UNIVERSITAT POLITÈCNICA DE VALÈNCIA
Escuela Técnica Supe io de Ingenie ía Ag onómica
Y Medio Na u al
TRABAJO DE FIN DE MÁSTER DE GESTIÓN DE
LA CALIDAD Y SEGURIDAD ALIMENTARIA
2013-2014
USO DE FLUIDOS SUPERCRÍTICOS
ASISTIDOS POR ULTRASONIDOS
DE POTENCIA PARA LA
INACTIVACIÓN MICROBIANA EN
MATRICES CÁRNICAS
Au o a del abajo: RAQUEL FERRÍS GÓMEZ
Tu o del abajo: JOSÉ JAVIER BENEDITO FORT
DEPARTAMENTO DE TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS
Localidad y echa de p esen ación: Valencia, 5 de Sep iemb e de 2014
1
USO DE FLUIDOS SUPERCRÍTICOS ASISTIDOS POR
ULTRASONIDOS DE POTENCIA PARA LA INACTIVACIÓN
MICROBIANA EN MATRICES CÁRNICAS
Raquel Fe ís Gómez, José Ja ie Benedi o Fo
1
RESUMEN
En es e abajo se es udió el e ec o del uso de CO2 en condiciones supe c í icas
(SC-CO2) asis ido po ul asonidos de po encia (HPU) pa a la inac i ación
mic obiana (E. coli inoculado y lo a na u al) en jamón cu ado. La inac i ación de E.
coli inoculado se es udió median e la aplicación de SC-CO2+HPU y de SC-
CO2+HPU+disolución iso ónica (DI) a dis in as condiciones de empe a u a (41, 46 y
51ºC), p esión (150, 250 y 350 ba ) y iempo (5, 10 y 15 min), ob eniéndose un ni el
máximo de inac i ación de 3.5 ciclos-log (51°C, 350 ba , 10 min) en el p ime
a amien o, y de 3.7 ciclos-log (46ºC, 250 ba y 10min), en el segundo. El análisis de
los da os median e la me odología de supe icie de espues a pe mi ió encon a el
alo máximo de inac i ación de E. coli an o median e SC-CO2+HPU como
empleando SC-CO2+HPU+DI. Cada ipo de mic oo ganismo de la lo a na u al
p esen ó una esis encia a los a amien os di e en e. Se consiguió la inac i ación
comple a de coli o mes en odos los a amien os, siendo los mesó ilos los
mic oo ganismos más esis en es, p esen ando una educción de 1.08, 1.37 y 1.55
ciclos-log pa a SC-CO2, SC-CO2+HPU y SC-CO2+HPU+DI, espec i amen e.
Los esul ados mos a on que la aplicación simul ánea de SC-CO2 y HPU es
adecuada pa a la inac i ación mic obiana en ma ices cá nicas, además la adición de
DI a o eció dicho e ec o.
RESUM
En aques eball es a es udia l'e ec e de l'ús de CO2 en condicions
supe c í iques (SC-CO2) assis i s pe ul asons de po ència (HPU) pe a la inac i ació
mic obiana (E. coli inocula i lo a na u al) en pe nil cu a . La inac i ació d'E. coli
inocula es a es udia mi jançan l'aplicació de SC-CO2+HPU i de SC-
CO2+HPU+dissolució iso ònica (DI) a di e en s condicions de empe a u a (41, 46 i
51ºC), p essió (150, 250 i 350 ba ) i emps (5, 10 i 15 min), ob enin -se un g au
màxim d'inac i ació de 3.5 cicles-log (51ºC, 350 ba , 10 min) en el p ime ac amen
i, de 3.7 cicles-log (46ºC, 250 ba i 10 minu s) en el segon. L’ anàlisi de les dades
mi jançan la me odología de supe icie de espos a a pe me e o a el alo
màxim d’inac i ació d’E. coli aplican an SC-CO2+HPU com SC-CO2+HPU+DI.
Cada ipus de mic oo ganisme de la lo a na u al a p esen a una esis ència als
ac amen s di e en . Es a aconsegui la inac i ació comple a de coli o mes en o s
1
G upo de Análisis y Simulación de P ocesos Ag oalimen a ios, Depa amen o Tecnología
de Alimen os, Uni e si a Poli ècnica de València, Camí de Ve a s/n, E46022 Valencia,
Spain.
2
els ac amen s, sen els mesò ils els mic oo ganismes més esis en s, p esen an una
educció de 1.08, 1.37 i 1.55 cicles-log pe SC-CO2, SC-CO2+HPU i, SC-
CO2+HPU+DI, espec i amen .
Els esul a s an mos a que l’aplicació simul ània de SC-CO2 i HPU és
adequada pe a la inac i ació mic obiana en ma ius cà niques, a més, l’adició de DI
a a a o i aques e ec e.
ABSTRACT
The e ec o he use o CO2 supe c i ical (SC-CO2) assis ed powe ul asound
(HPU) o mic obial inac i a ion (E. coli and inocula ed na u al lo a) in d y-cu ed
ham was s udied. Inac i a ion o inocula ed E. coli was s udied by applying SC-
CO2+HPU and SC-CO2+HPU+iso onic solu ion (DI) a di e en empe a u es (41,
46 and 51ºC), p essu es (150, 250 and 350 ba ) and imes (5, 10 and 15 min),
ob aining a maximum deg ee o inac i a ion o 3.5 log-cycles (51ºC, 350 ba , 10
min) in he i s ea men and, 3.7 log-cycles (46ºC, 250 ba and 10 min)in he
second one. Analysis o he da a using a esponse su ace me hodology allowed
inding a maximum alue o inac i a ion o E. coli, using SC-CO2+HPU and SC-
CO2+HPU+DI. Each ype o mic oo ganism om he na u al lo a p esen ed
di e en esis ance o he ea men . Comple e inac i a ion o coli o ms was
achie ed in all ea men s, being mesophilic he mos esis an mic oo ganism,
showing a educ ion o 1.08, 1.37 and 1.55 cycles-log o SC-CO2, SC-CO2+HPU
and SC-CO2+HPU+DI, espec i ely.
The esul s showed ha simul aneous applica ion o SC-CO2 and HPU is sui able
o mic obial inac i a ion in mea ma ices, mo eo e , he DI also a o ed his e ec .
PALABRAS CLAVE
Fluidos supe c í icos; ul asonidos de po encia; inac i ación mic obiana; jamón
cu ado.
Supe c i ical luids; powe ul asound; mic obial inac i a ion; d y-cu ed ham.
3
1. INTRODUCCIÓN
En la ac ualidad los consumido es ienen una mayo p eocupación po que los
alimen os que consumen sean saludables y es én exen os de con aminan es an o
ísicos, químicos, como biológicos. Po es a azón, se es án desa ollando mé odos de
conse ación que sean menos ag esi os, es deci , que man engan mejo las
ca ac e ís icas nu icionales y o ganolép icas de los p oduc os, sin que se ea
comp ome ida la inocuidad de és os, como es el caso de la u ilización de los luidos
supe c í icos pa a la inac i ación mic obiana (Fe en ino e al., 2013b).
En conc e o, el uso de CO2 en condiciones supe c í icas (SC-CO2) es uno de los
mé odos más p ome edo es pa a log a la pas eu ización y/o es e ilización en ío de
p oduc os alimen icios, an o líquidos como sólidos, y p obablemen e sea uno de los
que eemplace, o sus i uya pa cialmen e, los mé odos é micos aplicados en la
ac ualidad con es e in (Choi e al., 2009; Gal anin e al., 2014).
La en aja de usa SC-CO2 en la indus ia alimen a ia se debe a que es a óxico, no
in lamable, no co osi o, incolo o, no es cos oso, se elimina ácilmen e no dejando
esiduos; además, sus condiciones c í icas son ela i amen e áciles de alcanza , y se
puede abaja a baja empe a u a, e i ando modi icaciones no deseadas en
componen es e molábiles de los p oduc os a ados con él (Velasco e al., 2007).
Re isando la li e a u a cien í ica se encuen an pocos a ículos que in o men de
los e ec os del a amien o con SC-CO2 en ma ices sólidas, debido a su complejidad
pa a alcanza la acción bac e icida del CO2, y a la al a de in o mación sob e el
mecanismo de inac i ación (Fe en ino e al., 2013a).
Respec o al mecanismo de inac i ación, las pocas hipó esis abo dadas has a
aho a, iden i ican el con ac o del CO2 con la memb ana celula y sus consiguien es
modi icaciones ísico-químicas como la e apa undamen al del a amien o; las
siguien es e apas, comunes a lo que ocu e con las ma ices líquidas, pod ían se las
siguien es: disminución del pH, inac i ación de las enzimas cla e del me abolismo
celula o su inhibición; as o no del equilib io de elec oli os in acelula , y la
eliminación de cons i uyen es i ales de las células y las memb anas celula es (Choi
e al., 2009; Fe en ino e al., 2013b).
Es os enómenos es án es echamen e elacionados con la p esión y la
empe a u a aplicadas, con olando la ans e encia de masa de CO2, su solubilidad y
la ac i idad biológica de las células mic obianas. En gene al, un aumen o de la
empe a u a es bene icioso pa a la inac i ación mic obiana, debido al aumen o de la
luidez de las memb anas celula es (lo que acili a la pene ación del CO2) y, pa a el
aumen o de la di usi idad del CO2. Sin emba go, es con enien e no hace unciona
el p oceso a empe a u a muy po encima del alo c í ico del SC-CO2, po que la
densidad del disol en e y su capacidad de solubilización disminuyen de mane a
bas an e ápida a medida que aumen a la empe a u a. Con espec o a la p esión, su
aumen o mejo a la solubilidad del CO2, acili ando la acidi icación, an o ex acelula
como in acelula (disminuye el pH) y, al mismo iempo, mejo a su con ac o con las
células. El e ec o de la p esión del CO2 es á limi ado po la sa u ación de la
solubilidad del CO2 en el agua con enida en el alimen o ma iz, las células
mic obianas y la bicapa de os olípidos mic obiana (Gal anin e al., 2014).
4
Pa a consegui que las p opiedades de los alimen os se ean a ec adas lo menos
posible, así como consegui la le alidad mic obiana eque ida, se es á es udiando
desde hace unos años la posibilidad de combina SC-CO2 con o as écnicas de
conse ación, in en ando educi al mínimo posible los equisi os de p ocesamien o
con SC-CO2 (O uño e al., 2012). En e es as posibles combinaciones de
a amien os de conse ación es udiadas se encuen a la sine gia c eada al aplica de
o ma simul ánea SC-CO2 y ul asonidos de po encia (HPU).
La u ilización de HPU esul a bene icioso debido a los e ec os mecánicos
p oducidos en el en o no supe c í ico, a a és de las ib aciones de g an ampli ud, la
p esión de adiación, ansmisión, agi ación, e c (Rie a e al., 2010). Es o p o oca
ciclos de expansión y comp ensión de o ma al e na que dan luga al enómeno de
ca i ación (Villamiel, 2006).
Así pues, el e ec o siné gico de la aplicación de SC-CO2 asis ido po HPU (SC-
CO2+HPU) se basa ía en que, se consigue un aumen o de la asa de solubilización del
SC-CO2 en el medio y de la ans e encia de masa, debido a la agi ación igo osa
p oducida po el campo ul asónico, lo que pe mi e la ápida sa u ación de CO2 en el
medio, acele ando los mecanismos de inac i ación causados po el e ec o del SC-
CO2 (Ga cia-Gonzalez e al., 2007), además, g acias al e ec o de ca i ación que
p oduce los HPU, se daña ían las pa edes de las células, acili ando la ex acción de
componen es celula es po pa e del SC-CO2 (O uño e al., 2014).
La aplicación simul ánea de SC-CO2 y HPU se ha empleado pa a acele a la
mue e de Esche ichia coli (E. coli) y Saccha omyces ce e isiae (S. ce e isiae)
inoculado en di e en es medios. En es e sen ido, O uño e al. (2013) mos a on que
la población de E. coli y S. ce e isiae inoculados en zumo de manzana, se inac i ó
comple amen e con a amien os de 5 minu os (350 ba , 36°C) y 4 min (225 ba ,
36°C), espec i amen e. Mien as que a ando la mues a únicamen e con SC-CO2
bajo las mismas condiciones, no se obse ó educción mic obiana. Es e ipo de
a amien os es án bas an e desa ollados en medios líquidos (O uño e al., 2013),
pe o no an o en medios sólidos como pueden se las ma ices cá nicas, en conc e o
el jamón cu ado.
En es e con ex o, el obje i o de es e abajo ue es udia el e ec o de los luidos
supe c í icos, conc e amen e el SC-CO2, asis ido po HPU sob e la inac i ación
mic obiana (E. coli y lo a na u al) en jamón cu ado. El es udio se ealizó e aluando
el e ec o de di e sas a iables del p oceso (p esión, empe a u a, iempo y con enido
de agua en el sis ema).
2. MATERIALES Y MÉTODOS
2.1. P epa ación de la mues a
Pa a la p epa ación de las mues as inoculadas con E. coli, p ime o se p epa ó un
s a e a pa i de una colonia aislada de E. coli, suspendiéndola en 50 mL de medio
de cul i o LB B o h e incubándolo en una cáma a (J.P. SELECTA, Modelo 3000957,
Ba celona, Spain) a 37°C y agi ación de 120 pm du an e 48 ho as. T anscu idas las
48 ho as, se cogie on 100 L del s a e y se esuspendie on en 50 mL de medio LB
5
B o h, incubándolos en una cáma a a 37°C du an e 18-24 ho as. Al día siguien e, se
cogie on 15 mL de la disolución que con enía las colonias de E. coli y se
cen i uga on (J.P. SELECTA, modelo Medi ige BL-S, Ba celona, Spain), du an e
4 minu os, a 4°C y 2600 g. A con inuación, se ecupe ó el pelle ob enido y se
edisol ió con 50 mL de solución salina (SS, 0.85% NaCl). Es a disolución se
empleó pa a inocula la mues a de jamón cu ado.
Las mues as ue on ob enidas a pa i de una lámina g uesa del jamón cu ado. Se
co a on piezas de 10±0.5 g usando un cilind o de ace o inoxidable es e ilizado a la
llama pa a e i a una econ aminación. Pa a el a amien o de inac i ación de E. coli,
las mues as ue on inoculadas supe icialmen e con 100 L de la solución desc i a
an e io men e y se deja on seca en una campana de lujo lamina (TELSTAR
TECHNOLOGIES, modelo AH-100, Te assa, Spain) has a su pos e io a amien o.
La concen ación inicial de E. coli en la mues a ue de 106 u. .c/g.
Po o a pa e, pa a la inac i ación de la lo a na u al, las mues as se co a on y
ese a on en placas Pe i sin inocula pa a su pos e io a amien o. Además, pa a
comp oba el g ado de inac i ación de la lo a na u al, se p epa a on mues as que no
ue on a adas (con ol).
2.2. Sis ema de inac i ación
El a amien o de las dis in as mues as de jamón cu ado se ealizó en la plan a de
SC-CO2, cuyo esquema gene al se mues a en la FIGURA 1. El sis ema incluye un
equipo de ul asonidos, inc us ado en el depósi o ex ac o que con iene el SC-CO2.
El equipo de ul asonidos consis e en un ansduc o piezoeléc ico de al a po encia,
un sis ema de aislamien o y una unidad gene ado a de ene gía (40 W ± 5 W). El
ansduc o se inse a en el in e io del ecipien e de inac i ación e incluye dos
ce ámicas come ciales (35 mm de diáme o ex e io , 12,5 mm diáme o in e no; 5
mm de espeso ; ecuencia de esonancia de 30 kHz) y un sono odo, pa a concen a
la mayo can idad de ene gía acús ica en el pun o de aplicación (O uño e al., 2012).
Los a amien os de inac i ación consis ie on en cua o e apas: (1) la ado del
sis ema de inac i ación, (2) p epa ación de la mues a (3) p esu ización (4)
desp esu ización y (5) ex acción de mues a (sólida y líquida).
An es de cada expe imen o, se ealiza on la ados del ecipien e de inac i ación
con una solución desin ec an e (20% / ), agua des ilada y agua es é il;
pos e io men e se in oduje on las mues as de jamón cu ado p epa adas. Pa a los
a amien os lle ados a cabo con la mues a sume gida en disolución iso ónica (DI,
0.9% NaCl), se añadie on 60 mL den o del ecipien e. Pos e io men e, se p ocedió a
p esu iza el sis ema pa a lle a a cabo los dis in os a amien os. T anscu ido el
iempo de p oceso, se desp esu izó el sis ema y, inalmen e, se ex ajo la mues a de
jamón y se in odujo en una bolsa es é il. Po o a pa e, en los a amien os que se
lle a on a cabo con la mues a sume gida, se ecogió el líquido en un ubo es é il.
6
FIGURA 1. Esquema gene al de la plan a de SC-CO2. 1- Tanque de N2; 2- anque de
CO2; 3- ese a de CO2; 4- bomba; 5- baño e mos á ico; 6- ex ac o ; 7- sepa ado ;
8- ce ámicas; 9- sis ema de aislamien o; 10- ansduc o ; 11- ca ucho de ex acción;
12- gene ado de UHP; V- ál ulas; P- manóme os; T- sondas de empe a u a.
2.3. Diseño expe imen al
Se u ilizó S a g aphics Plus (S a is ical G aphics Co p. 5.1. Wa en on, USA)
pa a ealiza el diseño expe imen al, median e Box-Behnken, donde se ob u o un
plan de 15 a amien os dis in os con 3 pun os cen ales (-1, 0 y 1), ealizando 3
éplicas de cada a amien o.
En la TABLA 1 se de allan las condiciones de p esión (P), empe a u a (T) y
iempo ( ), de cada uno de los a amien os aplicados pa a es udia la inac i ación del
E. coli en las mues as de jamón cu ado, median e SC-CO2+HPU y SC-
CO2+HPU+DI.
Po o a pa e, pa a e alua la inac i ación de la lo a na u al del jamón cu ado se
aplica on 3 ipos de a amien os di e en es: SC-CO2, SC-CO2+HPU y SC-
CO2+HPU+DI, odos ellos a una empe a u a de 46°C, una p esión de 250 ba y
du an e 10 min; comp obando de es a o ma cuál e a el a amien o más e ec i o. Se
ealiza on 3 éplicas de cada uno.
7
TABLA 1. T a amien os aplicados pa a e alua el e ec o de las a iables de p oceso
sob e la inac i ación de E. coli en mues as de jamón cu ado median e SC-CO2+HPU
y SC-CO2+HPU+DI.
Pa áme os Codi icados
Pa áme os e aluados
Nº
a amien o
T
P
T (ºC)
P (ba )
(min)
1
-1
1
0
41
350
10
2
0
0
0
46
250
10
3
-1
0
1
41
350
15
4
0
1
1
46
350
15
5
0
1
-1
46
350
5
6
1
0
-1
51
250
5
7
0
0
0
46
250
10
8
1
1
0
51
350
10
9
-1
0
-1
41
250
5
10
0
0
0
46
250
10
11
1
0
1
51
250
15
12
1
-1
0
51
150
10
13
-1
-1
0
41
150
10
14
0
-1
1
46
150
15
15
0
-1
-1
46
150
5
2.4. Análisis mic obiológico
Pa a ealiza el análisis mic obiológico de las mues as, se adiciona on 90 mL de
SS a la mues a con enida en una bolsa con il o es é il y se homogenizó en un
S omache (IUL INSTRUMENTS, modelo 1000475/2510) du an e 2 minu os. Si
e an necesa ias diluciones, se p epa a on a pa i de la an e io .
Seguidamen e, en una campana de lujo lamina pa a e i a posibles
con aminaciones, se p ocedió con la siemb a de las mues as. Se semb a on 100 L
de la disolución ob enida al homogeniza la mues a, y de la DI ecogida en el ubo
después del a amien o, en placas Pe i. En el caso de las mues as inoculadas con E.
coli, las placas con enían medio LB Aga , y en el caso de las mues as sin inóculo
( lo a na u al), se emplea on dis in os medios, especí icos pa a cada ipo de
mic oo ganismo p opio de la lo a, según la TABLA 2. Cada siemb a se hizo po
duplicado.
8
TABLA 2. Medios de cul i o pa a el es udio de lo a na u al en jamón cu ado.
Mic oo ganismo
Medio de cul i o
Condiciones de
incubación
Mesó ilos
PCA
35ºC – 24 h
Psic ó ilos
PCA
4ºC – 7 días
Hongos y le adu as
YGC
25ºC – 5 días
Bac e ias ácido lác icas
MRS
35ºC – 3 días
Coli o mes
VRB
35ºC – 24 h
Realizadas las siemb as, las placas se incuba on en es u a o e ige ado , du an e
el iempo y a la empe a u a adecuada en cada caso (TABLA 2). Las placas
semb adas con las mues as inoculadas con E. coli, se incuba on en una es u a a
35°C du an e 24 ho as.
2.5. Análisis es adís ico
Se u ilizó el paque e es adís ico S a g aphics Plus pa a lle a a cabo un ANOVA
mul i ac o ial y LSD, con el in de e alua el e ec o de la p esión, la empe a u a y el
iempo en el g ado de inac i ación mic obiana (O uño e al., 2014).
Además, usando Ma lab R2011b e sión 7.13.0.564 (Ma hwo ks Inc.,
Massachuse s, USA), se aplicó la me odología de supe icie de espues a pa a
de e mina po un lado, cuáles ue on los e ec os de cada ac o es udiado (P, T y )
sob e la espues a (log N/N0), y po o o lado, las condiciones óp imas en los
dis in os a amien os aplicados en las mues as de jamón cu ado inoculadas con E.
coli. Pa a ealiza es e análisis se emplea on las ecuaciones de la 1 a la 5.
322322223113211211113322110 iiiiiiiiiiiiii xxbxxbxxbxxbxxbxbxbxbby
3333 ii xxb
(1)
Donde:
0
ln N
N
yi
(2)
1
250
100
i
i
P
x
(3)
2
46
5
i
i
T
x
(4)
3
10
5
i
i
x
(5)
15
3.3. Inac i ación de la lo a na u al del jamón cu ado
En la TABLA 5 se mues an los esul ados que se ob u ie on de los análisis
mic obiológicos de las mues as de jamón cu ado con ol (sin a a ).
TABLA 5. Con aminación inicial de las mues as de jamón cu ado.
Mic oo ganismo
log N0 (u. .c./g)*
Mesó ilos
3.63 ± 0.14
Psic ó ilos
2.96 ± 0.16
Coli o mes
3.20 ± 0.47
Hongos y le adu as
4.97 ± 0.12
Bac e ias ácido lác icas
4.08 ± 0.13
* Valo es p omedio ± sd
Se ealizó un ANOVA pa a conoce el e ec o de los dis in os a amien os y el
ipo de mic oo ganismo en el g ado de inac i ación alcanzado. En gene al, los
esul ados mos a on que los ipos de a amien o y la es uc u a celula de los
mic oo ganismos u ie on un e ec o signi ica i o en el g ado de inac i ación
alcanzado (p<0.05).
Respec o al ipo de a amien o, se encon a on di e encias signi ica i as (p<0.05)
cuando se aplica on HPU, an o en la inac i ación sob e las mues as expues as
di ec amen e al SC-CO2 como las que ue on sume gidas en disolución iso ónica
(SC-CO2+HPU+DI) en el caso conc e o de hongos y le adu as. Mien as que en el
caso de las bac e ias ácido lác icas, odos los a amien os aplicados mos a on
di e encias signi ica i as (p<0.05) en el g ado de inac i ación (TABLA 6).
Cappelle i e al. (2014) encon a on que al a a agua de coco inoculada con
Salmonella en e ica únicamen e con SC-CO2 (120 ba , 40ºC y 10 min) se eduje on 2
ciclos-log, mien as que a ándola con SC-CO2+HPU (mismas condiciones) se
alcanza on educciones de 9 ciclos-log. Los esul ados indica on cla amen e un
e ec o siné gico del SC-CO2 y los HPU, en compa ación con los a amien os
indi iduales.
Cuando los mic oo ganismos inoculados o p esen es de o ma na u al en la
mues a alimen icia, se encuen an inme sos en una ase líquida donde el CO2 pueda
di undi se, como pueda se zumo de na anja (O uño e al., 2014), o las mues as de
jamón cu ado sume gidas en disolución (como se es udió en el p esen e abajo, SC-
CO2+HPU+DI); la aplicación simul ánea de SC-CO2+HPU p oduce un aumen o en
el g ado de inac i ación p o ocados po los HPU, cuyos mecanismos de inac i ación
ales como el enómeno de ca i ación, la o mación de adicales lib es, u bulencia,
es ue zo co an e y enómenos de comp esión y a e acción, en e o os (Kno e al.,
2004; Piyasena e al., 2003), mejo a an o la solubilización de CO2 y como su
ans e encia a a és de la memb ana celula
En cuan o al e ec o del ipo de mic oo ganismo, los esul ados mos a on que los
mic oo ganismos más sensibles a los a amien os aplicados ue on, en p ime luga ,
los coli o mes, alcanzándose la inac i ación o al en odos los a amien os; seguidos
16
de las bac e ias ácido lác icas y los psic ó ilos, en los cuales la inac i ación máxima
alcanzada ue de 2.87 y 2.76 ciclos-log (TABLA 6).
TABLA 6. G ado de inac i ación (log (N/N0)) de la lo a na u al en las mues as de
jamón cu ado.
Mic oo ganismo
Tipo de a amien o
SC-CO2
SC-CO2 + HPU
SC-CO2 + HPU + DI
Mesó ilos
-1.08 ± 0.16a
-1.37 ± 0.43a
-1.55 ± 0.24a
Psic ó ilos
-2.96 ± 0.00a
-2.96 ± 0.00a
-2.96 ± 0.00a
Coli o mes
-3.20 ± 0.00a
-3.20 ± 0.00a
-3.20 ± 0.00a
Hongos y le adu as
-1.65 ± 0.66a
-2.99 ± 0.01b
-2.99 ± 0.03b
Bac e ias ácido lác icas
-2.42 ± 0.28a
-2.10 ± 0.00b
-4.08 ± 0.00c
a,b,c indica los g upos homogéneos espec o al ipo de a amien o.
Los mesó ilos ue on los mic oo ganismos más esis en es, en odos los
a amien os, alcanzándose una inac i ación máxima (SC-CO2+HPU+DI) de 1.55
ciclos-log. En el caso de las bac e ias ácido lác icas, se consiguió la o al inac i ación
(SC-CO2+HPU+DI), pa iendo de una con aminación inicial de 4.08 log (u. .c./g)
(TABLA 6).
Es udios en sus a os líquidos a ados median e SC-CO2, demues an que los
coli o mes, le adu as y mohos pueden se más sensibles que los mesó ilos y las
bac e ias ácido lác icas (Fe en ino e al., 2012).
Es o puede se de g an in e és pa a la indus ia alimen a ia, ya que es e ipo de
mic oo ganismos son indicado es de al e aciones en la calidad de algunos p oduc os
cá nicos, como es el caso del jamón cu ado (Fe en ino e al., 2013b).
Sin emba go, es udios en ma ices sólidas e elan compo amien os di e en es
como en el caso de la p esen e in es igación y los esul ados encon ados po
Fe en ino e al. (2013a), quienes obse a on que al a a jamón cocido con SC-CO2
(120 ba , 50ºC y 5 min), con eniendo una lo a inicial de mesó ilos (4.1±0.5
log(u. .c./g)), psic ó ilos (2.5±0.75 log(u. .c./g)) y, bac e ias ácido lác icas (4.2±0.5
log(u. .c./g)); se edujo has a 3.0, 1.6 y 2.5 log(u. .c./g), espec i amen e.
La in luencia del ipo de mic oo ganismo ha sido es udiada ambién en la
inac i ación median e el a amien o combinado de SC-CO2+HPU en zumo de
na anja po O uño e al. (2014). Los esul ados mos a on que a 31ºC y 225 ba se
ob u o una educción de 7 y 4 ciclos-log pa a E. coli y S. ce e isiae,
espec i amen e, a los 6 min de a amien o. Es as obse aciones apoyan la hipó esis
de la elación que exis e en e la esis encia a la inac i ación y el espeso de la pa ed
celula ya que la pa ed de S. ce e isiae es simila a las g am posi i as, es deci , más
g uesa que la de E. coli (g am nega i a) (Ga cia-Gonzalez e al., 2009).
17
4. CONCLUSIONES
En la inac i ación de E. coli inoculada en mues as de jamón cu ado, la
empe a u a del p oceso ue cla e an o en el a amien o median e SC-CO2+HPU
como con SC-CO2+HPU+DI. En cambio, la p esión no mos ó un e ec o
signi ica i o (p<0.05), ya uesen sume gidas en la disolución o expues as
di ec amen e al SC-CO2+HPU. El iempo de p oceso a ec o signi ica i amen e la
inac i ación de E. coli en el a amien o que incluyó la disolución iso ónica (SC-
CO2+HPU+DI).
La me odología de supe icie de espues a es una he amien a e icaz que pe mi e
conoce las condiciones de p oceso óp imas pa a consegui la máxima inac i ación
mic obiana aplicando SC-CO2+HPU y SC-CO2+HPU+DI en jamón cu ado.
La p esencia de una ase acuosa en el sis ema de inac i ación median e SC-
CO2+HPU pe mi ió la u ilización de condiciones de a amien o (p esión,
empe a u a y iempo) menos se e as y posibili ó un mayo g ado de inac i ación de
la lo a na u al del jamón cu ado; den o de es os mic oo ganismos, los coli o mes
ue on los más sensibles a la acción del CO2 y, los mesó ilos los más esis en es.
Cabe menciona que SC-CO2+HPU es una ecnología de conse ación que pod ía
ep esen a un medio al e na i o a los mé odos de conse ación é micos,
aumen ando la ida ú il de los alimen os, u ilizando condiciones de p oceso más
sua es.
18
4. REFERENCIAS
B unne , G. 2005. Supe c i ical luids: echnology and applica ion o ood p ocessing. J Food Eng,
67:21–33.
Cappelle i, M.; Fe en ino, G.; Spilimbe go, S. 2014. Supe c i ical ca bon dioxide combined wi h
high powe ul asound: An e ec i e me hod o he pas eu iza ion o coconu wa e . The Jou nal
o Supe c i ical Fluids, 92:257-263.
Chema , F.; Zill-e-Huma, M.; Kam an, K. 2011. Applica ions o ul asound in ood echnology:
p ocessing, p ese a ion and ex ac ion. Ul asonics Sonochemis y, 18(4):813–835.
Choi, Y.M.; Bae, Y.Y.; Kim, K.H.; Kim, B.C.; Rhee, M.S. 2009. E ec s o supe c i ical ca bon
dioxide ea men agains gene ic Esche ichia coli, Lis e ia monocy ogenes, Salmonella
yphimu ium, and E. coli O157:H7 in ma inades and ma ina ed po k. Mea Science, 82(4):419-
424.
Fe en ino, G.; Balzan, S.; Do iga o, A.; Pego e i, A.; Spilimbe go, S. 2012. E ec o supe c i ical
ca bon dioxide pas eu iza ion on na u al mic obio a, ex u e, and mic os uc u e o esh-cu
coconu . Jou nal o ood science, 77(5):E137-E143.
Fe en ino, G.; Balzan, S.; Spilimbe go, S. 2013a. Op imiza ion o supe c i ical ca bon dioxide
ea men o he inac i a ion o he na u al mic obial lo a in cubed cooked ham. In e na ional
Jou nal o Food Mic obiology, 161(3):189-196.
Fe en ino, G.; Balzan, S.; Spilimbe go, S. 2013b. Supe c i ical Ca bon Dioxide P ocessing o D y
Cu ed Ham Spiked wi h Lis e ia monocy ogenes: Inac i a ion Kine ics, Colo , and Senso y
E alua ions. Food and Biop ocess Technology, 6(5):1164-1174.
Gal anin, F.; De Luca, R.; Fe en ino, G.; Ba olo, M.; Spilimbe go, S.; Bezzo, F. 2014. Bac e ial
inac i a ion on solid ood ma ices h ough supe c i ical CO2: A co ela i e s udy. Jou nal o
Food Enginee ing, 120:146-157.
Gao, Y.; Nagy, B.; Liu, X.; Simandi, B.; Wang, Q. 2009. Supe c i ical CO2 ex ac ion o lu eines e s
om ma igold (Tage es e ec a L.) enhanced by ul asound. J. Supe c i ical Fluids, 49(3):345–
350.
Ga cia-Gonzalez, L.; Gee ae d, A.H.; Spilimbe go, S.; Els , K.; Van Ginneken, L.; Debe e e, J.; Van
Impe , J.F.; De lieghe e, F. 2007. High p essu e ca bon dioxide inac i a ion o mic oo ganisms in
oods: he pas , he p esen and he u u e. In e na ional Jou nal o Food Mic obiology, 117(1):1-
28.
Ga cia-Gonzalez, L.; Gee ae d, A. H.; Els , K.; Van Ginneken, L.; Van Impe, J. F.; De lieghe e, F.
2009. In luence o ype o mic oo ganism, ood ing edien s and ood p ope ies on high-p essu e
ca bon dioxide inac i a ion o mic oo ganisms. In e na ional jou nal o ood mic obiology.
129(3):253-263.
Kno , D.; Zenke , M.; Heinz, V.; Lee, D. 2004. Applica ions and po en ial o ul asonics in ood
P ocessing. T ends in Food Science & Technology, 15(5):261-266.
O uño, C.; Ma ínez-Pas o , M.T.; Mule , A.; Benedi o, J. 2012. An ul asound-enhanced sys em o
mic obial inac i a ion using supe c i ical ca bon dioxide. Inno a i e Food Science & Eme ging
Technologies, 15:477-484.
O uño, C.; Ma ínez-Pas o , M.T.; Mule , A.; Benedi o, J. 2013. Applica ion o high powe
ul asound in he supe c i ical ca bon dioxide inac i a ion o Saccha omyces ce e isiae. Food
Resea ch In e na ional, 51(2):474-481.
19
O uño, C.; Quiles, A.; Benedi o, J. 2014. Inac i a ion kine ics and cell mo phology o E. coli and S.
ce e isiae ea ed wi h ul asound-assis ed supe c i ical CO2. Food Resea ch In e na ional,
62:955-964.
Piyasena, P.; Moha eb, E.; McKella , R.C. 2003. Inac i a ion o mic obes using ul a-sound: a e iew.
In e na ional J. Food Mic obiology 87(3):207–216.
Rie a, E.; Blanco, A.; Ga cía, J.; Benedi o, J.; Mule , A.; Gallego-Juá ez, J.A.; Blasco, M. 2010. High-
powe ul asonic sys em o he enhancemen o mass ans e in supe c i ical CO2 ex ac ion
p ocesses. Ul asonics, 50(3):306-309.
Val e de, M.; T., Ma ín-Inies , F.; Cal o, L. 2010. Inac i a ion o Saccha omyces ce e isiae in
con e ence pea wi h high p essu e ca bon dioxide and e ec s on pea quali y. Jou nal o Food
Enginee ing, 98(4):421–428.
Velasco, R. J; Villada, H. S.; Ca e a, J. E. 2007. Aplicaciones de los Fluidos Supe c í icos en la
Ag oindus ia. In o mación Tecnológica, 18(1):53-66.
Villamiel, M. “Aplicación de ul asonidos en alimen os”, [en línea]. 10 de Mayo de 2006. E oski
Consume . Di ección URL: < h p://www.consume .es/segu idad-alimen a ia/ciencia-y-
ecnologia/2006/05/10/23462.php> [Consul a: 20 Jul. 2014].