puntuación para cada categoría de la escala. En nuestro caso se optó por una escala discontinua de 7 puntos para cada uno de los ocho parámetros seleccionados, donde el valor de 7 representa la calidad máxima, el 4 el valor medio y el 1 la calidad mínima. Cuando la puntuación es inferior a 4, sig- 2817-InterCAP_3.qxd 13/9/11 19:07 Página 162 Los retos actuales de la industria alimentaria 162 nifica que el producto tiene algún defecto, por lo tanto, se debe justificar la puntuación mediante la señalización de uno o más de los defectos que se presentan en la lista elaborada por el grupo de trabajo de expertos. A lo largo de los años o campañas pueden surgir nuevos descriptores/defectos en los productos o desaparecer algunos existentes, por lo que debe dejarse abierta la opción de incorporar/eliminar éstos en la ficha de evaluación. Para obtener una homogeneidad en la puntuación de cada parámetro se debe acotar al máximo la decisión de los evaluadores y evitar opiniones y gustos personales, por lo que se recurre a árboles de decisión como el que se describe en la figura 2. Tiene una gran importancia que los evaluadores analicen el producto siguiendo el mismo procedimiento y utilizando las mismas técnicas, por lo tanto, se debe llegar a un consenso en el orden en que se evalúan los parámetros, así como la técnica a utilizar en cada uno de ellos. Esta técnica se debe describir con el mayor detalle posible y al mismo tiempo no debe ser compleja. Con el fin de evitar influencias psicológicas, se evalúan en primer lugar los parámetros olfato-gustativos y de textura y posteriormente los correspondientes a la apariencia. Con todos estos datos se elabora la ficha de evaluación, que debe ser sencilla, orde- Figura 2. Árbol de decisión para evaluar la calidad sensorial de cada parámetro. 2817-InterCAP_3.qxd 13/9/11 19:07 Página 163 Acreditación de laboratorios en análisis sensorial de aplicación en productos específicos… 163 nada y deben figurar en ella las puntuaciones, los descriptores y defectos que se han considerado por el grupo de trabajo con expertos. Con las decisiones tomadas se elabora una Guía de Evaluación con la metodología y los criterios de puntuación. Con el fin de obtener una mayor homogeneidad en los criterios de evaluación, es de gran utilidad el desarrollo de referencias, que deben simular las sensaciones en el producto a evaluar. Estas referencias serán utilizadas en las discusiones realizadas con el grupo de trabajo de expertos y, posteriormente, servirán para el entrenamiento de los futuros evaluadores que formarán el panel de control. Las referencias se elaboran mediante la toma de fotografías con las diferentes situaciones de calidad que se puedan presentar en todos los parámetros de apariencia y sobre una matriz alimentaria para los parámetros olfato-gustativos y de textura. En todo momento, la percep- ción de las sensaciones debe ser lo más cercana posible a la realidad. Pueden servir alimentos sin modificación u otros a los cuales se les añaden compuestos químicos con las dosis adecuadas hasta llegar a la situación deseada. Estas referencias se presentarán al grupo de expertos para su evaluación, donde se discuten los compuestos añadidos así como su concentración. Se consideran válidas cuando se ha llegado a un acuerdo por consenso. Otro aspecto de gran importancia es el diseño de la ficha de evaluación, en la que se deberán presentar de forma ordenada los parámetros descritos de tal forma que las personas que componen el panel puedan realizar las puntuaciones con la ayuda del árbol de decisión en cada parámetro. Esta ficha debe ser sencilla y debe reflejar las puntuaciones, descriptores y/o defectos de cada muestra, como se demuestra en la figura 3. Figura 3. Ejemplo de ficha de evaluación para el queso DOP Idiazábal. 2817-InterCAP_3.qxd 13/9/11 19:07 Página 164 Los retos actuales de la industria alimentaria 164 El número de evaluadores que formará parte del panel de control, el número de citaciones que debe ser dado para que un descriptor/defecto sea considerado como presente en la muestra, el tratamiento de datos, las desviaciones permitidas por el panel en su conjunto y por cada evaluador y el informe final, entre otras, son decisiones que se toman internamente en el laboratorio. Así, en nuestro laboratorio se optó por un número de siete evaluadores en cada sesión, de los cuales, cinco per- sonas deben citar un mismo descriptor o defecto para considerarlo presente. Por ejemplo, actualmente, en el informe final del queso Idiazábal se presentan las medias de las puntuaciones obtenidas en cada parámetro y los defectos identificados en las muestras. Con el fin de aportar una mayor información se incluye como anexo del informe un perfil descriptivo de los defectos citados. Se puede observar en las figuras 4 y 5 un ejemplo del informe con su anexo. Figura 4. Informe de control de calidad de una muestra de queso DOP Idiazábal. Figura 5. Anexo del informe de control de una muestra de queso con DOP Idiazábal. 2817-InterCAP_3.qxd 13/9/11 19:07 Página 165 Acreditación de laboratorios en análisis sensorial de aplicación en productos específicos… 165 Una vez desarrollado el método se realiza una presentación al sector/cliente para que éste confirme su aprobación como técnica de control y mejora de la calidad de sus productos o indique las modificaciones pertinentes. normas de trabajo. A las personas dispuestas a continuar con este trabajo se les realiza una encuesta personal donde deben facilitar sus datos personales, sanitarios, hábitos alimentarios, etc. El laboratorio establece los criterios que deben presentar estas personas. Formación y cualificación de un panel de evaluadores expertos para el control de calidad de un producto El siguiente paso es la selección en base a su agudeza sensorial, la capacidad de discriminación y el potencial que tienen los candidatos para describir y comunicar las percepciones sensoriales de los alimentos. Todo ello se lleva a cabo mediante pruebas sensoriales, como el reconocimiento de colores (prueba de Ishihara), prueba de identificación de sabores (UNE 87003:1995), prueba duo-trío con sabores básicos (ISO 10399:2004), prueba triangular con sabores básicos (UNE-EN ISO 4120:2008), pruebas de ordenación realizadas para colores, olores, sabores y textura (UNE-ISO 8587:2010) y pruebas de descripción de olor y textura (UNE 87024-1:1995). En el LASEHU el criterio es que cada candidato debe superar el 75% de las pruebas para poder continuar con la siguiente fase. Una vez desarrollado el método, el laboratorio deberá comenzar con las actividades relacionadas con la formación del panel de evaluadores que posteriormente van a realizar los ensayos de control de calidad de un producto específico. Los pasos a seguir son los siguientes: Reclutamiento, selección y entrenamiento básico de los evaluadores La norma UNE 87024-1:1995, establece las pautas a seguir para el reclutamiento, selección y los métodos para el entrenamiento y control de los evaluadores sensoriales. El primer paso consistirá en la búsqueda de personas, bien en el propio entorno (reclutamiento interno) o bien ajenas a la organización, en nuestro caso la Universidad (reclutamiento externo). En ambos casos deben mostrar interés en la participación de paneles de evaluación de productos alimenticios, así como disponibilidad en los momentos requeridos. Por ello, se debe aportar la mayor información posible, bien oralmente o mediante documento escrito, de los objetivos de las pruebas de selección y entrenamiento, el tiempo que les va a ocupar a lo largo de las semanas y las El entrenamiento básico tiene como objetivo proporcionar conocimientos básicos en análisis sensorial y desarrollar su aptitud para detectar, reconocer y describir los estímulos sensoriales. Para ello se realizan diferentes pruebas con las que los futuros evaluadores irán mejorando sus aptitudes. Ello se consigue a través de pruebas discriminantes con las que se conocen los umbrales de detección e identificación de los candidatos para los cuatro sabores básicos y se mejora su sensibilidad con el fin de disminuir sus umbrales (UNE 87003:1995), se familiarizan en el uso de escalas (UNE-ISO 4121:2006) y se entrenan en la metodología de generación y uso de descriptores. 2817-InterCAP_3.qxd 13/9/11 19:07 Página 166 Los retos actuales de la industria alimentaria 166 Aquellas personas que superen esta fase estarán consideradas como evaluadores básicos. Entrenamiento específico basado en el método y cualificación de los evaluadores A partir de los evaluadores básicos se realiza un entrenamiento específico para cada tipo de producto basado en el método desarrollado para tal fin. Actualmente existe una normativa para realizar este tipo de entrenamientos, aunque es muy genérica y cada laboratorio tendrá que adaptarla a su propio método (UNE 8586-2:2009). En esta fase, los evaluadores deben familiarizarse con la definición sensorial del producto y el método específico de evaluación desarrollado por el grupo de expertos, ya que tienen que evaluar los alimentos de forma objetiva y disminuir al máximo la subjetividad en la evaluación. Con este entrenamiento se pretende que lleguen a tener una buena precisión sensorial y ser capaces de percibir sutiles diferencias entre las muestras, ya que deben reconocer, recordar y puntuar las características del producto a largo plazo. Durante el entrenamiento específico deberán acudir a un número mínimo de sesiones, en nuestro caso es de ocho a diez, donde se familiarizan por medio de las referencias desarrolladas anteriormente, con los descriptores de cada parámetro. Posteriormente, evalúan el producto (queso DOP Idiazábal y/o vino tinto joven de Rioja Alavesa) con el fin de familiarizarse con los árboles de decisión y las puntuaciones que deben otorgar en cada circunstancia, para finalmente participar en las evaluaciones comentadas en grupo. Con el fin de que no exista una fatiga sensorial, se irán pre- sentando en cada sesión de entrenamiento un número mayor de muestras hasta llegar al número definitivo establecido por el laboratorio en cada producto. Los evaluadores deben demostrar su competencia técnica mediante una cualificación en la que muestran su capacidad de repetibilidad, reproducibilidad y la capacidad discriminante en las puntuaciones. Esta prueba consiste en la presentación de ocho muestras en dos sesiones, donde parte de ellas se presentan por triplicado con el siguiente diseño, AAA BBB CD, donde A y B se presentan por triplicado y C y D son muestras diferentes, cuyos resultados no se consideran para la cualificación. Así mismo, deben cualificarse en la identificación de los defectos descritos en el queso, y en la identificación de los descriptores, aristas y defectos en el caso del método del vino. En el primer caso se realiza tras sucesivas evaluaciones de muestras y en el segundo caso mediante referencias y muestras de vino. Aquellos evaluadores que superen los criterios establecidos por el laboratorio para las pruebas de cualificación se consideran evaluadores expertos de ese producto y pasan a realizar el control de los mismos. Quienes no superen la cualificación tienen una segunda oportunidad para realizar las pruebas y en el caso de no superarlas tienen que volver a entrenarse hasta una próxima cualificación. Validación del método Cuando se desarrolla un método específico para su validez, éste debe ser evaluado con el fin de constatar la fiabilidad del método ejecutado por el panel. Para ello se 2817-InterCAP_3.qxd 13/9/11 19:07 Página 167 Acreditación de laboratorios en análisis sensorial de aplicación en productos específicos… 167 deben observar a lo largo de dos sesiones la repetibilidad, la reproducibilidad y la capacidad discriminante en las puntuaciones de una forma similar a la descrita para la cualificación de evaluadores. En esta ocasión el panel está constituido por siete evaluadores en cada sesión. La validación de atributos y defectos se realiza mediante la reproducibilidad en la identificación de los mismos, contabilizando los descriptores/defectos que se señalen en las dos sesiones. Dado que es imposible validar todos los descriptores/defectos presentes en los productos en las sesiones de validación, aquellos que no estuvieran presentes se irán validando a lo largo de las próximas sesiones de evaluación de los productos. El laboratorio establece los criterios de validación, si éstos se superan se considera el método validado y se comenzará el control sistemático de las muestras. En el caso de que no se supere la validación, habrá que continuar con el entrenamiento de evaluadores y realizar de nuevo las pruebas de validación hasta que se superen los criterios establecidos. Evaluación de muestras de un modo sistemático: seguimiento y control Una vez validado el método se podrá iniciar la evaluación sistemática de las muestras. Ésta se realiza en una sala de cata con cabinas normalizadas (UNE 8589:2010) y con condiciones controladas de temperatura (21 ± 2 ºC) y humedad relativa (60 ± 20%). Así mismo, se controla la temperatura de las muestras (16 ± 2 ºC en queso y 17 ± 2 ºC en vino). En cada sesión se analizan seis u ocho muestras de vino o queso, respectiva- mente, por siete evaluadores cualificados en cada producto. A lo largo de las sesiones de evaluación se realizan controles de la actuación del panel y de cada evaluador que ha participado en el ensayo con el fin de comprobar la fiabilidad del método. Por otra parte, se revisa la identificación de los descriptores y los defectos realizada por cada evaluador. Anualmente, se realizan controles de calidad cada 150 muestras con una metodología y criterios similares a los descritos para la cualificación de evaluadores y validación del método. Así mismo, se comprueba la actuación de cada evaluador a lo largo de todo el año. En caso de no superar los criterios establecidos por el laboratorio tendrán que realizar un reentrenamiento y/o superar una nueva recualificación. Auditorías internas y externas. Obtención de la acreditación Antes de proceder a la acreditación final, el laboratorio debe participar en un ensayo de intercomparación con otros laboratorios. Esta actividad resulta difícil de realizar dado que tanto la metodología como el entrenamiento de los evaluadores son muy específicos, y en muchos casos no existen otros laboratorios que realicen el mismo ensayo. Una vez que el laboratorio haya superado estas fases, el panel se encuentra cualificado y el método validado, se procederá a realizar una auditoría interna donde se reflejan los puntos fuertes y débiles del sistema. Con los resultados obtenidos se procede a la subsanación de las desviaciones 2817-InterCAP_3.qxd 13/9/11 19:07 Página 168 Los retos actuales de la industria alimentaria 168 detectadas o errores tanto de gestión como técnicos. Finalmente, se solicita a ENAC la evaluación para la acreditación del laboratorio con un alcance en el método desarrollado. Si ésta se supera, el laboratorio se encontrará acreditado para ese método específico. Seguimiento y control de los laboratorios con métodos acreditados Un laboratorio que se encuentre acreditado debe tener en cuenta una serie de actividades para garantizar la competencia técnica. Por lo tanto, tras haber desarrollado el Manual de Calidad, los Procedimientos Organizativos de Gestión y los Procedimientos Normalizados Técnicos, otros documentos y registros, éstos deben mantenerse actualizados permanentemente. través de estas revisiones se proponen las mejoras continuas que se pueden realizar. Bibliografía recomendada Consejo Oleícola Internacional. Método de valoración organoléptica del aceite de oliva virgen extra que opta a una denominación de origen. COI/T. 20/DOC n.º 22. Madrid. Noviembre 2005. DOCE. Reglamento 2568/91, de la Comisión, relativo a las características de los aceites de oliva y de los aceites de orujo de oliva y sobre sus métodos de análisis. Diario Oficial de las Comunidades Europeas de 11 de julio de 1991. DOCE. Reglamento (CE) n.º 510/2006, del Consejo, sobre la protección de las indicaciones geográficas y de las denominaciones de origen de los productos agrícolas y alimenticios. Diario Oficial de las Comunidades Europeas de 20 de marzo de 2006. DOCE. Reglamento 702/2007, de la Comisión de 21 de junio de 2007, por el que se modifica el Reglamento 2568/91 relativo a las características de los aceites de oliva y de los aceites de orujo de oliva y sobre sus métodos de análisis. Diario Oficial de las Comunidades Europeas de 21 de junio de 2007. Los equipos que se utilicen para el mantenimiento y la preparación de referencias y muestras deben tener su correspondiente documentación de mantenimiento, calibración y verificación. ENAC. Guía para la acreditación de laboratorios de análisis sensorial. G-ENAC-02, Rev.1. Octubre 2003. Entidad Nacional de Acreditación. Madrid. España. 2003. Los ensayos intercomparativos y las auditorías internas han de realizarse anualmente. Las auditorías externas se realizan cada 12-18 meses, y cada 4 años se debe superar una reevaluación de todo el sistema. Etaio I, Albisu M, Ojeda M, Gil PF, Salmerón J, Pérez Elortondo F J. Sensory quality control for food certification: A case study on wine. Method development. Food Control 2010; 21:533-41. Por último, el laboratorio anualmente realiza una revisión interna del sistema donde se reflejan los puntos donde efectuar mejoras. En relación al método desarrollado, con el tiempo se observan los puntos débiles que pueden existir, por lo tanto, a Pérez Elortondo FJ, Ojeda M, Albisu M, Salmerón J, Etayo I, Molina M. Food quality certification: An approach for the development of accredited sensory evaluation methods. Food Quality and Preference 2007; 18(2):425-39. ENAC. www.enac.es (última consulta 17 de noviembre de 2010). ISO 1039: 2004. Sensory analysis. Methodology. Duo-trio test. International Organization for Standardization. Genève. Switzerland. 2004. Real Decreto 227/2008, de 15 de febrero, por el que se establece la normativa básica refe- 2817-InterCAP_3.qxd 13/9/11 19:07 Página 169 Acreditación de laboratorios en análisis sensorial de aplicación en productos específicos… 169 rente a los paneles de catadores de aceite de oliva virgen. BOE n.º 56, de 5 de marzo de 2008. UNE-EN ISO/IEC 17025. Criterios generales relativos a la competencia de los laboratorios de ensayo y calibración. AENOR. Madrid. 2005. Torre P. Análisis sensorial del espárrago de Navarra con denominación específica: un caso práctico. In I Encuentro internacional Ciencias Sensoriales y de la percepción. Sant Sadurní d'Anoia, Barcelona, Spain. 2002; 14-17. UNE-ISO 4121:2006. Análisis sensorial. Directrices para la utilización de escalas de respuestas cuantitativas. AENOR. Madrid. 2006. UNE 87017:1992: Análisis sensorial. Metodología. Método para establecer el perfil olfatogustativo. AENOR. Madrid. 1992. UNE 87003:1995. Análisis sensorial. Metodología. Método de investigación de la sensibilidad gustativa. AENOR. Madrid. 1995. UNE 87024-1:1995 Análisis sensorial. Guía general para la selección, entrenamiento y control de jueces. Parte 1: catadores. AENOR. Madrid. 1995. UNE 87025:1996 Análisis sensorial. Metodología. Perfil de textura. AENOR. Madrid. 1996. UNE-EN ISO 4120:2008. Análisis sensorial. Metodología. Prueba triangular. AENOR. Madrid. 2008. UNE-EN ISO 5495:2009. Análisis sensorial. Metodología. Prueba de comparación por parejas. AENOR. Madrid. 2009. UNE-EN ISO 8586-2:2009. Análisis sensorial. Guía general para la selección, entrenamiento y control de evaluadores. Parte 2: Evaluadores sensoriales expertos. AENOR. Madrid. 2009. UNE-ISO 8587:2010. Análisis sensorial. Metodología. Ordenación. AENOR. Madrid. 2010. UNE-ISO 8589:2010. Análisis sensorial. Guía general para el diseño de una sala de cata. AENOR. Madrid. 2010. 2817-InterCAP_3.qxd 13/9/11 19:07 Página 170 2817-InterCAP_3.qxd 13/9/11 19:07 Página 171 Incidencia de las características de los consumidores y de sus hábitos de consumo sobre la aceptación de nuevas prácticas enológicas M.ª Luisa González San José, Miriam Ortega Heras y Silvia Pérez Magariño Introducción Consideraciones previas sobre los parámetros que determinan la aceptación de los consumidores de vino Toda empresa cuenta con una serie de clientes, personas y organismos relacionados con la empresa o que se ven afectados por las actividades de ésta. Entre ellos, los clientes que adquieren o compran los productos o servicios son probablemente el grupo más importante, ya que de ellos depende, en gran medida, el éxito de los productos y servicios que proporcionan y, por tanto, determinan el éxito de la propia empresa. El éxito de un producto o servicio depende directamente de la aceptación de los consumidores y de sus preferencias. Ambas están relacionadas con el grado de satisfacción y de cumplimiento de las expectativas y necesidades de los clientes (figura 1). Por ello, la industria alimentaria debe cuidar las necesidades y las expectativas del consumidor. Las primeras engloban tanto los as- Figura 1. Esquema general de la interrelación entre las características de los consumidores y la aceptación de los productos. Relación con el título de este trabajo. 2817-InterCAP_3.qxd 13/9/11 19:07 Página 172 Los retos actuales de la industria alimentaria 172 pectos nutricionales como la seguridad alimentaria, requisito irrenunciable y no negociable, ya que es imprescindible en todo alimento. Las expectativas deben interpretarse como las esperanzas o los deseos de los consumidores y tienen connotaciones de naturaleza muy diversa, pudiendo ser hedónicas, funcionales, culturales y económicas, entre otras. La importancia de cubrir expectativas y necesidades nace del hecho de que sólo los productos o servicios que cumplan con ellas serán aceptados por los consumidores. Entre los productos aceptados, los consumidores elegirán sus preferidos en función de criterios muy variables, como factores económicos, funcionales, sensoriales o culturales, en general diferentes entre grupos poblacionales. Por otra parte, debe considerarse que el rechazo de un producto genera rechazos colaterales de otros productos de la empresa, y estas impresiones negativas son muy difíciles de vencer o contrarrestar. Los consumidores deben considerarse no como un grupo único, sino como “conjuntos de individuos con unas características similares e influenciados por factores tan dispares como la cultura, su relación con el entorno, y los denominados estadios de ‘civilización’ que incluyen el estilo de vida y su nivel de calidad”. Esta es una de las complejidades a las que se enfrenta la industria alimentaria, los consumidores no son homogéneos ni en cuanto a necesidades, ni mucho menos respecto a sus expectativas. Por eso, los estudios de mercado tienden a hacerse con grupos representativos de los tipos de consumidores más habituales en la población. Los criterios de agrupación a veces son simplemente segmentos de edad o diferenciación por sexo, pero cada vez se hace más fre- cuente la segmentación por estatus socioeconómico, hábitat, hábitos culturales, etc. Es decir, por todos aquellos factores que puedan tener una clara y directa incidencia sobre la aceptación de los productos y servicios. El vino, como ocurre con un gran número de alimentos, es un producto con marcadas notas tradicionales y culturales. Atendiendo a una de las diversas definiciones de cultura “el conjunto de todas las formas, los modelos o los patrones, explícitos o implícitos, a través de los cuales una sociedad regula el comportamiento de las personas que la conforman y que comprenden las costumbres, prácticas, códigos, normas y reglas de la manera de ser, la vestimenta, la religión, los rituales y las formas de comportamiento”, parece obvio que la cultura, y, por ende, los aspectos culturales condicionan la elección de los alimentos y lo que se espera de ellos. Es por ello que de muchos alimentos existen múltiples variantes, más o menos dulces o picantes o amargas, de colores y aromas variados, gamas de precios, etc. Los vinos no son una excepción, de tal modo que se podría decir que para cada tipo de exigencia hay un tipo de vino. Así que al igual que el refrán “para gustos los colores”, se podría decir para cada gusto un vino, pero también para cada “bolsillo”, para cada “momento o situación”, para cada “plato”, etc. Los aspectos culturales en el caso del vino además presentan un arraigo milenario en los países de la cuenca mediterránea, de hecho a esta cultura se la ha conocido desde antiguo como “la cultura del vino” o como “la cultura del vino y el aceite”, productos que la han diferenciado a lo largo de la historia de otras culturas, como, por ejemplo, “la cultura de la cerveza”, 2817-InterCAP_3.qxd 13/9/11 19:07 Página 173 Incidencia de las características de los consumidores y de sus hábitos de consumo… 173 vinculada esencialmente a los pueblos bárbaros, los sajones y los vikingos. El vino históricamente ha estado asociado a los grupos sociales pudientes y poderosos, en muchos casos a la sofisticación, y alrededor de él nació la denominada “cultura del buen vivir”. Hace ya tiempo que el vino perdió su estatus de bebida de dioses y reyes, pero aún hoy se reconoce que los consumidores de vino presentan elevados niveles de exigencia, y en las últimas décadas ha vuelto el “glamour” del mundo del vino. De hecho, aunque las cifras de consumo global de vino descienden paulatina y continuamente desde hace aproximadamente 30 años, en al menos las dos últimas décadas el consumo de vinos de calidad no ha dejado de crecer. Otro aspecto importante que condiciona las expectativas de los consumidores es su relación con el entorno que, además, determina la identidad del grupo. De nuevo el vino es un claro ejemplo de ello, no sólo por los propios vínculos del producto con el entorno, base de las numerosas Denominaciones de Origen (DO) de vinos existentes en nuestro país, sino también por las claras diferencias en las preferencias enológicas que se detectan a lo largo de la geografía española. Sirva de ejemplo el consumo localizado de vinos de determinados tipos característicos de zonas específicas como los de las Denominaciones de Origen (DO) Jerez, Montilla-Moriles o del Condado, así como los chacolís, o incluso los cavas, DO que a pesar de extenderse por varias Comunidades Autónomas, algunas de ellas tan distantes como Cataluña y Extremadura, su consumo e incluso identidad queda entre el público en general mayoritariamente asociado a la primera de ellas. España es un país eminentemente vitivinícola, es el país con mayor superficie de viñedo de todo el mundo, y esto hace que la cultura de cada entorno vitícola haya incorporado unos hábitos y pautas de consumo característicos, aunque en muchos aspectos comunes a los de otros países mediterráneos. El consumo de vino en España ha tenido siempre un marcado carácter social, de compartir momentos con la familia, los amigos, celebrar acontecimientos, etc., llevándose a cabo en general estos hechos en torno a la mesa, es decir, un consumo con otros alimentos. Esto sin duda es el reflejo y la muestra de cómo perduran, a través de los siglos, las costumbres, hábitos, e incluso el culto al vino de fenicios, griegos y romanos. La peculiaridad del consumo del vino especialmente en España hizo que a nivel global se designe con el nombre de “vino español” al acto social que acompaña a inauguraciones y otros eventos, que incluye un brindis, y que suele incluir el acompañamiento de alguna vianda (esto es menos frecuente cuanto más nos alejamos de la cuenca mediterránea). Consideraciones previas sobre las características de los consumidores de vino españoles Son varios los estudios que sobre las características de los consumidores de vino españoles se han llevado a cabo en la última década. Algunos de los más recientemente publicados han sido varios estudios encargados en 2009 por el Observatorio español del Mercado del Vino (OeMV), fundación privada, creada a iniciativa de las bodegas españolas agrupadas en la Federación Española del Vino y con fuerte apoyo institucional, empezando por el del Ministerio 2817-InterCAP_3.qxd 13/9/11 19:07 Página 174 Los retos actuales de la industria alimentaria 174 de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino (MARM), y que cuenta, además, con la participación de la Secretaría General de Comercio, el ICEX, las comunidades autónomas, los consejos reguladores, otras asociaciones bodegueras y de cooperativas. Entre ellos está un estudio firmado y realizado por Nielsen, titulado “Caracterización del consumidor español de vino (Genoma)” (1). Este estudio recoge muchos datos de interés sobre los consumidores españoles de vino. A continuación se recogen de forma resumida algunos de ellos. Datos generales: • El 60% de los adultos se declara consumidor de vino. • El 80% de ellos (48% del global) se declara consumidor habitual. • Predominan los consumidores habituales de vinos de calidad (DO), 21% del global, frente a un 8% que señala consumir habitualmente vino de mesa. El resto consume indistintamente ambos. • La tasa media de consumo calculada es: 17,3 litros per cápita; que se corresponden con 21,1 litros por adulto, y con 35,4 litros por consumidor de vino declarado. El último dato es equivalente a unas 5,3 copas de vino a la semana (por consumidor de vino). • Se consume predominantemente vino tinto. • Datos sociodemográficos de los consumidores: el 57% de los consumidores de vino son hombres; la mayoría mayores de 35 años (75%) sin diferencia significativa entre los segmentos de edad de 35-55 años y más de 55 años. Las clases sociales media-media, media-baja y baja concentran la mayor parte de consumidores, con un 38 y 35% de los consumidores, respectivamente, frente al 27% de clase alta y media-alta. • En general, hay una distribución relativamente equivalente de consumidores de vino entre los diversos hábitats (ciudadespoblaciones grandes, medianas y pequeñas), con algunas diferencias en grupos concretos de consumidores, como se comenta a continuación. Grupos: El estudio de Nielsen define seis tipos de grupos de consumidores. A continuación se presenta un breve resumen de las características de estos grupos. • Tradicional: valora el producto de “su tierra”, consume generalmente lo mismo, exigente pero no extremadamente, reacio al cambio. Predominan los mayores de 55 años, y es más frecuente en poblaciones pequeñas. • Urbanita inquieto: es exigente, busca sobre todo calidad y que le sorprendan, no tiene prejuicios respecto a tipos de vinos, cambia constantemente, quiere probar todo. Tal y como su nombre sugiere este grupo de consumidores predomina en las grandes poblaciones. Los dos grupos citados son los de máximo consumo, con un promedio de unas 8 copas/semana. Suponen respectivamente el 9 y el 11% del gasto en consumo de vino. Cada grupo representa aproximadamente el 7% de los consumidores de vino españoles actuales. • Trendy: le da un alto valor a la imagen y el vino es para él/ella un modo de dar imagen, se guía de la tendencia, no tiene prejuicios, está dispuesto a probar, pero 2817-InterCAP_3.qxd 13/9/11 19:07 Página 175 Incidencia de las características de los consumidores y de sus hábitos de consumo… 175 no a arriesgar, busca buena relación calidad/precio. Tiene un consumo medio entre 5 y 6 copas/semana. Es el grupo que genera mayor gasto en el consumo de vino, un 30%, y constituye en torno al 26% de los consumidores españoles de vino actuales. • Rutinario: no es exigente, es el que más importancia da al precio, suele consumir lo mismo por comodidad, al no estar realmente interesado no busca cosas nuevas, reacio al cambio. • Ocasional interesado: predispuesto a conocer/aprender, acepta productos nuevos, no es muy exigente, necesita vinos “fáciles” de beber y variados para cada situación. Los dos últimos grupos citados presentan un consumo medio similar, cercano a 5 copas/semana. En porcentaje de gasto representan el 20 y el 23%, y en torno al 22 y al 25% de los consumidores españoles actuales, respectivamente. • Social: no es un gran consumidor, bebe en actos sociales pero no está muy interesado. No rechaza nuevas cosas, y está limitado por el precio. El consumo medio de este grupo es algo menor a 3 copas/semana, constituye el 9% del gasto y el 13% de los consumidores. En este grupo, como en el anterior, el porcentaje de consumidores de más de 55 años es reducido, no alcanzando el 30%. Consideraciones previas sobre las nuevas prácticas enológicas Bajo la denominación de nuevas prácticas enológicas se engloban varios tipos de acciones que se han ido modificando o incorporando al proceso tradicional de elaboración de vinos. En la mayoría de los casos suponen la adaptación o incorporación de los avances tecnológicos, como en su día fue la incorporación de los equipos, tanques, conducciones, etc., fabricados en acero inoxidable en lugar de hierro u otros materiales, o como más recientemente ha sido el uso de nuevas enzimas, levaduras y bacterias seleccionadas, nuevos modos de aplicar frío y nuevos usos del frío, la adición controlada de oxígeno, el control de la acidez o del grado alcohólico potencial de mostos, etc. Todas estas incorporaciones, previamente a su aplicación, son estudiadas por diversos estamentos y discutidas por grupos de expertos de la OIVV (Organización Internacional de la Vid y el Vino). En el caso de Europa, sólo aquellas prácticas informadas favorablemente por la OIVV pasan a ser estudiadas para su aprobación legislativa por la Unión Europea, y sólo algunas de ellas son aceptadas. No ocurre lo mismo en otros continentes, en los que, en general, las legislaciones de los diferentes países son mucho más permisivas en lo que a la incorporación de nuevas prácticas enológicas se refiere. A continuación se exponen con mayor detalle datos vinculados a la nueva práctica enológica en la que se ha centrado el estudio que se presenta en este trabajo y que es la conocida como “usos de sustitutos de la barrica”. Estos datos servirán de base para la justificación del estudio realizado. La elaboración de vinos en contacto con la madera, “crianza en madera”, es una práctica antigua, aplicada desde hace decenas de siglos, de incorporación relativamente reciente, hace algo más de dos siglos, a la elaboración de vinos de calidad. El primer contacto del vino con la madera se debió al reemplazo de los materiales de 2817-InterCAP_3.qxd 13/9/11 19:07 Página 176 Los retos actuales de la industria alimentaria 176 envasado y transporte cerámicos, frágiles y pesados, por los barriles de madera de mayores capacidades, más resistentes y más ventajosos para el transporte. Este hecho se data en la época de la llegada de los romanos a la Galia. Sin embargo, deberán pasar muchos siglos antes de que se asocien, de forma intencionada, la permanencia del vino en contacto con la madera y la obtención de unas características finales definidas o esperadas previamente. El descubrimiento de América, las largas travesías de los siglos sucesivos, el uso del roble americano en la elaboración de barricas, el transporte generalizado de vinos, sobre todo de los encabezados, y de los aguardientes y rones en barriles, y su posterior trasvase a recipientes de vidrio una vez en los puertos de destino, son algunos de los fenómenos básicos para el desarrollo del concepto de “crianza” actual, que no aparecerá como tal hasta el siglo XVIII (2-3). La crianza de los vinos tintos en barrica es una práctica habitual y tradicional en Europa y, por ende, en España, que permite obtener vinos de calidad. Durante el tiempo de permanencia en barrica, ésta cede diferentes compuestos al vino, además de permitir el paso de pequeñas cantidades de oxígeno a través de los poros de las duelas. Todo ello favorece que se produzcan una serie de fenómenos y reacciones que aumentan la estabilidad de los vinos (4-6), así como su complejidad, modificando sus características sensoriales (7-11), destacándose los cambios de color, de olor y aroma, así como de su comportamiento en boca, los vinos se redondean y suavizan, y desarrollan el “bouquet” típico del vino criado en madera. Las características peculiares que alcanzan los vinos en contacto con la madera se deben a varios factores, destacando, a parte del papel del oxígeno, todo lo relacionado con la extracción de los constituyentes de la madera y de sus transformaciones. Todos estos fenómenos han sido ampliamente estudiados, destacando el interés de la extracción de sustancias de la madera de naturaleza fenólica y/o volátil (12-19, entre otros muchos). El enriquecimiento del vino con estas sustancias puede ocurrir de modo directo, por disolución de aquellas sustancias solubles en el medio, o indirecto, que es el mayoritario y se refiere a la extracción tras la etanólisis o hidrólisis inducida por el etanol de la lignina y de los taninos, principalmente elagitaninos. Los procesos de extracción inducen cambios del perfil aromático (especias, cuero, etc.), de la estructura y cuerpo (astringencia), y también del color de los vinos. Es bien sabido que los cambios descritos dependen de la composición de la madera usada, que a su vez depende de numerosos factores, como la especie, origen geográfico, factores edafoclimáticos, culturales, edad, parte del tronco, tratamientos de la madera tras la tala (secado y tostado), etc. (8-10, entre otras). Algunos de estos factores hacen que no todos los robles puedan ser usados en enología, de tal modo que tradicionalmente tan sólo se han utilizado tres tipos, Quercus petraea (sessil) y Quercus robur (pedunculata), entre los europeos, y Quercus alba, entre los americanos, aunque esto no implique que existan otras especies potencialmente explotables. Todos los factores indicados, entre otros, condicionan la capacidad de cesión de compuestos y, por tanto, las características que cada madera conferirá a las bebidas en contacto con ella. Hace relativamente pocos años, se comenzaron a desarrollar nuevas prácticas enológicas que perseguían dotar a los vinos de 2817-InterCAP_3.qxd 13/9/11 19:07 Página 177 Incidencia de las características de los consumidores y de sus hábitos de consumo… 177 las características peculiares propias de la crianza en barrica, pero sin mantener los vinos en las mismas. Surgen así los denominados sustitutos de la barrica, como son tablones, duelas, virutas, chips, extractos, etc., que se usarán por inmersión en el vino, en lugar de que el vino sea contenido en las barricas. De este modo se modifica uno de los parámetros más importantes para todos los procesos de transferencia, la superficie activa, que en los sistemas tradicionales de crianza depende esencialmente del tamaño y forma de los contenedores (barricas, toneles y tinos), y que en los sistemas alternativos dependerá del tipo y tamaño de los sustitutos empleados (tablones, duelas, virutas o chips) y de las dosis empleadas. Alcanzados los conocimientos asociados a la “crianza en barrica”, parece lógico que se intentara desarrollar técnicas de lo que también se ha llamado “envejecimiento acelerado”. Esto, a pesar de todo, no es nada novedoso, ya que según Muñoz (3), Pasteur en 1866 ya describía la maceración con fragmentos de madera de roble de diversos tamaños combinada con aireaciones más o menos intensas y con altas temperaturas como una técnica de envejecimiento rápido, y parece que estos procesos eran usados, al menos en algunas zonas de Francia, de forma habitual, siguiendo las costumbres heredadas de maestros bodegueros generación tras generación. Por otra parte, el uso de extractos de madera y la maceración-aireación se ha empleado para “envejecer aceleradamente” rones, derivados vínicos de alta graduación, vinagres y otros muchos productos desde hace muchos años. Los motivos para el desarrollo del uso de los sustitutos de la barrica en la elaboración de vinos fueron varios. Por un lado, destacan los económicos y operativos, vinculados entre otras cosas al ahorro, debido a que se elimina la inversión en barricas, el vino se inmoviliza durante un tiempo reducido, se necesita menos espacio, se reducen o anulan las mermas, y se reduce notablemente la mano de obra. Por otro lado, están los tecnológicos, vinculados esencialmente al control de las transferencias madera-vino para dar las características deseadas, el uso de sustitutos facilita la homogeneidad del producto final, a la vez que permite introducir variaciones y cambios de forma rápida, adaptándose rápidamente a las demandas de los compradores. En la actualidad, su empleo es una alternativa real usada tanto para conferir al vino las notas típicas de la madera, tan apreciadas tradicionalmente, como para conferirle nuevas características y sensaciones. La utilización de trozos o fragmentos de madera en la elaboración/envejecimiento de los vinos, especialmente tintos, se ha usado ampliamente, en especial desde los inicios del nuevo milenio, en los denominados países emergentes o del Nuevo Mundo enológico (esencialmente Argentina, Chile, EE.UU., Australia y Nueva Zelanda, y Sudáfrica). Estos vinos han supuesto siempre una fuerte competencia para los vinos españoles y europeos en general, por lo que el mundo enológico europeo se enfrentaba a una fuerte controversia, defender los procesos tradicionales y sus vinos, y a la vez mantenerse a precios competitivos, lo que es prácticamente imposible con las técnicas tradicionales. Además, en un momento de grandes excedentes de vino europeo, incorporar esta nueva práctica podría suponer la oportunidad de acceder a nuevos mercados al re- 2817-InterCAP_3.qxd 13/9/11 19:07 Página 178 Los retos actuales de la industria alimentaria 178 ducirse los costes de producción. Por todo ello, y tras grandes debates y un largo periodo de discusiones, por fin, en 2005 la Unión Europea autorizó el uso de los sustitutos (Reglamento CE n.º 2165/2005), pero en condiciones mucho más restrictivas de las que se permiten en los países emergentes, ya que limita tanto el tamaño (superior a 2 mm) como el tipo de madera permitida (sólo robles del género Quercus). Además, en octubre de 2006, definió las normas de utilización y las condiciones de etiquetado de los vinos (Reglamento CE 1507/2006), hecho no determinado tampoco en los terceros países. Por tanto, los vinos europeos tienen que seguir luchando por ser competitivos con condiciones de elaboración mucho más cerradas que las de sus competidores. Como ya se ha dicho, el usar sustitutos no sólo permite elaborar de forma más rápida y económica, sino que facilita la elaboración de vinos más adaptados a los gustos de los distintos grupos de consumidores, grupos sociales, países de destino, etc., lo que se amplifica si no existen restricciones respecto al tipo de madera a usar en la fabricación de los sustitutos, como lo hace la legislación europea. Objetivos y justificación del estudio La justificación del estudio realizado se basa en todo lo expuesto previamente y en algunas nuevas consideraciones que se exponen resumidamente a continuación: • Los gustos de los consumidores cambian y los productos líderes en el mercado son los que se adaptan a estos cambios. • Las bodegas deben ser innovadoras y producir los vinos que el consumidor de- manda, e introducir “nuevos” productos con el fin de ampliar la oferta en el mercado y de captar nuevos consumidores, para lo que pueden servirse de nuevas prácticas enológicas. • Los vinos que más se consumen son tintos, y predomina la preferencia por vinos de calidad (DO), en los que suele ser habitual la crianza en madera. • La autorización por la CE de la utilización de trozos de madera en la elaboración del vino, así como que ha definido las normas para la utilización de trozos de madera en la elaboración de vinos y las condiciones de etiquetado de los mismos, quedando por concretar cómo se realizará el etiquetado y qué información se dará al consumidor. • La opinión, reacción y aceptación por parte del consumidor de esta información va a ser un factor importante y determinante en la venta del producto (20). • No se ha encontrado ningún estudio de opinión de los consumidores sobre el empleo de chips en la elaboración de vinos. Por todo ello, el objetivo de este trabajo fue realizar un estudio de opinión y aceptación de los consumidores españoles de vino y la nueva práctica enológica “usos de sustitutos de la barrica”. Para ello se trabajó con encuestas a una población representativa, y con estudios de aceptación sensorial de vinos con una población representativa de los grupos de mayor interés. Se estudiaron las posibles diferencias de aceptación entre los diversos grupos poblacionales y tipos de consumidores de vino. 2817-InterCAP_3.qxd 13/9/11 19:07 Página 179 Incidencia de las características de los consumidores y de sus hábitos de consumo… 179 Desarrollo del estudio y resultados obtenidos en cada fase Procedimiento El desarrollo del estudio se llevo a cabo en dos fases principales, un estudio inicial por encuestas y, en segundo lugar, un estudio de aceptación y preferencia sensorial de cuatro vinos, dos elaborados por el sistema tradicional de crianza en barrica y otros dos elaborados con chips. Estudio a través de encuestas Las encuestas empleadas en la primera parte fueron especialmente diseñadas para el desarrollo de este estudio siguiendo las recomendaciones para la confección del tipo de encuestas que usualmente se usan para investigar aptitudes de los consumidores (21). Así, para evitar la fatiga de los encuestados se planifican preguntas cortas, simples y cerradas, en número no muy extenso. El orden de las preguntas debe ser tal que las primeras no influyan en las siguientes, por lo que se suele comenzar por las de preferencias y gustos, dejando las más sensibles, como edad o hábitos de consumo, hacia el final. Respecto a los factores de elección y de aceptación incluidos en la encuesta, éstos se seleccionaron teniendo en cuenta los usados en estudios previos (22-25). En general, el estudio fue planificado para trabajar con información cualitativa, que es suficiente para investigar las opiniones, aceptación e incluso preferencias, así como los atributos críticos desde la perspectiva del consumidor (26). El número de encuestados para obtener resultados válidos siempre es un tema a considerar. Es difícil definir un número mínimo de encuestados; para ello se puede recurrir a los requerimientos clásicos para determinar la población muestral y, por tanto, éste variará en función de la población global a representar y de los límites de confianza y error con los que se quiera trabajar. Habitualmente, se trabaja con el número de encuestados disponibles, intentando que sea lo mayor posible. Algunas referencias al respecto son los 50 consumidores citados como mínimos para pruebas de consumidores clásicas, citados en la norma UNE 87030:2002 equivalente a la ISO 11056:1999, aunque recomienda usar tantos como sea posible. Kemp (26) indica un mínimo de 100 consumidores para pruebas cuantitativas. Las encuestas de este estudio las contestaron 165 personas, habitantes de Castilla y León, de núcleos poblacionales de distinto tamaño y tipo. Recogidas las encuestas, con los datos recopilados, lo primero que se hizo fue comprobar si este grupo presentaba características similares a las descritas para los consumidores españoles de vino en el estudio de Nielsen 2009, tal y como se comentó previamente. El grupo encuestado estaba formado por un 55% de varones, todos eran consumidores de vino y estaban familiarizados con distintos tipos de vinos. El 73% de ellos se declaraba consumidor habitual, y al igual que en el estudio ya citado el grupo de más edad declaró un consumo medio más alto que los de menor edad. El tipo de vino indicado como de consumo preferente fue el tinto, y los momentos de consumo habituales señalados fueron comidas, cenas y en tercer lugar el tapeo. Todos estos datos coinciden bastante bien con los del estudio Nielsen, aunque se diferenciaron en un consumo medio algo inferior, entre 3 y 4 2817-InterCAP_3.qxd 13/9/11 19:07 Página 180 Los retos actuales de la industria alimentaria 180 copas, frente a las 5,3 del estudio. Otros datos que coincidían eran los relativos a intenciones de compra, y según las preferencias y hábitos estaban representados los seis grupos de consumidores indicados en el estudio Nielsen en proporciones semejantes, con la salvedad de un menor número de “rutinarios” y un porcentaje algo mayor de “ocasionales interesados”. Se identificó un punto de diferencia significativa entre la población encuestada y el grupo general indicado en el estudio Nielsen, éste fue el porcentaje de población menor de 35 años, habiendo un 45% frente al 26%. El rango de edades de los encuestados fue de 19 a 67 años. Considerando que este fue el único punto discrepante, en general se puede decir que el grupo de encuestados era representativo del resto de consumidores españoles de vino. La siguiente fase fue estudiar los datos relativos a los factores vinculados con el objetivo del estudio, aceptación y preferencias sobre vinos de crianza y, en su caso, de crianza alternativa. Los datos generales pusieron de manifiesto que el vino que más se consumía era el tinto, con un elevado número de personas que indicaron consumir casi exclusivamente este tipo de vino (77%). Se detectó diferencias por grupos de edad en las preferencias respecto al tipo de vino tinto, mientras que los mayores claramente prefieren y consumen vinos de crianza, los jóvenes consumen más vino joven o joven roble, lo que probablemente viene influenciado por su poder adquisitivo. Este grupo también muestra un mayor porcentaje de gente que bebe otros tipos de vinos, como blancos y rosados. Los mayores se mos- traron más intransigentes con el precio del vino de crianza que los jóvenes, lo que sólo es explicable por la ocasionalidad o excepcionalidad con que este último grupo accede a vinos de alto precio. No se detectaron diferencias de preferencias ni de consumo mayoritario de un tipo de vinos por sexo. Estos resultados coinciden con el estudio Nielsen, pero son contrarios a otros realizados por otras agencias y también publicados por el OeMV (consultar en su página web, www.oemv.es). Respecto a la información que aparece en las etiquetas de los vinos, los resultados indicaron que la mayoría de los encuestados (más del 85%) dijo que esa información era importante y que la leía habitualmente (figura 2). Este hecho choca un tanto con el rango de importancia otorgado a este parámetro frente a otros criterios a la hora de elegir un vino (figura 3), que parece regirse esencialmente por factores como el tipo de vino (tinto frente a otros), la marca de calidad y el precio, seguidos de cerca de las recomendaciones. De nuevo estos resultados son bastante coincidentes con los del estudio Nielsen, con la salvedad de que en ese caso las recomendaciones no eran importantes salvo para el caso de los consumidores denominados “ocasionales interesados”. Quizás los resultados de este estudio se deban a la mayor presencia de gente de menor edad, grupo en el que se concentraba un elevado número de ocasionales interesados, para los que las recomendaciones, especialmente las de amigos y familiares, son de gran importancia. Los resultados comentados previamente probablemente también explican por qué el 36% de los encuestados indicaron que 2817-InterCAP_3.qxd 13/9/11 19:07 Página 181 Incidencia de las características de los consumidores y de sus hábitos de consumo… 181 Figura 2. Porcentajes de respuestas positivas (sí) y negativas (no) a las preguntas sobre pautas de actuación y de intención de compra. Los porcentajes de respuestas afirmativas fueron estadísticamente mayores que los de respuestas negativas en todos los casos, tomando como referencia un α = 0,05. Figura 3. Valores medios (n = 165) de la importancia que los consumidores indican que le dan a cada uno de los factores indicados a la hora de comprar un vino. Escala de puntuación de 1 a 7. Valores medios con la misma letra no son estadísticamente diferentes para α = 0,05. la información que figurara en la etiqueta, sobre el proceso de elaboración del vino, no modificaría su decisión de compra. Este factor fue señalado como importante y decisivo por el grupo de mayores y ocasionales. 2817-InterCAP_3.qxd 13/9/11 19:07 Página 182 Los retos actuales de la industria alimentaria 182 Por último, las respuestas a la pregunta ¿compraría un vino que se hubiera elaborado con sustitutos de la barrica? dieron como resultados globales que no había rechazo de estos vinos, ya que se obtuvo un 55% de respuestas negativas, que no es significativo para un nivel de confianza correspondiente a un α de 0,05. Sin embargo, se detectaron grupos sensibles, coincidiendo con los consumidores denominados tradicionales y ocasionales interesados, en los que los porcentajes de respuestas negativas fueron del 62,2 y del 62,5% respectivamente. Es importante comentar que se comprobó si los encuestados sabían lo que eran los sustitutos de las barricas y lo que implicaba la obtención de un vino con ellos. Estudio con evaluación sensorial Es bien conocido que las respuestas de los consumidores en las encuestas no siempre coinciden con sus comportamientos y elecciones en situación real, así como es frecuente encontrar discrepancias entre las respuestas “teóricas” y las derivadas de la apreciación sensorial. Por ello, se planificó comprobar si a nivel sensorial los consumidores tenían un rechazo claro de los vinos elaborados con chips. Para ello, se llevó a cabo una cata ciega de cuatro vinos elaborados desde un mismo vino base. El vino empleado en el estudio fue un vino tinto de la variedad Tinta del País, elaborado en la Estación Enológica del Instituto Tecnológico Agrario de Castilla y León, siguiendo las pautas habituales de la elaboración en tinto. Tras la fermentación maloláctica, una parte del vino se llevo a tanques y se maceró con 4 g/l de chips (tamaño medio 2 x 1,5 x 0,2 cm3) a la vez que fueron microoxigenados con 2 ml/l/mes. El proceso de “crianza alternativa” duró 1 mes. Los chips empleados fueron uno de roble francés y el otro de roble americano, ambos de grado de tostado medio-plus. El resto del vino pasó a crianza en barrica durante 6 meses. Se usaron barricas de roble americano y francés, de grado de tostado medio-plus. Transcurrido ese tiempo se embotellaron y estabilizaron en botella durante 1 mes. Los vinos descritos fueron catados por 65 consumidores, escogidos entre los encuestados que se habían declarado consumidores habituales de vino tinto de crianza, e intentando mantener la proporcionalidad de hombres y mujeres del grupo inicial, así como la distribución por hábitat, y corrigiendo el porcentaje del grupo de jóvenes para adaptarlo a los datos del estudio de Nielsen. La cata se desarrolló de acuerdo a la norma UNE 87023:1995, correspondiente a la ISO 8587:1988. Los catadores recibieron las muestras de cada vino debidamente codificadas, simultáneamente y en orden aleatorio. Tras la cata, debían indicar si algún vino tenía algún defecto que hiciera que fuera descartado de la cata. Después debían ordenar por preferencias los cuatro o, en su caso, los vinos aceptados. El orden fue decreciente, es decir, indicando en primer lugar la muestra que más les gustó y en último la que menos. La prueba se realizó sin la posibilidad de que dos o más muestras se colocaran en igual orden de preferencia. Los catadores además fueron encuestados respecto a sus preferencias, es decir, debían indicar brevemente las razones por las que les había gustado más un vino que otro. Los datos obtenidos de la ordenación se trataron por el método estadístico habitual para este tipo de prue- 2817-InterCAP_3.qxd 13/9/11 19:07 Página 183 Incidencia de las características de los consumidores y de sus hábitos de consumo… 183 bas, el de Friedman, eligiendo un nivel de confianza del 95%. Ningún catador rechazó ningún vino, es decir, todos los catadores consideraron todos los vinos aceptables para su consumo y todos hicieron la ordenación de preferencias con los cuatro vinos; la puntuación global de cada muestra se obtuvo tras otorgar a cada una de 4 a 1 punto, según el orden dado por los catadores, es decir, la muestra que más gustó a cada catador recibió una puntación de 4 puntos y la que menos 1 punto. Los resultados obtenidos (figura 4) pueden hacer pensar que los vinos alcanzaron niveles de preferencias distintos, siendo aparentemente preferido el vino envejecido en barricas de roble americano frente a los demás, que alcanzaron puntuaciones más similares entre sí. Sin embargo, no debe olvidarse que la correcta interpretación de los resultados pasa por el adecuado análisis estadístico de los mismos, no siendo válida la comparación cuantitativa directa. Además, e incluso ob- viando el análisis estadístico, el máximo valor global alcanzado (183) dista mucho del máximo valor global que podría alcanzar el producto preferido por unanimidad (260). Realizado el análisis estadístico de los datos, los resultados indicaron que los valores globales alcanzados por cada vino no mostraron diferencias significativas entre sí, por tanto, no se puede decir que existiera preferencia estadísticamente significativa y clara por ningún tipo de vino. Estos resultados se explican considerando la variabilidad de las preferencias de los catadores (figura 5). No se debe olvidar que la preferencia es algo muy subjetivo y asociado a múltiples factores. Además, los vinos son productos muy complejos con múltiples matices, todos ellos con capacidad para producir agrado o desagrado según los gustos del sujeto que los bebe. Sirva de ejemplo que el vino de máxima puntuación global fue el preferido por 23 catadores, pero fue el peor calificado por Figura 4. Puntuaciones globales (n = 65) tras la ordenación forzada por preferencias de los cuatro vinos catados. F = roble francés; M = roble americano; Barr = barrica. 2817-InterCAP_3.qxd 13/9/11 19:07 Página 184 Los retos actuales de la industria alimentaria 184 Figura 5. Frecuencias de cada uno de los vinos estudiados en cada orden de preferencia. F = roble francés; M = roble americano; Barr = barrica. n = 65. otros ocho; y el vino de menor puntuación global fue el peor calificado por 24 catadores, pero el preferido de 12. Además, los comentarios adicionales a la cata también evidencian estos hechos. Así en muchas ocasiones los vinos fueron “penalizados” por unos catadores por las mismas razones o características por las que otros los ensalzaron. No se han encontrado resultados previos de trabajos hechos con consumidores habituales de vino, pero sí estudios previos realizados con catadores expertos, que obtuvieron resultados similares, es decir, no llegaron a resultados concluyentes que determinaran la existencia de diferencias estadísticas entre vinos envejecidos en barrica y los tratados con chips. En resumen se podría concluir que los consumidores habituales de vinos tintos de crianza no rechazaron los vinos elaborados con chips y que no se detectó preferencia alguna, aunque sí se detectan grupos de gustos distintos. Las expectativas de todos ellos pueden ser satisfechas ya sea a través de los procesos tradicionales o aplicando la nueva tecnología indicada, siendo ambas compatibles y complementarias para el desarrollo de productos adaptados a las expectativas de cada grupo. Queda ahora por vencer las reticencias iniciales de ciertos grupos que no aprueban, por los motivos que sean, esta nueva práctica y que en las encuestas indicaron rechazar estos vinos, aunque luego no lo hicieron en la cata. Agradecimientos Los autores agradecen al INIA la financiación realizada para el desarrollo de este trabajo, a través del proyecto RTA04-084, así como al ITACyL por su apoyo con el proyecto BU-02/2005. Por otra parte, los autores agradecen la colaboración desinteresada de las personas que participaron en el estudio completando las encuestas y en la cata de preferencias. 2817-InterCAP_3.qxd 13/9/11 19:07 Página 185 Incidencia de las características de los consumidores y de sus hábitos de consumo… 185 Bibliografía 1. García A. Caracterización del consumidor español de vino (Genoma). 2009. http://www.oemv.es/informes.php?pagina=10 2. González San José ML. La madera en Enología. En: Ponencias del I Curso de Viticultura y Enología D.O. Ribera del Duero. Ed. Consejo Regulador de la Ribera del Duero, Aranda de Duero. 2002; 95-104. 3. Muñoz P. Alternativas a la crianza en barrica. ACE Revista de Enología (www.acenologia.com: 29-08-06, 7 pp.). 4. Bakker J, Timberlake CF. Isolation, identification and characterization of new color-stable anthocyanins occurring in some red wines. J. Agric. Food Chem 1997; 45:35-43. 5. Atasanova V, Fulcran H, Cheyner V, Moutounet M. Effect of oxygenation on polyphenol changes occurring in the course of wine-making. Anal Chim Acta 2002; 458:15-27. 6. Pérez-Magariño S, Ortega-Heras M, CanoMozo E, González San José ML. The influence of oak wood chips, micro-oxygenation treatment, grape variety on colour, and anthocyanin and phenolic composition of red wines. J Food Comp. Analysis 2009; 22:204-11. 7. Robichaud JL, Noble AC. Astringency and bitterness of selected phenolics in wine. J Sci Food Agric 1990; 53:343-53. 8. Gómez-Cordovés MC, González San José ML. Interpretation of color variables during the aging of red wines: relationship with families of phenolic compounds. J Agric Food Chem 1995; 43(3):557-61. 11. Ortega-Heras M, Pérez-Magariño S, CanoMozo E, González San José ML. Differences in the phenolic composition and sensory profile between red wines aged in oak barrels and wines aged with oak chips. Food Sci Technol 2010; 43:1.533-41. 12. Hale MD, Mc-Cafferty K, Larmie E, Newton J, Swan JS. The influence of oak seasoning and toasting parameters on the composition and quality of wine. Am J Enol Vitic 1999; 50:495502. 13. Weeks S, Sefton MA. Analysis of oak-derived wine flavours. Wine Industry Journal 1999; 14:42-3. 14. Pérez-Magariño S, González San José ML. Evolution of flavanols, anthocyanins and their derivatives during the aging of red wines elaborted from grapes harvested at different stages of ripening. J Agric Food Chem 2004; 52(5): 1.181-9. 15. Jarauta I, Cacho J, Ferreira V. Concurrent phenomena contributing to the formation of the aroma of wine during aging in oak wood: An analytical study. Journal of Agricultural and Food Chem 2005; 53(10):4.166-77. 16. Garde-Cerdán T, Ancín-Azpilicueta C. Effect of oak barrel type on the volatile composition of wine. Storage time optimization. Food Sci Technol 2006; 39(3):199-205. 17. Ortega-Heras M, González-Huerta C, Herrera P, González San José ML. Changes in wine volatile compounds of varietal wines during ageing in wood barrels. An Chim Acta 2004; 513(1):341-50. 9. Revilla I, González San José ML, GómezCordovés MC. Modificaciones cromáticas del vino tinto de crianza según el tipo de barrica en que envejece. Food Sci Technol International. 1999; 5(2):177-81. 18. Ortega-Heras M, González San José ML, González-Huerta C. Consideration of the influence of the aging process, type of wine and oenological classic parameters on the levels of wood volatile compounds present in red wines. Food Chem 2007; 103(1):1.434-48. 10. Sánchez-Iglesias M, González San José ML, Pérez-Magariño S, Ortega-Heras M, GonzálezHuerta C. Effect of micro-oxigenation and wood type on the phenolic composition and color of an aged red wine. J Agric Food Chem 2009; 57:11.498-509. 19. Rodríguez-Bencomo JJ, Ortega-Heras M, Pérez-Magariño S, González-Huerta C, González San José ML. Importance of chip selection and elaboration process on the aromatic composition of finished wines. J Agric Food Chem 2008; 56:5.102-11. 2817-InterCAP_3.qxd 13/9/11 19:07 Página 186 Los retos actuales de la industria alimentaria 186 20. Meiselman HL, MacFie HJH. Food choice acceptance and consumption. Blackie Academic Professional, London, 1996. Origen. El caso de Castilla-La Mancha. Economía Agraria y Recursos Naturales 2005; 5(9):57-80. 21. Brace I. Questionnaire Design: How to Plan, structure and write survey material for effective market research. Philadephia PA: Kogan Page; 2004. 24. Martínez-Carrasco L, Brugarolas M, Del Campo F, Martínez A. Influence of purchase place and consumption frequency over quality wine preferences. Food Quality and Preference 2006; 17(5):315-27. 22. Batt PJ, Dean A. Factors influencing the consumer's decision. Australia and New Zealand Wine Industry J Marketing Supplement 2000; 15(4):34-41. 25. Mtimet N, Albisu LM. Spanish Wine Consumer Behavior: A Choice Experiment Approach. Agribusiness 2006; 22(3):343-62. 23. Bernabéu R, Olmeda M, Díaz M. Estructura de preferencias de los consumidores de vino y actitudes hacia los vinos con Denominación de 26. Kemp SE, Hollowood T, Hort J. Sensory Evaluation: A practical handbook. WilleyBlackwell, Oxford, 2009. 2817-InterCAP_3.qxd 13/9/11 19:07 Página 187 La elección de los consumidores en el sector cárnico M.ª Mar Campo Arribas Introducción La producción mundial de carne no es un fenómeno generalista y universal, sino que está supeditada a unos nichos de mercado donde cada producto tiene una aceptación diferente. Existen tantas opiniones como consumidores, pero es cierto que hay una cierta homogeneidad en los gustos, relacionada de alguna manera con el ámbito geográfico, que viene determinado por los sistemas productivos mayoritarios o característicos de cada zona, las costumbres culinarias, creencias y los hábitos alimenticios, heredados, en gran medida, de la educación alimenticia de los primeros años de vida. A la vez, dada la globalización cada vez mayor en el comercio internacional de la carne y el aumento de las transacciones comerciales internacionales, conviene conocer los gustos y la aceptabilidad del mercado de destino. La aceptabilidad de un producto se analiza a partir de un estudio de consumidores. Ésta es una prueba hedónica en la que el catador expresa su reacción subjetiva ante un producto, indicando si le gusta o le disgusta y/o si lo prefiere a otro o no. La apreciación es, por lo tanto, totalmente personal. Sin embargo, los resultados del estudio de consumidores se pueden ver afectados según el lugar en el que lo realicemos, aunque la preparación del estudio en sí también será diferente según la localización (1). Habrá que contrastar ventajas e inconvenientes de acuerdo a la muestra poblacional disponible y a la muestra a valorar, especialmente importante en el caso de la carne fresca, puesto que la heterogeneidad del producto (variabilidad animal, diversidad en la composición de cada músculo, efecto del tipo de cocinado, etc.) va a condicionar el tipo de test que podamos realizar. Con variaciones intermedias, podemos simplificarlos en dos tipos: a) Laboratorio. Las principales ventajas de hacer un estudio de consumidores en el laboratorio o en el centro de trabajo en una sala (figura 1) son: • Podemos controlar todas las condiciones ambientales (enmascaramiento de color, refrigeración, cabinas individualizadas, etc.) y de preparación y presentación de muestras. • Si parte de la muestra poblacional forma parte del centro de trabajo, se puede avisar con muy poco tiempo y el desplazamiento es nulo. • Se recupera el 100% de los cuestionarios. • La concentración del consumidor es elevada, lo cual favorece el poder de discriminación entre tratamientos. 2817-InterCAP_3.qxd 13/9/11 19:07 Página 188 Los retos actuales de la industria alimentaria 188 Figura 1. Localización laboratorial para la realización de un test de consumidores. También tiene desventajas: • Si los consumidores son ajenos al centro de trabajo, se tienen que desplazar al mismo. • La preparación de la carne y el consumo se realizan en condiciones reales. • Los consumidores que formen parte del mismo centro pueden tener conocimientos previos del experimento a valorar o experiencia previa más dilatada que la población externa. • Las condiciones controladas de preparación y consumo de muestras pueden no ser iguales al consumo habitual de la carne por parte del consumidor. b) Domicilio. La realización del estudio de consumidores en el hogar de cada persona (figura 2) tiene las ventajas de que: Figura 2. Localización en domicilio para la realización de un test de consumidores. 2817-InterCAP_3.qxd 13/9/11 19:07 Página 189 La elección de los consumidores en el sector cárnico 189 • Se puede recoger información de la unidad familiar además del consumidor per se. • La información recogida suele ser reflejo de la realidad social. Sin embargo, también tiene inconvenientes: • No podemos controlar las condiciones de preparación y presentación de muestras, lo cual aumenta la variabilidad de los resultados. • Puede haber, dentro de la unidad familiar, un consumidor que influencie la respuesta del resto de consumidores, o que entre ellos se llegue a una especie de consenso, creando lo que se podría denominar un “halo familiar”. • Se necesita más muestra a valorar (si el estudio se centra en el consumo de carne cocinada) y mayor longitud de tiempo para la conclusión del test. • Las dudas que surgen en el momento de la realización del estudio no pueden ser resueltas en el momento, lo que puede conllevar a interpretaciones erróneas, al albedrío de cada consumidor. Aceptabilidad organoléptica de carne ovina En la mayoría de las ocasiones es muy difícil separar el efecto que los distintos factores que componen un sistema de producción tienen sobre la calidad de la carne porque dichos factores están relacionados entre sí. Existen razas asociadas a un sistema determinado, el cual incluye una dieta y un manejo específicos, p. ej., el ternasco de Aragón (IGP) sólo incluye a aquellas canales de animales de razas Rasa Aragonesa, Roya Bilbilitana u Ojinegra de Teruel, que han sido criados intensivamente con cereales y que reúnen unas determinadas características de edad y engrasamiento. Sin embargo, el consumidor se deja guiar por otros parámetros a la hora de comprar la carne de ovino y, normalmente, no piensa en el sistema de producción del producto, sino en el aspecto visual y monetario, en primer lugar, y en la satisfacción sensorial a continuación. La oferta es muy amplia, pero en la especie ovina se detectan muy claramente diferencias organolépticas debidas al sistema de producción, a la edad o la dieta a la que ha estado sometido el animal. Cuando a varias familias de varios países europeos se les da a consumir carne de cordero producido en cada uno de los países, sin información añadida sobre el producto, podemos observar la aceptabilidad, no sólo del tipo de cordero, sino de las características del tipo de producción, puesto que las diferencias debidas a la climatología, orografía, disponibilidad de recursos pastoreables o agrícolas, hábitos culinarios, etc., es muy variada dentro de Europa, y esto produce diferencias organolépticas muy amplias (2). El consumidor mediterráneo prefiere carne de animales jóvenes, sobre todo si han sido alimentados con cereales (tabla 1). La aceptabilidad más elevada se sitúa en los animales de razas locales alimentados con concentrado y leche. Aquellos animales que han pastoreado y, por lo tanto, son más viejos, especialmente un producto muy localizado y tradicional como la raza Bergamasca de 350 días de edad (Italia), no son muy apreciados por el consumidor mediterráneo, que los valora peor que 2817-InterCAP_3.qxd 13/9/11 19:07 Página 190 Los retos actuales de la industria alimentaria 190 Tabla 1. Efecto del sistema de producción (raza, dieta, edad, sexo) en la composición en ácidos grasos (% fosfolípidos) y en la aceptabilidad de la carne (ranking 1, menor36, mayor) por parte del consumidor de países mediterráneos (n = 300) y del norte de Europa (n = 300). Edad (d) PCC (kg) Rasa Aragonesa (ES) C Churra (ES) L Karagouniko (GR) C Appenninica (IT) C Karagouniko (GR) L Lacaune (FR) C Icelandic (IS) P Charolais (FR) P Welsh Mountain (GB) P Icelandic (IS) P Suffolk (GB) P Bergamasca (IT) P 80 30 128 70 50 99 130 211 223 131 122 350 10,3 5,6 15,7 11,3 8,5 15,7 17,3 16,7 15,6 16,9 18,1 31,2 Sexo C14:0 C18:2 C18:3 0,31 0,63 0,35 0,34 0,62 0,31 entero 0,23 0,30 entero 0,42 0,21 castrado 0,54 castrado 0,18 22,94 16,27 21,08 21,11 18,77 20,34 14,65 14,28 9,68 15,32 10,44 18,70 0,95 1,62 1,37 2,30 1,25 1,43 6,22 4,60 5,56 6,46 5,62 4,51 entero entero entero entero entero Acept. M* Acep. N* 35 34 28 24,5 23 21 18,5 18 13 9 7 3 17 11 33 19 7 32 16 26 24 26 17 6 GB, Gran Bretaña; ES, España; FR, Francia; GR, Grecia; IS, Islandia; IT, Italia; C: terminación con concentrado; L: terminación con leche; P: terminación a pastoreo; PCC: peso canal caliente. * Aceptabilidad M: sumatorio de las posiciones de aceptabilidad de cada tipo ovino en paneles de consumidores realizados en España, Italia y Grecia. * Aceptabilidad N: sumatorio de las posiciones de aceptabilidad de cada tipo ovino en paneles de consumidores realizados en Islandia, Reino Unido y Francia. aquellos producidos en sistemas más tradicionales. Esta aceptabilidad está directamente relacionada con la composición en ácidos grasos de la carne, la cual se ve influenciada claramente por el sistema de alimentación y la edad del animal. A pesar de que el ovino, como rumiante que es, hidrogenice en el rumen los ácidos grasos insaturados de la dieta por acción microbiana, existe una pequeña proporción de los mismos que no se ven alterados y que son absorbidos directamente en el intestino, pasando a formar parte de los depósitos grasos del organismo como reserva energética para el animal o como componente de membrana (fosfolípidos). Estos ácidos grasos, especialmente los poliinsaturados, reaccionan de forma diferente por acción del calor durante el cocinado, produciendo compuestos aromáticos diversos y característicos para cada tipo (3). El ácido α-linolénico (C18:3), representante de la familia de los ϖ-3, es un ácido graso típico del pasto y más abundante en todos aquellos tipos ovinos que no son apreciados en el área mediterránea. De este ácido graso derivan, en carne fresca, la mayor parte de los componentes aromáticos (4) cuya presencia no es apreciada por este tipo de consumidor (5). Por el contrario, el ácido linoleico (C18:2), representante de la familia de los ϖ-6, es característico de los cereales y del gusto del consumidor de esta área. La alimentación con leche se caracteriza por un mayor contenido en ácidos grasos de cadena corta, como el ácido mirístico, cuya presencia no es determinante 2817-InterCAP_3.qxd 13/9/11 19:07 Página 191 La elección de los consumidores en el sector cárnico 191 en la apreciación positiva o negativa por parte del consumidor de carne ovina. Por el contrario, la aceptabilidad del consumidor de los países del norte de Europa no está claramente ligada a aquellos corderos alimentados con pasto, puesto que ciertos tipos ovinos alimentados con concentrado han sido valorados de manera muy positiva. Sin embargo, a este consumidor no le gusta la carne de los animales muy jóvenes alimentados con leche, como es el caso del tipo lechal español, ni el animal de más edad de raza Bergamasca, puesto que no son característicos de sus sistemas productivos y no son de su preferencia. Esta variabilidad en la aceptabilidad organoléptica se complementa con el distinto concepto que diferentes consumidores tienen de un producto “tradicional” (6) como es la carne ovina, puesto que el consumidor mediterráneo asocia este tipo de productos con la historia o la cultura, mientras que el centroeuropeo o nórdico lo hace con la conveniencia o la salud (7). Aceptabilidad organoléptica de carne bovina Los intercambios comerciales de carne bovina tienen en los países productores del Cono Sur a la región emergente con mayor influencia a nivel mundial. La característica fundamental del sistema de producción extensivo en estos países es el uso del pasto, que crece en grandes extensiones, como recurso alimenticio muy económico. Este sistema de producción, con un alimento de poca densidad energética comparativamente con el cereal que se usa en la alimentación fundamentalmente de sistemas intensivos, hace que los animales sean de más edad y con características sensoriales diferentes (8) debido, además, a la mayor maduración que esta carne tiene respecto a la carne que se produce y consume en Europa. La demanda del consumidor hacia productos cárnicos se orienta cada vez más hacia un producto que sea seguro desde el punto de vista sanitario, nutritivo, producido de manera adecuada y de buena calidad organoléptica (9, 10). Mientras que antes de la compra las expectativas que el consumidor tiene sobre el producto se basan, de manera parecida, en características relativas al procesado del alimento, la salud, la apariencia y la calidad, la calidad organoléptica va a ser el criterio fundamental en la satisfacción del mismo y en su voluntad de volver a comprar el producto (11, 12). A la hora de comparar la aceptabilidad organoléptica de la carne de animales de varias edades, criados en sistemas exclusivos de pastoreo, con carne local de varios países europeos consumidores de carne de vacuno y madurada a varios tiempos, uno similar al consumido por la mayor parte de la población (7 días) y otro similar a la carne importada (20 días), se observa que los consumidores de cada país tienen preferencias diferentes, pero que, incluso dentro de cada país, todos los consumidores no se comportan de la misma manera, apareciendo distintos grupos o clusters de consumidores (tabla 2). Así, la aceptabilidad del consumidor alemán se ve determinada, fundamentalmente, por la maduración de la carne, puesto que la preferencia es hacia carne madurada durante 20 días, independientemente de la alimentación o el origen del animal. Sin embargo, un grupo importante 2817-InterCAP_3.qxd 13/9/11 19:07 Página 192 Los retos actuales de la industria alimentaria 192 Tabla 2. Aceptabilidad* de la carne bovina procedente de sistemas extensivos (pasto) por parte del consumidor europeo. Estudio comparativo dentro de cada país con carne propia a varios días de maduración (13). n Pasto 2 años Pasto 3 años Local 7 días de maduración Local 20 días de maduración ALEMANIA Población total Cluster 1 Cluster 2 Cluster 3 200 64,0% 34,5% 1,5% 5,6 a 6,2 a 4,9 c 3,3 5,5 a 5,9 ab 5,2 bc 4,0 5,1 b 5,2 c 5,4 b 3,0 5,6 a 5,7 b 5,9 a 4,0 ESPAÑA Población total Cluster 1 Cluster 2 Cluster 3 195 90,3% 5,1% 4,6% 5,4 c 5,4 c 7,5 2,9 b 5,5 bc 5,5 bc 6,8 4,9 a 5,8 ab 5,8 ab 7,4 4,2 ab 6,0 a 6,0 a 7,1 5,5 a REINO UNIDO Población total Cluster 1 Cluster 2 Cluster 3 192 79,7% 17,2% 3,1% 5,0 b 5,2 b 4,6 1,9 4,9 b 5,1 b 4,5 2,3 5,7 a 6,0 a 4,4 3,8 5,7 a 6,1 a 4,4 2,9 a, b, c: letras diferentes indican diferencias significativas (p ≤ 0,05) entre tipos de bovino dentro de cada país. * De 1 (muy desagradable) a 8 (muy buena aceptabilidad). de estos consumidores (34,5% de la población) no manifiesta este comportamiento, puesto que prefiere la carne alemana madurada durante tiempos largos frente a la madurada a tiempos cortos o la carne de animales alimentados en pasto. En cambio, los consumidores españoles y británicos prefieren la carne local frente a la carne de animales criados en pasto, independientemente de la maduración de la misma. Sin embargo, existe un grupo de consumidores, especialmente en el Reino Unido (20,3% de la población), incapaz de distinguir organolépticamente y sin información adicional diferencias entre los distintos tipos de carne, no manifestando preferencias hacia ninguno de los tipos consumidos. Aceptabilidad organoléptica de carne caprina A diferencia de lo que ocurre en otros países como Portugal, España no dispone de ninguna marca de calidad en el ámbito de las Indicaciones Geográficas Protegidas para la carne de cabrito, a pesar de disponer de un censo aproximado de 3.000.000 de cabezas (14). De estos animales, el 66% son de aptitud lechera, produciendo cabritos lechales jóvenes y de bajo peso, con el fin de ordeñar a las madres para la producción de queso fundamentalmente. El resto son de aptitud cárnica, criados en sistemas extensivos, aprovechando recursos pastoreables. El consumo de carne caprina es reducido en España, suponiendo unos 2,2 kg/persona/año 2817-InterCAP_3.qxd 13/9/11 19:07 Página 193 La elección de los consumidores en el sector cárnico 193 de media (15) para todo el país conjuntamente con la carne ovina, que es mayoritaria entre las dos especies. Sin embargo, hay mucha variabilidad regional, con regiones que llegan hasta casi los 6 kg de carne ovina y caprina/persona/año, como es el caso de Aragón. En este contexto, se ha estudiado la aceptabilidad sensorial de la carne de cabrito de varias razas caprinas autóctonas españolas, comparándola con la aceptabilidad de la carne de cordero lechal de calidad reconocida dentro de la IGP Lechazo de Castilla y León (tabla 3). El estudio se ha realizado en el domicilio de consumidores aragoneses, quienes se llevaban una pierna cada semana, cada domicilio en un orden diferente, pero todos con las mismas instrucciones de cocinado, para que el asado fuese lo más parecido posible, y siempre el mismo a lo largo de todas las semanas. Los consumidores han mostrado aceptabilidades diferentes entre varias razas caprinas, pero no necesariamente entre el cordero lechal y el cabrito. Las mejores aceptabilidades han sido para el cordero lechal y los cabritos de razas lecheras (Murciano Granadina) o de formato pequeño (Moncaína). A pesar de que los cabritos de razas cárnicas y de mayor tamaño, como la Negra Serrana, han sido los que menor valoración han mostrado, todas las puntuaciones han sido positivas, lo que demuestra que la carne de cabrito gusta, incluso aunque su consumo medio no sea muy elevado. La aceptabilidad global ha estado relacionada, fundamentalmente, con la aceptabilidad de la terneza, que es el principal factor en el que se fija el consumidor de carne fresca a la hora de valorar positivamente un producto (16). Preferencias a través de encuestas Las preferencias del consumidor se pueden estudiar a través de encuestas. Complementariamente al trabajo anterior, donde el consumidor probaba carne sin ningún tipo de información, se le hicieron una serie de preguntas para valorar la posibilidad real Tabla 3. Aceptabilidad de la carne de cabrito y cordero lechal por parte del consumidor aragonés. n = 120. Blanca Celtibérica Negra Serrana Moncaína Murciano Granadina Pirenaica Lechazo Castilla y León Significación Aceptabilidad global Aceptabilidad del sabor 7,38 ab 7,24 a 7,69 ab 7,68 ab 7,30 ab 7,73 b * 7,66 7,32 7,61 7,84 7,54 7,73 ns Aceptabilidad de la terneza 7,14 ab 6,94 a 7,55 ab 7,70 b 7,16 ab 7,69 ab ** De 1 (muy desagradable) a 10 (muy buena aceptabilidad). a, b: letras diferentes indican diferencias significativas entre razas de animales. ns = no significativo; * p ≤ 0,05; ** p ≤ 0,01. Aceptabilidad de la jugosidad 7,24 ab 7,00 a 7,58 ab 7,81 b 7,22 ab 7,54 ab * 2817-InterCAP_3.qxd 13/9/11 19:07 Página 194 Los retos actuales de la industria alimentaria 194 Tabla 4. Porcentaje de consumidores (n = 120) que están en desacuerdo, ni de acuerdo ni en desacuerdo y de acuerdo con las siguientes afirmaciones: Desacuerdo Indiferente Acuerdo La carne de caprino es más cara que la carne ovina 25,8 18,3 55,9 ** Me gustaría consumir más carne de caprino de la que consumo normalmente 23,2 19,2 57,5 ** Prefiero (preferiría) carne de cabrito con marca de calidad (IGP) que sin marca 9,2 5,8 85,0 ** Pagaría más por una carne con marca de calidad (IGP) que por una sin marca 9,2 3,3 87,5 ** ** p < 0,01. de comercialización de un producto poco consumido, como es la carne de cabrito. La actitud del consumidor es claramente positiva hacia la comercialización de una carne poco consumida, especialmente si lo hace dentro de una marca de calidad reconocida, puesto que más de la mitad de los consumidores declaran que les gustaría consumir más carne de caprino de la que consumen habitualmente, el 85% la preferiría con marca de calidad y el 87,5% estaría dispuesto a pagar más por la misma. Sin embargo, la disposición a pagar más por la carne tiene un límite (figura 3). Sólo un 5% de los consumidores estaría dispuesto a pagar con certeza un 25% más por la carne caprina que por la ovina, porcentaje que sube hasta casi la cuarta parte de los consumidores si la diferencia de Figura 3. Disposición del consumidor a pagar, con certeza, por la carne caprina en relación con la carne ovina. n=120. 2817-InterCAP_3.qxd 13/9/11 19:07 Página 195 La elección de los consumidores en el sector cárnico 195 precio es de un 10% más a favor de la carne caprina. La mitad de los consumidores estaría dispuesto a pagar lo mismo por ambos productos. Este porcentaje no aumenta cuando la carne se ofrece a un precio más barato, porque al tratarse de carne fresca se crea una desconfianza en el consumidor cuando la diferencia de precio es excesiva, lo cual produce un cierto rechazo hacia un producto excesivamente barato. Preferencias a través de análisis conjunto La elección que un consumidor hace en el momento de comprar carne no viene determinada por un único factor. Para conocer qué información influye en el consumidor cuando está comprando se puede utilizar el análisis conjunto de varios factores. Tras el consumo de carne sin ningún tipo de información, se le ofreció al consumidor una serie de tarjetas que reproducían una combinación de tres atributos con distintos niveles en cada uno: especie (cabrito, cordero), alimentación (hierba, leche, pienso) y precio (9 €/kg, 12 €/kg) (17). El consumidor debía ordenar dichas tarjetas de acuerdo a la información tal y como las hubiese comprado de haber encontrado cada tipo de carne en el mercado (figura 4). De los factores analizados, la alimentación del animal es la que tuvo la mayor influencia en la decisión final del consumidor, seguida, casi con la misma importancia, por el precio y la especie. Es decir, el consumidor comprará fijándose en primer lugar en el tipo de alimentación con el que haya sido criado el animal. La alimentación preferida por el consumidor será la leche (figura 5), seguida de la hierba y, de manera muy negativa, por el pienso. Esto refleja el desconocimiento que el consumidor tiene de la producción de los alimentos de origen cárnico, puesto que, como se aprecia en el apartado 2, la aceptabilidad del consumidor español a nivel organolép- Figura 4. Importancia relativa de varios factores en la decisión final del consumidor. n = 120. 2817-InterCAP_3.qxd 13/9/11 19:07 Página 196 Los retos actuales de la industria alimentaria 196 Figura 5. Influencia de varios niveles de tres factores en la decisión final del consumidor. n = 120. tico se decanta por el cordero alimentado con pienso, siendo la carne de animales alimentados con pasto muy poco apreciada. A pesar de que el precio no es el factor más importante a la hora de comprar carne de cordero o cabrito, el consumidor prefiere el precio más barato. En cuanto a la especie, preferiría la carne de cordero a la de cabrito, posiblemente por estar más acostumbrado a consumirla. Sin embargo, la importancia relativa de un factor en la decisión final de compra puede variar según los atributos que se tengan en cuenta. Si, además de la alimentación y el precio, se analiza la influencia del origen de la carne (Aragón, España, UE) y la presencia o no de marca de calidad en el marco de las Indicaciones Geográficas Protegidas en carne de cordero, el factor más importante deja de ser la alimentación para ser el origen del producto, atributo que determina el 66% de la decisión de compra del consumidor aragonés (tabla 5). La existencia de marca de calidad y el precio tendrían una influencia muy baja en dicha decisión, quizás porque la carne de cordero tiene un cierto prestigio como producto de calidad, incluso fuera del marco de una IGP. Sin embargo, todos los consumidores no se comportan de la misma manera. Aunque la mayor parte de los consumidores (58,5%) se rige por el origen de la carne de cordero, especialmente si es de Aragón, a la hora de expresar su preferencia, un 21% de los mismos se fijaría en primer lugar en la alimentación del animal, de manera positiva si es leche o hierba, y de manera muy negativa si es pienso. Un 13% de los consumidores se fijaría casi a partes iguales en el origen, la alimentación y el precio, prefiriendo la carne de animales locales no alimentados con hierba y barata. Por último, un grupo reducido de consumidores (8%) rechazaría la carne de animales alimentados con leche. 2817-InterCAP_3.qxd 13/9/11 19:07 Página 197 La elección de los consumidores en el sector cárnico 197 Tabla 5. Resultados del análisis conjunto de consumidores. Población Cluster 1 total (n = 166) (n = 35) % consumidores R2 Tipo Ternasco IGP Ternasco Importancia relativa Origen Aragón España UE Importancia relativa Alimentación Hierba Leche Pienso Importancia relativa Precio 9 €/kg 12 €/kg Importancia relativa Cluster 2 (n = 21) Cluster 3 (n = 13) Cluster 4 (n = 48) Cluster 5 (n = 49) 100% 0,51 21,1% 0,72 12,6% 0,41 7,8% 0,71 29,0% 0,93 29,5% 0,92 0,22 –0,22 0,49 –0,49 –0,41 0,41 1,12 –1,12 0,11 –0,11 0,05 –0,05 14,1% 11,9% 23,8% 1,98 0,24 –2,22 0,79 –0,02 –0,77 1,35 –0,31 –1,04 1,31 0,34 –1,64 2,67 0,69 –3,36 2,03 1,49 –3,52 66,0% 22,0% 34,7% 31,4% 91,6% 90,8% 0,25 0,58 –0,83 1,26 1,56 –2,82 –1,19 0,66 0,53 1,48 –1,55 0,06 –0,14 0,13 0,02 0,15 0,14 –0,30 22,3% 62,0% 26,9% 32,2% 0,15 –0,15 –0,07 0,07 0,91 –0,91 0,59 –0,59 26,3% 12,6% 6,8% 4,9% 1,9% Como reflexión final se puede constatar que, dada la variedad en los gustos del consumidor, muchas veces determinados por el hábito de consumo y el origen geográfico del mismo, es necesario producir alimentos pensando en el mercado de destino. Agradecimientos Algunos resultados que se muestran en el capítulo se han obtenido gracias a la financiación de los proyectos EU FAIR CT96-1768, CICYT AGL2005-05777-C02-01/GAN e INIA RTA2006-00137. 3,3% 4,1% –0,03 0,03 1,0% 1,8% 7,4% –0,0005 0,0005 0,0% Bibliografía 1. Meilgaard M, Civille GV, Carr BT. Sensory evaluation techniques. Boca Raton, Florida: CRC Press, Inc. 1991. 2. Sañudo C, Alfonso M, San Julián R, Thorkelsson G, Valdimarsdottir T, Zygoyiannis D, Stamataris C, Piasentier E, Mills C, Berge P, Dransfield E, Nute GR, Enser M, Fisher AV. Regional variation in the hedonic evaluation of lamb meat from diverse production systems by consumers in six European countries. Meat Sci 2007; 75:610-21. 3. Mottram DS, Edwards RA. The role of triglycerides and phospholipids in the aroma of cooked beef. J Sci Food Agric 1983; 34:517-22. 2817-InterCAP_3.qxd 13/9/11 19:07 Página 198 Los retos actuales de la industria alimentaria 198 4. Elmore JS, Campo MM, Enser M, Mottram DS. Effect of lipid composition on meat-like model systems containing cysteine, ribose and polyunsaturated fatty acids. J Agric Food Chem 2002; 50:1.126-32. 5. Campo MM, Nute GR, Word JD, Elmore SJ, Mottram DS, Enser M. Modelling the effect of fatty acids in odour development of cooked meat in vitro. 1. Sensory perception. Meat Sci 2003; 63:367-75. 6. Guerrero L, Guardia MD, Xicola J, Verbeke W, Vanhonacker F, Zakowska S, Sulmont-Rossé C, Issanchou S, Contel M, Scalvedi ML, Signe Granli B, Hersleth M. Consumer-driven definition of traditional food products and innovation in traditional foods. A qualitative cross-cultural study. Appetite 2009; 52:345-54. 7. Guerrero L, Claret A, Verbeke W, Enderli G, Zakowska-Biemans S, Vanhonacker F, Issanchou S, Sajdakowska M, Signe Granli B, Scalvedi L, Contel M, Hersleth M. Perception of traditional food products in six European regions using free word association. Food Qual Pref 2010; 21:225-33. 8. Resconi VC, Campo MM, Font i Furnols M, Montossi F, Sañudo C. Sensory quality of beef from different finishing diets. Meat Sci 2010; 86:865-9. 9. Grunert KG. Future trends and consumer lifestyles with regard to meat consumption. Meat Sci 2006; 74:149-60. 10. Hocquette JF, Gigli S. The challenge of quality. In: J.F. Hocquette and S. Gigli, Editors, Indicators of milk and beef quality, Wageningen Academic Publishers, Wageningen. 13-22 (EAAP Publication 112). 11. Banovic M, Grunert KG, Barreira MM, Fontes MA. Beef quality perception at the point of purchase: a study from Portugal, Food Qual Pref 2009; 20:335-42. 12. Grunert KG, Bredahl L, Brunsø K. Consumer perception of meat quality and implications for product development in the meat sector-a review. Meat Sci 2004; 66:259-72. 13. Oliver MA, Nute GR, Font i Furnols M, San Julián R, Campo MM, Sañudo C, Cañeque V, Guerrero L, Alvarez I, Díaz MT, Branscheid W, Wicke M, Montossi F. Eating quality of beef, from different production systems, assessed by German, Spanish and British consumers. Meat Sci 2006; 74:435-42. 14. MARM, Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino 2009. http://www. mapa.es/estadistica/pags/anuario/2009/AE_2009 _14.xls 15. MARM, Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino 2009. http://www.mapa. es/alimentacion/pags/consumo/2009/diciembre.pdf 16. Love J. Product acceptability evaluation. En: Quality attributes and their measurement in meat, poultry and fish products. In: Pearson AM and Durson TR, editors. Glasgow: Blackie Academic & Professional. 1994:337-58. 17. Campo MM, Sañudo C, Cilla I, Olleta JL, Jiménez-Badillo MR, Muela E, Delfa R, Horcada A, Alcalde MJ. Label influence on kid´s meat acceptability by Spanish consumers. Proc. 52nd International Congress of Meat Science and Technology, Dublín, Ireland. 2006; 547-8. Los retos actuales de la industria alimentaria Los retos actuales de la industria alimentaria
