una alternativa a los quÍmicos convencionales en...
TRANSCRIPT
ANTIMICROBIANOS NATURALES: ANTIMICROBIANOS NATURALES: UNA ALTERNATIVA A LOS QUUNA ALTERNATIVA A LOS QUÍÍMICOS CONVENCIONALES EN MICOS CONVENCIONALES EN
LA ELABORACILA ELABORACIÓÓN ECOLN ECOLÓÓGICAGICA
Depto de Tecnología de Alimentos-Instituto Universitario de Ingeniería de Alimentos para el Desarrollo
Cháfer, M., Sánchez-González, L., Vargas, M., Atarés, L., Pastor, C., González- Martínez, Chiralt, A.
II Simposio de Calidad e Industria Agroalimentaria Ecológica, Vinicultura y Desarrollo Rural
aplicación nuevo reglamento europeo en la elaboración ecológica
gran limitación de los químicos de síntesis convencionales,
sólo aquellos estrictamente necesarios para garantizar la seguridad alimentaria
y en algunos casos permitir un proceso de elaboración en el que son un elemento clave
buscar alternativas que sustituyan y/o complementen estas listas de aditivos
acordes con la filosofía de los sistemas de producción ecológicos con los que han sido obtenidos,
permitir obtener alimentos seguros y más sanos
Una propuesta tecnológica: RC antimicrobianos
sustancias de origen natural, biodegradables, comestibles y con capacidad para controlar las causas de deterioro del alimento
sustancias son aplicadas al alimento y tras su secado, quedan adheridas a su superficie, adquiriendo las propiedades de un envase pero sin envase
beneficios medioambientales que esto representa (no generación de envases como residuo, no necesidad de reciclado de los mismos, etc).
Sector hortofrutícola
RC
Permeabilidad al vapor de agua- PERDIDA DE AGUA
Permeabilidad gases – RESPIRACIÓN, VALOR NUTRICIONAL
transparente, brillo, no sabor, no olor
Insoluble en agua
Buenas propiedades mecánicas – MANIPULACIÓN , CONFECCIÓN
Bajo coste
Se ha aplicado una sustancia totalmente natural, biodegradable, comestible.
Se han controlado las pérdidas de calidad y además...
PROPIEDADES FÍSICAS Inmersión fruto y tras el secado : RC
Selección adecuada de ingredientes
PROPIEDADES ANTIMICROBIANAS
IN VITRO
IN VIVO
ANTIMICROBIANOS
Placas agar inoculadas
Metodología de trabajo
ETAPA 1. DISEÑO - SELECCIÓN DE COMPUESTOS en base a efectividad antimicrobiana, comestibilidad, biodegradabilidad y funcionalidad.
•Mayoritarios que son la base del formulado (polisacáridos, proteínas, lípidos)
•Minoritarios: antimicrobianos (antifúngicos), antioxidantes, etc.
ETAPA 2. CARACTERIZACIÓN DE LAS FORMULACIONES contenido en sólidos, viscosidad, pH, densidad, tamaño de partícula, etc.
•Afectan a estabilidad del formulado
•Determinan su forma de aplicación (campo, en industria, en el envase, etc).
•Redefinir y/o rediseñar el formulado según el objetivo de la aplicación (frutas y hortalizas, carnes, pescados, etc)
¿QUÉ HACEMOS?
Metodología de trabajo
ETAPA 3. CARACTERIZACIÓN DE LA FORMULACIÓN tras el secado natural en aspectos como:
espesor, capacidad de retención de agua, propiedades barrera al agua y a los gases, propiedades mecánicas, propiedades ópticas: transparencia y brillo, microestructura, microbiología (ensayos in vitro), etc.
Adecuar las características del formulado a las del producto donde se va a aplicar y conseguir los mejores resultados de conservación.
secado
FFDSolución formadora del film
Sánchez-González, L.; Vargas, M.; González-Martínez, C.; Chiralt, A.; Cháfer M. (2009) Characterization of edible films based on hydroxypropylmethylcellulose and tea tree essential oil. Food Hydrocolloids, 23, 2102-2109.
Sanchez, L., González-Martínez, C., Chiralt, A. and Cháfer, M. (2010) Physical and antimicrobial properties of chitosan-tea tree essential oil composite films. Journal of Food Engineering 98, 443-452
Sanchez, L., Cháfer, M, Chiralt, A. and González-Martínez, C. (2010). Physical properties of chitosan films containing bergamot essential oil and their inhibitory action on Penicilium Italicum. Carbohydrate Polymers 82, 277-283.
Atarés, L.; De Jesus, C.; Talens P.; Chiralt, A. (2010). Characterization of SPI-based edible films incorporated with cinnamon or ginger essential oils. Journal of Food Engineering, 99, 384-391.
Pastor, C.; Sánchez-González, L.; Cháfer, M.; Chiralt, A.; González-Martínez, Ch. (2010). Physical and antifungal properties of hydroxypropylmethylcellulose based films containing propolis as affected by moisture content. Carbohydrate Polymers, 82, 1174-1183.
Caracterización
RC ANTIFÚNGICOS
Metodología de trabajo
ETAPA 4. APLICACIÓN del FORMULADO y caracterización CALIDAD Y SEGURIDAD MICROBIOLÓGICA
En el fruto después de recolectar serían.
•Calidad: pérdida de agua (peso), firmeza, madurez (brix, acidez), contenidos nutricionales,
•Control fúngico,
•Medioambientales: residuos, biodegradabilidad, persistencia, etc.
MatricesIngredientes seleccionados
La Hidroxipropilmetilcelulosa es un hidrocoloide natural y biodegradable que se usa para formar films flexibles, transparentes, brillantes, sin olor y sabor.
Quitosano: a partir de la quitina, que se encuentra en el esqueleto de los insectos y caparazones de crustáceos. Una fuente alternativa de quitosano son las paredes celulares de los hongos Zygomicetes, ya que el quitosano es el principal componente estructural de dichas paredes.
Fuente principal de contaminación superficial en áreas costeras.
Forma films y recubrimientos comestibles con alta permeabilidad al vapor de agua.
El quitosano presenta actividad ANTIBACTERIANA (debido a su naturaleza policatiónica en medio ácido) y ANTIFÚNGICA (interviene en el crecimiento fúngico y activa mecanismos de defensa en paredes celulares de tejidos vegetales ).
Matrices/antimicrobianos
antimicrobianosIngredientes seleccionados
Los aceites esenciales se obtienen por destilación a vapor a partir de un gran número de especies vegetales.
Utilizados desde la antigüedad como perfurmes, saborizantes, fines médicos, etc.
Numerosas investigaciones (Burt, 2004; Bakkali et al., 2008; Fisher and Philips, 2008): actividad antimicrobiana, especialmente antibacteriana, sus posibles aplicaciones en alimentos y los efectos biológicos de los aceites esenciales.
Identificación de algunos componentes responsables de esta actividad (terpenos).
Esencia: aromatizante de las variedades de té Earl Grey y Lady Grey, y en confitería.
Fruto: mermelada (Sicilia)
Piel: conserva (Grecia)
Arbusto originario de Australia.
De esta planta se obtiene el aceite esencial árbol del té que es antiséptico, antifúngico y antibiótico.
Tiene efectos cicatrizantes por su contenido antibiótico.
Se usa como antiséptico y desodorante en champús y jabones comerciales. Uso tópico.
antimicrobianosIngredientes seleccionados
El propóleo es una resina cérea, de composición compleja y consistencia viscosa, que las abejas elaboran a partir de diferentes partes de los vegetales.
Es una fuente natural de antioxidantes, posee propiedades antimicrobianas, antifúngicas, etc..y su ingesta puede ser beneficiosa para la salud humana.
Los recubrimientos retrasan la aparición de signos de deterioro.
El ácido oleico potencia las propiedades antimicrobianas: interacción entre quitosano y ácido oleico
QUITOSANO
Aplicaciones
0
10
20
30
40
50
60
0 5 6 9 10 13 14tiempo (días)
Det
erio
ro (%
)
F0 F1 F2 F3 F4
No r
ecu
bie
rta
Calidad y control fúngico de fresas (Camarosa)
quitosano
Quitosano y ácido oleico
Vargas, M. et al. (2006) Postharvest Biology and Technology
Los recubrimientos a base de quitosano (x) también efectivos, pero el nivel de inhibición fue muy inferior.
EM
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 3 6 9 12
tiempo (días)
Deterioro fúngico (% naranjas infectadas)
EM
EM_5-MC
EM_1-MC
Q
Q-MC
C
TBZ
% NARANJAS INFECTADAS
AplicacionesCalidad y control fúngico de naranjas (Lane-late)
No r
ecu
bie
rta
quitosano
EM
•La incorporación de EM a MC : control eficaz Penicillium italicum
Vargas, M. et al. (2007) AITEP- Asoc. Iberoam. de Tec. Postcosecha
•RC con mayor nivel de AE (2%): buen control fúngico
•RC mantiene mejor los parámetros de calidad (acidez, vitamina C, índice de madurez y pérdida de peso).
Calidad y control fúngico de naranjas var. Valencia- Late
ACEITES ESENCIALES: árbol del té
Aplicaciones
Tb. CH-limón, tomillo, bergamota…
Sánchez-González, L. et al. (2008) VIII Congreso de la SEAE
0
10
20
30
40
50
60
70
0 11 14 19 21
tiempo (días)
%na
ranj
as in
fect
ad
control F1 F3 F4
0
1
2
3
4
5
6
3 5 8 12 22
t (días)
Pérd
ida
de p
eso
(%)
C H-B CH-B
Calidad y seguridad microbiológica en la conservación de uvas
ACEITES ESENCIALES: CH-bergamota
Aplicaciones
0
0,1
0,2
0,3
-3 0 3 6 9 12 15 18 21 24
t (days)H
ongo
s y le
vadu
ras (
log
UFC
/g)
C H-B CH-B
Sánchez-González, L. et al. (2010) Postharvest Biology and Technology
PROPOPOLISAplicaciones
Calidad y seguridad microbiológica en la conservación de uvas
0
1
2
3
4
5
6
5 7 10 14 24t (días)
Pérd
ida
de p
eso
(%)
C M M-0,5P M-1,5P
0
0,1
0,2
0,3
C M M-0,5P M-1P M-1,5P
MuestraHongos y Levaduras Microorganismos mesófilos
Control
Pastor, C. et al. (2010) Postharvest Biology and Technology
Propolis
conclusiones
los recubrimientos antimicrobianos permiten un control efectivo del
deterioro microbiológico, mayor en el caso de algunas formulaciones a
base de microorganismos eficaces y aceites esenciales.
los frutos recubiertos conservaron mejor diferentes aspectos de su
calidad poscosecha ya que observaron disminuciones en la actividad
respiratoria, pérdidas de peso y firmeza.
estrategia de control conjunto que considere toda la vida del fruto,
desde el origen hasta que llegue a ser consumido o no.
definir cual será la mejor forma y momento de aplicación de estos
productos antimicrobianos en función de la realidad de cada fruto.
reflexión
La tecnología de los RC antimicrobianos puede ser una solución sana y sostenible para conseguir una conservación segura en la elaboración ecológica tanto en el sector hortofrutícola como en otros alimentos (carnes, pescado, etc), en los que siguen autorizados aditivos muy cuestionados desde el punto de vista de la salud.
Generar soluciones a la grave problemática medioambiental del envasado de alimentos o el uso de plásticos en la agricultura.
Esta tecnología no es la panacea. Antes de aplicar a un alimento: la necesidad, los beneficios y repercusiones que implican, teniendo en cuenta el principio de simplicidad y precaución de la aplicación (tipo, forma, momento).