MXPA05008116A - Metodos para preservar productos alimenticios. - Google Patents

Metodos para preservar productos alimenticios.

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MXPA05008116A
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food
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edible
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Evan Joel Turek
Ahmed E Yousef
Grady William Chism
Thomas H Shellhammer
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Kraft Foods Holdings Inc
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Abstract

Un metodo mejorado se proporciona para desactivar microorganismos en productos alimenticios mediante introducir un compuesto fenolico comestible en un producto alimenticio y sujetar el producto alimenticio resultante contenido al compuesto fenolico a condiciones de alta presion. Esta combinacion particular de tratamientos fisicos y quimicos en los productos alimenticios desactiva microorganismos no deseables en un producto alimenticio a un grado significativamente mayor posible que el logrado con cualquiera uno de los tratamientos por si mismos, y el efecto anti-microbiano combinado de estos tipos diferentes de tratamientos es sinergicamente mayor que cualquier efecto aditivo que se pudiera espera de los tratamientos individuales.

Description

MÉTODOS PARA PRESERVAR PRODUCTOS ALIMENTICIOS Campo de la Invención La presente invención se refiere generalmente a la preservación o conservación de alimentos y, de manera mas particular, a métodos para inactivar microorganismos en productos alimenticios . Antecedentes de la Invención La industria de procesamiento de alimentos ha investigado o usado una variedad de métodos para mejorar la estabilidad y salubridad de vida en anaqueles de productos alimenticios. Hacia estos fines, métodos a base de calor y químicos se han planeado para inhibir crecimiento microbiano o para reducir el nivel de estos en productos alimenticios. Aplicación directa o indirecta de calor al alimento es un método comúnmente usado para pasteurizar productos alimenticios. Sin embargo, tal calor puede dañar la matriz alimenticia, resultando en cambios de sabor y/o textura no deseables. Descomposición nutrimental también puede ocurrir. Una alternativa a los tratamientos con calor es el uso de ingredientes que tienen propiedades anti-microbianas . Compuestos tales como sorbato de potasio, propionatos, o benzoatos frecuentemente se añaden a alimentos para proteger contra deterioro microbiano. Sin embargo, estos compuestos solamente son útiles contra ciertas clases de microorganismos, y en algunos casos, pueden afectar de manera adversa al sabor de los productos . Alimentos también se pueden proteger de acción microbiana por una clase de proteínas conocidas como bacteriocinas (v.gr. , nisina, pediocina, y colicina) que generalmente se crean en procesos de fermentación y que tienen propiedades anti-microbianas y/o bacteriostáticas conocidas . La actividad anti-microbiana posible de conservadores (preservadores) alimenticios tales como sorbato de potasio y aditivos alimenticios convencionalmente clasificados como antioxidantes fenólicos (v.gr., butilhidroquinona terciaria (TBHQ) ) ha sido investigado contra Listeria monocytogenes en un sistema de leche modelo (Payne y colaboradores, "The Antimicrobial Activity of Phenolic Compounds Against Listeria Monocytogenes and Their Effectiveness in a Model Milk System" , J . Food Protection, 52, 151-153 (1989)). Propil parabeno fue el único inhibidor consistentemente activo observado a través de las pruebas reportadas . La solicitud de patente canadiense 2,058,445 publicada sugiere un efecto sinérgico de lantibióticos (v.gr., nisina) en combinación con un agente seleccionado contra bacterias gramo-positivas tales como Listeria monocytogenes . El agente seleccionado se identifica como aminoácidos, ácidos mono- y di-carboxíli-cos alifáticos, anti-microbianos de antioxidantes fenólicos, ácido benzoico incluyendo sales y esteres del mismo, o gomas alimenticias . Aunque un número considerable de candidatos de antioxidantes fenólicos posibles (v.gr., esteres alifáticos 1-7C de ácido para-hidroxi benzoico, BHT, BHA, y TBHQ) se identificaron, metil parabeno fue el único antioxidante fenólico ilustrado en combinación con nisina. Comercialmente, es deseable reducir la cantidad de nisina necesaria para efectuar la inhibición microbiana, pues el nivel máximo al cual nisina se puede introducir en materiales alimenticios está sujeto a regulación gubernamental. Por ejemplo, la adición de nisina en materiales alimenticios terminados está actualmente limitada a 250 ppm en los Estados Unidos (ver, 21 C. F. R. § 184.1538) . Procesamiento a alta presión (HPP) se ha investigado como un método para preservación de alimentos . En tal procesa-miento, presión hidrostática elevada sin tratamiento típico se aplica a un producto alimenticio para reducir su carga microbiana. Por ejemplo, la patente US 6,635,223 divulga métodos para desactivar microorganismos en productos (v.gr., alimentos, cosméticos, y farmacéuticos) empacados en un recipiente flexible usando procesamiento a alta presión. Condiciones de presión hidrostático suficientemente elevada se piensan para desestabilizar permanentemente membranas de célula citoplásmicas de microorganismos nacidos en alimentos, con ello reduciendo su capacidad de supervivencia y actividad sin ocasionar daño a la matriz alimenticia. Como una tecnología "no térmica", HPP ofrece la ventaja de no ocasionar cambios relacionados con calor a la calidad del alimento. Sin embargo, los tratamientos a alta presión no son ampliamente usados debido a los costos de equipo y operación elevados asociados con lograr presiones muy altas requeridas para efectuar tal desestabilización celular. Mas aun, el tratamiento a alta presión no siempre puede lograr, en tiempos o presiones de procesamiento comercialmente viables, el nivel deseado de desactivación microbiana debido a un efecto "residual" . Inicialmente ante la aplicación de alta presión a un alimento teniendo una carga microbiana relativamente alta, la carga microbiana se reduce significativamente, frecuentemente por un factor de reducción de mas de 106, dentro de varios minutos. Después de la reducción sustancial inicial, la efectividad de HPP disminuye y tiempos de tratamiento considera-blemente mayores se necesitan para efectuar destrucción microbiana continua (es decir, el efecto residual) . Por ejemplo, residuales se han observado en el tratamiento de Listeria monocytogenes en salchichas tipo Frankfurt empacadas al vacío por aplicación de procesamiento a alta presión (Lucore y colaborado-res, "Inactivation of Listeria monocytogenes Scott A on Artificially-Contaminated Frankfurters by High-Pressure Processing", J. Food Prot . , 63, 662-664 (2000)). Este comportamiento residual se ha demostrado también en medios microbianos (Tay y colaboradores, "Pressure Death and Tailing Behavior of Listeria Monocytogenes Strains Having Different Barotolerances" , J. Food.
Prot . , 66, 2057-2061 (2003)). Idealmente, sería por lo tanto deseable mejorar la efectividad y grado de desactivación microbiana de un tratamiento a alta presión de corta duración, mientras se emplean presiones comercialmente prácticas. Alta presión en combinación con la bacteriocina lacticina 3137 se ha investigado como una técnica posible para mejorar la seguridad alimenticia a niveles de presión hidrostática menores (Morgan y colaboradores, "Combination of hydrostatic pressure and lacticin 3147 causes increased killing of Staphylo-coccus and Listeria" , J. Appl . Microbio . , 88, 414-420 (2000)). Investigaciones previas discutidas en la presente se refieren al uso de alta presión en combinación con bacteriocinas tales como nisina y pediocina para inhibición de microorganismos nacidos en alimentos . Investigadores han reportado que la resistencia de Listeria monocytogenes a tratamiento a alta presión hidrostática se reduce cuando las células microbianas se han sensibilizado con hidroxianisola butilada (BHA) al tiempo de tratamiento de presión (Mackey y colaboradores, "Factors Affecting the Resistance of Listeria monocytogenes to High Hydrostatic Pressure" , Food Biotechn . , 9, 1-11 (1995)). Hidroxi tolueno butilado (BHT) no fue efectivo. Así, parece que este efecto de sensibilizar no fue una característica general de tales antioxidantes . Existe una necesidad para enfoques mas eficientes para desactivar microorganismos y/o inhibir actividad microbiana que mejoran la estabilidad y calidad en vida en anaqueles de alimentos sin dañar la matriz alimenticia y/o contenido nutrimental, y facilitar cumplimiento con cualquier límite de regulación aplicable en niveles de carga de aditivos. La presente invención cumple estas, así como otras necesidades y objetivos, como será aparente a partir de la siguiente descripción de la presente invención . Compendio de la Invención La presente invención se relaciona de manera general con métodos para desactivar microorganismos y/o inhibir crecimiento microbiano en productos alimenticios que combina la introducción de un compuesto fenólico comestible (de preferencia una hidroquinona comestible) en productos alimenticios y aplicar procesamiento a alta presión a los productos alimenticios conteniendo hidroquinona comestible . Esta combinación de tratamientos químicos y físicos en los productos alimenticios desactiva microorganismos no deseables en productos alimenticios a un mayor grado posible que el logrado con cualquier tratamiento por si mismo. Mas aun, la reducción microbiana obtenida con este tratamiento combinado es sinérgica-mente mayor que los efectos sumados esperados de tratamientos individuales . En una forma de realización adicional, el tratamiento químico del material alimenticio, además del compuesto fenólico comestible, también incluye la introducción de un lantibiótico (v.gr., nisina, lacticina, lactocina S, y similares). La combinación de procesamiento a alta presión y tal un tratamiento multi-químico (es decir, compuesto fenólico y lantibiótico) se ha observado experimentalmente para proporcionar una desactivación aun mayor de algunos microorganismos en un ambiente de producto alimenticio que lograda con los tratamientos individuales o procesamiento a alta presión con solamente uno de los aditivos. Este efecto sinérgico permite el uso de menores presiones y menores concentraciones de conservadores (preservado-res) químicos mientras que aun logra reducción microbiana robusta. Esta invención permite un tratamiento mas eficiente y económico que lo disponible anteriormente. Los métodos de esta invención son generalmente aplicables como un tratamiento anti-microbiano para productos alimenticios. En una forma de realización, los métodos de esta invención se usan para pre-tratar alimentos listos para comer (v.gr., productos de carne listos para comer) para reducir microorganismos en el producto alimenticio e incrementar la estabilidad en anaqueles y calidad de alimento del producto. Productos de carne listos para comer adecuados que pueden tratarse por los métodos de esta invención incluyen, por ejemplo, productos de carne procesados tales como embutidos, salchichas, carnes para botana, y similares. Para propósitos de la presente, el término "desactiva-ción" , y sus variantes, se refiere de manera general a efectos bactericidas inducidos sobre microorganismos presentes en el producto alimenticio que reducen la carga microbiana. Microorganismos desactivados generalmente no son viables. Se apreciará que los efectos anti-microbianos de métodos de esta invención pueden incluir adicionalmente efectos bacteriostáticos sobre microorganismos viables (es decir, inhibición de crecimiento microbiano) . El término "reducción logarítmica" se refiere a una disminución en log10 de unidades formadoras de colonias (CFUs) por mililitro o gramo, como sea apropiado, en un cultivo, medio, o producto alimenticio . Breve Descripción de la Figura La figura 1 proporciona un diagrama de flujo ilustrando el proceso general de la presente invención. Descripción Detallada La presente invención se basa en el descubrimiento de que combinaciones de procesamiento a alta presión (HPP) y compuestos fenólicos comestibles (de preferencia hidroquinonas) pueden reducir significativamente, y frecuentemente eliminar por completo (es decir, por debajo de niveles de detección) , la presencia de microorganismos viables en productos alimenticios. En una forma de realización preferida de esta invención, un método se proporciona para desactivar microorganismos en un producto alimenticio listo para comer por medio de sujetar al producto alimenticio a procesamiento a alta presión en combina-ción con tratamiento con un compuesto fenólico comestible. El efecto anti-microbiano puede además incrementarse por medio de incluir adicionalmente un lantibiótico con el compuesto fenólico comestible . Alimentos tratados con procesamiento a alta presión generalmente se perciben como mas frescos y sostienen menos daño, especialmente con respecto a la matriz alimenticia, según se compara con alimentos tratados con calor similares. Sin embargo, como se muestra en la presente, HPP por si solo tiene habilidad limitada para desactivar o reducir cargas elevadas de ciertos microorganismos (v.gr., Listeria monocytogenes) a partir de alimentos listos para comer (especialmente productos de carne listos para comer) . De manera similar, compuestos fenólicos, incluyendo hidroquinona, y compuestos lantibióticos, cuando se usan individualmente o en combinación, no reducen significativamente microflora incluyendo Listeria monocytogenes en tales productos alimenticios. En contraste, procesos de tratamiento físico/químico combinados, de acuerdo con esta invención, se han observado reduciendo significativamente, y en ciertos casos erradicando totalmente (es decir, reduciendo por debajo de límites de detección) , cargas elevadas (v.gr. , 10s CFU/g) de Listeria monocytogenes en tales productos alimenticios. Generalmente, el límite de detección para Listeria monocytogenes para métodos actuales es alrededor de 0.05 CFU/g o inferior. Mas aun, la presente invención puede también emplear presiones menores aplicadas por tiempos mas cortos, y/o niveles de aditivos químicos menores, mientras que aun mantiene suficiente desactivación microbiana debido al efecto sinérgico de los tratamiento combinados, con ello reduciendo los costos de operación (especialmente relacionados con el equipo de procesamiento a alta presión requerido) y haciéndolo mas fácil para cumplir con regulaciones actuales y futuras aplicables a niveles permisibles para los aditivos químicos específicos. Los productos alimenticios que pueden tratarse de manera efectiva y de manera benéfica por los métodos de la presente invención no están particularmente limitados. Tales productos alimenticios engloban aquellos pretendidos para consumo humano así como productos alimenticios animales . Tales productos alimenticios incluyen, por ejemplo, sustratos comestibles tales como carnes y productos de carne . Tales carnes y productos de carne incluyen, por ejemplo, jamón, carne de res, salami, pollo, pavo, incluyendo partes enteras o productos de carne procesados hechos de las mismas. Los productos de carne también pueden incluir embutidos, salchichas, carnes de botana, y así sucesiva-mente. Otros productos alimenticios que se pueden tratar por el proceso de esta invención incluyen: productos lácteos, tales como queso, leche, crema, yogurt, y similares; mayonesa, aderezos, y similares; aceites comestibles; pescado y productos de pescado; productos de huevo; bebidas; alimentos para animales; frutas y productos de fruta procesados; vegetales y vegetales procesados; individualmente y en combinaciones de los mismos. Esta invención, sin embargo, es especialmente útil para el tratamiento de carne y productos de carne. Mas específicamente, el método de desactivación microbiana de la presente invención es especialmente útil según se aplica a productos de carne listos para comer tales como productos de carne procesada (v.gr., embutidos, salchichas, carnes para botana, y similares) . Ejemplos no limitantes de compuestos fenólicos incluyen ter-butilhidroquinona (3-t-butil-l, 4-dihidroxi benceno; TBHQ) , hidroxitolueno butilado (BHT) , hidroxianisola butilada (BHA) , carvacrol (2-metil-5- (1-metiletil) fenol) , galato de propilo, catequina (2R- (3 , 4-dihidrofenil-3 , 4-dihidro-2H-l-benzopiran-2S, 5, 7-triol) ) , hidroquinona, isoeugenlo, metil parabeno, fenol, 2 , 4 , 5-trihidroxibutirofenona, timol, y extracto de romero. Compuestos fenólicos preferidos incluyen ter-butilhidroquinona, hidroxitolueno butilado, carvacrol y extracto de romero. En una forma de realización preferida, el compuesto fenólico comestible se selecciona a partir de compuestos de hidroquinona no sustituidos y sustituidos que tienen un efecto de desactivación en uno o mas tipos de microorganismos en un ambiente alimenticio. Un compuesto de hidroquinona es un compuesto de dihidroxi benceno . En una forma de realización, los compuestos de hidroquinona son compuestos de hidroquinona sustituidos con alquilo . El sustituyente de alquilo puede ser ramificado o lineal . En una forma de realización particular, el sustituyente alquilo es un sustituyen-te de alquilo inferior, tal como un grupo alquilo 1-6C. El compuesto de fenol mas preferido para uso en la presente invención es ter-butilhidroquinona. El compuesto fenólico comestible se introduce dentro del material alimenticio en una cantidad suficiente para inducir desactivación significativa de cualquier microorganismo presente cuando se usa en conjunto con procesamiento a alta presión. De preferencia, el compuesto fenólico comestible se mezcla con el producto alimenticio previo al tratamiento de HPP. La cantidad efectiva, incluyendo la cantidad mínima efectiva, de compuesto fenólico comestible necesaria para lograr este resultado puede determinarse empíricamente para un nivel de presión y periodo de tiempo de exposición a presión dados . La cantidad del compuesto fenólico comestible requerido para lograr desactivación microbia-na efectiva en el producto alimenticio se reduce significativamente en la presente invención con relación a las cantidades requeridas en ausencia de cualquier tratamiento con presión. En una forma de realización adicional, para un conjunto dado de condiciones de procesamiento a alta presión, se ha encontrado que el nivel de ciertos microorganismos viables, tales como Listeria monocytogenes, en un producto alimenticio se pueden reducir por debajo de su limite de detección a una concentración incrementada, pero comercialmente viable y aceptable, de compuesto fenólico en el alimento tratado. Esto es un descubrimiento benéfico pues puede proporcionar una solución al menos parcial al comportamien-to residual en ciertos microorganismos. Generalmente, el compuesto fenólico se añade en alrededor de 100 a alrededor de 300 ppm, mas particularmente alrededor de 100 a alrededor de 200 ppm; por supuesto, la cantidad efectiva puede variar dependiendo de otros parámetros (v.gr., condiciones de procesamiento a alta presión específicas, presencia y cantidades de adjuntos lantibió-ticos, nivel deseado de reducción microbiana, y similares) . El efecto sinérgico en la desactivación de microorganismos logrado mediante combinar el tratamiento de compuesto fenólico con alta presión es altamente benéfico. Entre otras ventajas, hace mas fácil cumplir con cualquier mandato regulador en niveles máximos de este tipo de aditivos alimenticios pues la cantidad de introducción de compuesto fenólico se puede reducir. En un refinamiento opcional, un lantibiótico se puede usar en conjunto con el compuesto fenólico comestible (y especialmente con hidroquinona) para intensificar el tratamiento anti-microbiano del producto alimenticio y proporcionar efectos de desactivación microbiana significativamente mejores. Los lantibióticos se refieren a un grupo de bacteriocinas conteniendo el aminoácido lantionina. Lantibióticos incluyen bacteriocinas de péptido sintetizado ribosomalmente conteniendo de 19 a 34 aminoácidos producidos por varios microorganismos incluyendo las especies hactococcus, las especies Bacillus y las especies Streptomyces . Materiales lantibióticos útiles incluyen, por ejemplo, nisina, subtilina, pep 5, epidermina, galidermina, cinamicina, duramicina, ancovenina, y similares, así como sus combinaciones . Un lantibiótico preferido para uso en la presente invención es nisina. Nisina es un polipéptido anti-microbiano producido por ciertas cepas de hactococcus lactis . Nisina se puede fabricar a través de fermentación de cultivo puro de estas bacterias con purificación y secado subsecuentes. Para propósitos de la presente, el término "nisina" generalmente incluye, sin limitación al mismo, las moléculas de nisina naturales nisina A y nisina Z. ?isina es mas soluble en sustratos ácidos y se vuelve progresivamente menos soluble conforme el pH aumenta. Preparaciones comerciales de nisina pueden contener sólidos residuales de la fermentación que son insolubles y pueden producir suspensiones acuosas, nebulosas, pero esto no tiene efecto perjudicial en la eficacia de la nisina; los sólidos, si se desea, se pueden remover. Nisina de otras fuentes se puede usar. ?isina, u otros lantibióticos, se introducen dentro del material alimenticio generalmente en un nivel de 0 a alrededor de 10,000 unidades internacionales/g (Ul/g) . De preferencia, un lantibiótico (de preferencia nisina) se incluye en el método de tratamiento presente en un nivel de alrededor de 50 a alrededor de 250 Ul/g, mas preferentemente de alrededor de 100 a alrededor de 200 Ul/g. Como se usa en conjunto con tratamiento a alta presión en un producto alimenticio y el compuesto fenólico comestible, el nivel de carga de compuesto fenólico para lograr desactivación microbiana efectiva en el producto alimenticio es significativamente reducido en presencia de lantibiótico con relación al uso de compuesto fenólico solo para el tratamiento químico del producto alimenticio. Similarmente, el nivel de carga de lantibiótico útil para mejorar la desactivación microbiana se reduce significativamente con relación al uso del lantibiótico solo para el tratamiento químico de producto alimenticio. Esto es deseable pues hace mas fácil también cumplir con cualquier mandato regulador en niveles máximos de este tipo de aditivo alimenticio. La introducción del compuesto fenólico comestible, y opcionalmente el lantibiótico, puede lograrse en cualquier manera conveniente que disperse o distribuya sustancialmente y uniformemente el químico (s) sobre la superficie y/o a través del producto alimenticio. En algunos productos alimenticios (v.gr., alimentos no procesados) , tratamiento químico de las superficies alimenticias expuestas puede ser el enfoque primario; para muchos alimentos procesados, se enfoca sobre el control de actividad microbiana a través del volumen y superficies de los productos alimenticios. Los presentes métodos permiten para tratamientos superficiales y de volumen, ya sea solos o en combinación. Los agentes de tratamiento químico (v.gr. , compuesto fenólico o hidroquinona sola o en combinación con un lantibiótico) pueden introducirse durante la fabricación del producto alimenticio. Por ejemplo, el compuesto fenólico comestible puede introducirse en leche antes de la fabricación de producto de queso, o puede mezclarse con lechada de carne antes de que sea extrudida en una forma deseada. Alternativamente, el material alimenticio puede formularse y después los agentes de tratamiento químico pueden añadirse y después el material alimenticio configurarse a la forma deseada. Alternativamente, el material alimenticio se puede formular y formarse hacia la forma deseada, seguido por tratamiento superficial con un polvo o solución conteniendo los agentes de tratamiento químico en una manera efectiva para revestir la superficie y/u obtener penetración de los químicos hacia el material alimenticio. Por ejemplo, el material alimenticio puede suspenderse o remojarse en una solución conteniendo los agentes de tratamiento químico, o la solución se puede rociar sobre la superficie del material alimenticio. Combinaciones de estos métodos de aplicación también se pueden usar. Por ejemplo, los agentes de tratamiento químico se pueden incorporar hacia los productos alimenticios a granel cuando se forman hacia la figura deseada, seguido por un tratamiento superficial adicional con los agentes de tratamiento químico (que pueden contener los mismos o diferentes agentes de tratamiento químico a los mismos o diferentes niveles como el tratamiento a granel) . Alta presión se aplica a sustratos alimenticios pretratados con el compuesto fenólico comestible por un procesador o dispositivo de alimentos hídrostático proporcionando funciona-lidad comparable. Procesamiento a alta presión para alimentos tratados, de acuerdo con esta invención, generalmente puede involucrar colocar el alimento tratado químicamente, de preferencia en forma empacada, dentro de un recipiente a presión que contiene un fluido transmisor de presión. El recipiente se cierra, y presión hidrostática dentro del recipiente se incrementa a un nivel deseado, tal como por bombeo del medio transmisor hacia el recipiente por medio de un intensificador de presión externo. La presión se mantiene por un periodo de tiempo predeterminado, y después la presión se libera con lo cual el alimento empacado procesado se puede remover del sistema de procesamiento a alta presión. De preferencia, el alimento tratado químicamente se empaca en un recipiente flexible capaz de sellarse, tal como un saquillo o bolsa de película flexible, para procesamiento a alta presión. Procesadores de alimento hidrostáticos convencionales pueden usarse en la práctica de la presente invención. Un ejemplo es un procesador de alimentos hidrostático (Quintus QFP-6 de ABB Autoclave Systems, Inc., Columbus, Ohio, Estados Unidos) conteniendo una mezcla de agua/propileno glicol (Houghto-Safe 620-TY- Houghton International, Inc., Valley Forge, Pennsylvania, Estados Unidos) (1:1, vol/vol) como el fluido transmisor de presión. La presión aplicada a un producto alimenticio mediante procesamiento a alta presión varía de alrededor de 300 a alrededor de 900 MPa, mas típicamente alrededor de 400 a alrededor de 700 MPa. La temperatura durante el proceso de tratamiento no es crítica. Generalmente, sin embargo, el tratamiento a presión se conduce a menos de alrededor de 80 °C, de preferencia alrededor de 5 a alrededor de 80 °C, y mas preferentemente de alrededor de 20 a alrededor de 50 °C. Si se desea, varias porciones del proceso se pueden conducir a diferentes temperaturas. De preferencia, el producto alimenticio no se expone a altas temperaturas (es decir, mayor que alrededor de 50 °C) por cualquier periodo de tiempo significativo (es decir, mayor que alrededor de 5 minutos) durante o después del proceso presente; mas preferentemente, no existe esencialmente exposición a tal alta temperatura durante o después del presente proceso. Por supuesto, los productos alimenticios como tales, por ejemplo, carne o productos de carne, pueden exponerse a temperaturas suficientemente elevadas para cocer o pre-cocer al producto antes del paso de tratamiento a presión. Los tiempos de procesamiento a alta presión, tal como se conduce en las condiciones de presión y temperatura anteriormente descritas, generalmente varían de alrededor de 1 a alrededor de 20 minutos, mas típicamente alrededor de 3 a alrededor de 10 minutos. En general, aunque no es necesariamente en todas las situaciones, el tiempo de procesamiento puede reducirse con presión aplicada incrementada, y puede necesitar incrementarse con presión aplicada disminuyendo, para mantener un nivel deseado de desactivación microbiana. La magnitud y/o duración de aplicación de presión necesaria para inducir reducción significativa en cargas microbianas con métodos de la presente invención se reducen según se compara con procesos descansando en tratamiento a alta presión solo. Típicamente, tales tratamientos a presión convencionales (es decir, sin agentes de tratamiento químico añadidos) requieren presiones en el rango de alrededor de 300 a alrededor de 900 MPa por alrededor de 5 a alrededor de 60 minutos para proporcionar desactivación significativa de microorganismos; aun en estos casos, residuales pueden no eliminarse. Así, la presente invención permite el uso de presiones menores por periodos de tiempo mas cortos y permite reducción de costos asociados con el equipo de presión y su operación así como reducir los problemas de seguridad generalmente asociados con usar mayores presiones en una configuración de manufactura. Esta invención permite que un sustrato de alimento exigido o inoculado con altos niveles (v.gr. , alrededor de 10s CFU/g o mas) de poblaciones de histeria monocytogenes a tratarse para lograr mas de una reducción 5-log en poblaciones de patógenos, y de preferencia mas de una reducción 6-log. Así, el proceso de esta invención es altamente efectivo y puede reducir la población de patógenos, si el producto alimenticio se volviera contaminado con histeria, por debajo de límites de detección. Por supuesto, esfuerzos deben hacerse para evitar cualquier contaminación con histeria en productos alimenticios; así, en la operación comercial, la presente invención de preferencia se usa para reducir significativamente el riesgo de contaminación con histeria o microbiológica otra. La presente invención debe usarse con buenas prácticas de fabricación en la instalación de producción de alimentos para evitar contaminación en principio tal que proporcione protección de respaldo o adicional . Como se dará cuenta un técnico en la materia, una línea de procesamiento de alimentos que se sabe que está contaminada con histeria (aun a niveles bajos) deberá detenerse y la fuente de contaminación localizarse y eliminarse. Así, en una línea de procesamiento de alimentos, el nivel de, por ejemplo, histeria antes de tratamiento a alta presión será muy bajo y después del tratamiento a alta presión será por debajo de niveles de detección. El uso de la presente invención dentro de tal una línea de procesamiento de alimentos proporciona protección adicional y significativa contra contaminación desconocida para proporcionar mayores niveles de protección para el consumidor final sin afectar de manera adversa las propiedades organolépticas y a costos mas razonables que lo que previamente ha sido posible . En otra forma de realización, un sustrato de alimento procesado de acuerdo con métodos de esta invención tiene niveles no detectables de histeria (aun si contaminación ha ocurrido) . Para propósitos de esta invención, la presencia (o ausencia) de histeria se detecta mediante una técnica de enriquecimiento/chapeado caliente donde alrededor de 30 mL de caldo de triptosa se añaden, después del procesamiento a alta presión, a un empaque conteniendo el producto alimenticio tratado. La mezcla se incuba a 37 °C por 48 horas, seguido por el enriquecimiento (mezcla) siendo marcado en agar Oxford o agar PALCAM, y observar la placa marcada para la presencia/ausencia de Listeria . Como se nota anteriormente, una carga elevada de histeria monocytogenes (v.gr. , alrededor de 106 a alrededor de 108 CFU/g de producto alimenticio inoculado) puede reducirse en un producto alimenticio debajo del límite de detección como se detecta mediante el enfoque de enriquecimiento/chapeado caliente anteriormente indicado, donde el producto alimenticio tratado se procesa a presiones modestas (v.gr. , alrededor de 500 a alrededor de 700 MPa), periodos de tratamiento relativamente cortos (v.gr., alrededor de 3 a alrededor de 10 minutos), y temperaturas bajas (v.gr., alrededor de 20 a alrededor de 50°C) . Efectos residuales también pueden reducirse o eliminarse por métodos de la presente invención. La presencia o ausencia de otros microorganismos se puede detectar usando técnicas similares modificadas para el microorganismo específico bajo consideración. Después o antes del tratamiento con el proceso de esta invención, el producto alimenticio puede empacarse usando cualquier método adecuado para el tipo particular de producto alimenticio. De preferencia y se muestra en la figura 1, el producto alimenticio se empaca antes del tratamiento a alta presión. Generalmente, los productos alimenticios tratados por este método y empacados apropiadamente tienen vidas en anaqueles de al menos alrededor de 2 meses, de preferencia alrededor de 3 meses, bajo condiciones de refrigeración. Usando la presente invención, la vida en anaqueles actual puede dictarse por razones otras que la estabilidad microbiológica. La figura 1 ilustra el método general de esta invención donde un producto alimenticio se trata con una hidroquinona comestible y, opcionalmente, un lantibiótico. El producto alimenticio tratado químicamente se sujeta a alta presión. De preferencia, el producto alimenticio se empaca en un recipiente apropiado usando técnicas de empacado apropiadas para el mercado de menudeo previo al tratamiento a alta presión. Los métodos de la presente invención son efectivos contra una amplia variedad de microorganismos, incluyendo, por ejemplo, especies de histeria, Clostridium, Bacillus , hactobaci -llus, Streptococcus , Staphylococcus, Pediococcus , y Micrococcus , individualmente o en combinaciones . Los ejemplos que siguen pretenden ilustrar, y no limitar, la invención. Todos los porcentajes usados en la presente son por peso, a menos que se indique de otra manera. Todas las referencias citadas en la presente se incorporan por referencia en su totalidad. Ejemplo 1. El tratamiento de embutidos inoculados con diferentes cepas de histeria monocytogenes se investigó usando varias combinaciones de tratamientos físicos (presión hidrostática) y químicos (hidroquinona comestible y/o lantibiótico) . La hidroquinona comestible fue ter-butilhidroquinona (TBHQ) a un nivel de ya sea 0 o 100 ppm. La ter-butilhidroquinona fue un material de grado alimenticio obtenido de Sigma Chemical Co. (St. Louis, Missouri, Estados Unidos). El lantibiótico fue nisina a un nivel de ya sea 0 o 100 Ul/g. La nisina usada fue ya sea nisina pura o una nisina comercial (Nisaplin) , ambas de Aplin & Barrett, Ltd. (Trowbridge, Inglaterra) . La muestra de ?isaplin usada contuvo alrededor de 1 x 106 Ul de nisina/g (equivalente a alrededor de 25 mg de nisina/g) . Las muestras de nisina se prepararon por medio de disolver polvo de nisina en agua destilada, ajustar el pH a 2 con HCl, y esterilizar a 121°C por 10 minutos. Muestras se prepararon y usaron el mismo día para cada experimento . Tres cepas de histeria monocytogenes se usaron en estos estudios de reto, histeria monocytogenes Scott A, OSY-8578, y OSY-328, se obtuvieron del Laboratorio de Seguridad de Alimentos del Departamento de Ciencia y Tecnología de Alimentos de la Universidad Estatal de Ohio (Columbus, Ohio, Estados Unidos) . Todos los experimentos se llevaron a cabo con cultivos en fase estacionaria (crecidos en caldo de triptosa (TB; Difco Laboratories, Detroit, Michigan, Estados Unidos) por 18 horas a 37°C) . El nivel de inoculación fue alrededor de 106 CFU de Listeria por gramo de producto . La presión hidrostática usada fue 600 MPa. Para propósitos de comparación, muestras también se trataron sin presión hídrostática (es decir, bajo presión atmosférica) . Un procesador de alimentos hidrostático (Quintus QFP-6, ABB Autoclave Systems, Inc., Columbus, Ohio, Estados Unidos) se usó con un fluido transmisor de presión conteniendo agua/propileno glicol (1:1 vol/vol; Houghton-Safe 620-TY, Houghton International Inc., Valley Forge, Pensilvania, Estados Unidos). Muestras se mantuvieron en un refrigerador antes de procesar y se colocaron en hielo después del tratamiento. La temperatura durante cada corrida se supervisó usando un termopar y un registro de datos (Campbell Scientific, Inc., Logan, Utah, Estados Unidos). Un diseño factorial completo (es decir, 2x2x2x3 = 24 tratamientos) se usó y el orden de las corridas se hizo aleatorio. Salchicha Viena enlatada (Armour, The Dial Corporation, Scottsdale, Arizona, Estados Unidos) se adquirió de la tienda de abarrotes local. Para cada corrida, una salchicha Viena (pesando alrededor de 16 g) se removió asépticamente del recipiente comercial y se transfirió hacia bolsas de polietileno estériles (Fisher Scientific Co.), y 1 ml de cultivo nocturno (18 h) se inoculó sobre la salchicha, y se le dio masaje a las bolsas a mano para distribuir el cultivo uniformemente en la superficie de la muestra. Un mililitro de cada aditivo, solo o en combinacio-nes, se añadió, y las bolsas se sellaron usando un sellador al vacío (Vacmaster, Kansas City, Missouri, Estados Unidos) . Bolsas de muestra se presurizaron a 600 MPa por 5 minutos a una temperatura de 30-32 °C usando un procesador de alimentos hidrostático (Quintus QFP6) . Muestras no presurizadas se trataron en una manera similar excepto que no se aplicó presión. Después del procesamiento a alta presión, las bolsas se abrieron asépticamente. Caldo de triptosa fresco (30 mL) se añadió dentro de las bolsas, y bolsas re-selladas se incubaron a 37°C por 48 horas para recuperar cualquier población sobreviviente. La presencia o ausencia de sobrevivientes de L . monocytogenes en las muestras se determinó mediante marcar la mezcla incubada en agar Oxford y/o agar PALCAM. Cada corrida de prueba consistió de 5 bolsas probadas a un conjunto dado de variables; el experimento se repitió 4 veces . La Tabla 1 describe las condiciones de tratamiento y resultados promedio con respecto a la desactivación de L . monocytogenes para cada conjunto de condiciones de tratamiento. Las corridas 1-6 son experimentos de control; las corridas 7 y 8 ilustran al método de la presente invención.
Tabla 1. Porcentajes promedio de muestras de salchicha empacadas dando positivo para histeria monocytogenes . Muestras inoculadas (alrededor de 106 CFU de Listeria por g de producto) tratadas por alrededor de 5 minutos bajo varias condiciones. Desviaciones estándar (S. D.) se proporcionan en paréntesis.
Para todas las cepas de histeria probadas, el método de la invención (corridas 7 y 8) proporcionó la mejor protección global. Los efectos de desactivación de histeria obtenidos a partir de combinar el tratamiento de presión hidrostática y tratamiento químico con derivado de hidroquinona comestible (es decir, corrida 7) fueron mayores que los efectos de aditivo en los tratamientos individuales. Mas aun, el uso combinado de hidroquinona y nisina con el tratamiento de presión hidrostática (corrida 8) resultó en un porcentaje aun mayor de desactivación de histeria en las cepas Scott A y OSY-8578. Mas aun, este experimento también demuestra que, cuando se combina con presión, niveles bajos de hidroquinona y nisina (que J cuando se usan solos o aun juntos, esencialmente no tuvieron un valor protector; ver corridas 2-3) pueden usarse efectivamente para desactivar histeria . Ejemplo 2. Condiciones de tratamiento requeridas para eliminación esencialmente total de L. monocytogenes se determinan usando esencialmente los mismos materiales y procedimientos según se usan en el Ejemplo 1 excepto que el nivel de nisina fue 0, 100, o 200 Ul/g; el nivel de hidroquinona fue de 0, 100, 200, o 300 ppm; y cada experimento se repitió 3 veces. Los resultados se muestran en la Tabla 2.
Tabla 2. Porcentajes promedio de muestras de salchicha empacadas que dan positivo para histeria monocytogenes . Muestras inoculadas (alrededor de 10s CFU de Listeria por g de producto) tratadas por alrededor de 5 minutos bajo varias condiciones. Desviaciones estándar (S. D.) se proporcionan en paréntesis.
No se detectó Listeria en el método de la invención (corridas 15-18) . Estos resultados también muestran y confirman los efectos de desactivación de Listeria obtenidos a partir de combinar el tratamiento de presión hidrostática y tratamiento químico mediante hidroquinona comestible que fueron significativamente mayores que los efectos aditivos de los modos de tratamiento individuales. Muestras inventivas empacadas almacenadas a condiciones tanto de ambiente y refrigeradas no muestran ninguna señal de crecimiento microbiano después de un año . Ejemplo 3. Tres cepas de Listeria monocytogenes identificadas en el Ejemplo 1 se hicieron crecer en caldo de triptosa por 18 horas a 37 °C. Cultivos se centrifugaron a 10,000 rpm por 15 minutos a 4°C. Pelotillas de células se re-suspendieron en amortiguador de fosfato (pH 7.0) y la población de células de cada cepa se ajustó a 109 CFU/ml. Ter-butilhidroquinona se añadió a alrededor de 100 ppm (10% vol/vol TBHQ/cultivo) . La preparación de bolsas de muestra y los procedimientos de tratamiento a alta presión fueron los mismos a los indicados en el Ejemplo 1. Presiones probadas fueron 300, 500, y 700 MPa. Muestras de control y tratadas a alta presión se diluyeron en serie en agua de peptona al 0.1% y se esparcieron-chapearon en agar de triptosa. Las placas se incubaron a 37 °C por 48-72 horas y las colonias se contaron. Los parámetros de procesamiento a alta presión para estas corridas y los resultados se enlistan en la Tabla 3.
Tabla 3. Reducción Logarítmica Promedio para cepas de Listeria monocytogenes (carga inicial de alrededor de 109 cfu/ml) en amortiguador de fosfato después de tratamiento a alta presión en presencia de ter-butilhidroquinona.
"Tiempo cero representa llevar el recipiente a 300 MPa, lo cual es seguido por despresurizado»! inmediata; el tiempo de llegada fue de alrededor de 2 minutos 6 segundos . bTiempo cero representa llevar el recipiente a 500 MPa lo cual es seguido por despresurización inmediata; el tiempo de llegada fue de alrededor de 2 minutos 35 segundos. Tiempo cero representa llevar el recipiente a 500 MPa lo cual es seguido por despresurización inmediata; el tiempo de llegada fue de alrededor de 2 minutos 50 segundos. dNo determinado .
Estos resultados indican que la combinación de altas presiones y TBHQ eliminan el fenómeno residual, mientras que la alta presión sola no lo hizo. Reducción mayor que 8 log indica que ninguna colonia se detectó en la placa. El nivel de detección para enumeración fue 10 CFU/ml. La población inicial de OSY-328 promedió alrededor de 8.9 logaritmos; por lo tanto, reducción de mas de 7.9 logaritmos indica por debajo del nivel de detección. Aunque la invención ha sido descrita particularmente con referencia específica a proceso y formas de realización de producto particulares, se apreciará que varias alteraciones, modificaciones y adaptaciones pueden basarse en la presente divulgación, y pretenden estar dentro del espíritu y alcance de la presente invención según se define por las reivindicaciones anexas .

Claims (32)

  1. REIVINDICACIONES 1. Un método para tratar un producto alimenticio para desactivar microorganismos que puedan estar presentes en el producto alimenticio, dicho método comprendiendo tratar al producto alimenticio con una composición comprendiendo un compuesto fenólico comestible y sujetar al producto alimenticio a una presión de al menos alrededor de 300 MPa.
  2. 2. El método de la reivindicación 1, donde el compuesto fenólico comestible es una hidroquinona alquil-sustituida.
  3. 3. El método de la reivindicación 1, donde el compuesto fenólico comestible es ter-butilhidroquinona.
  4. 4. El método de la reivindicación 1, donde la composición además comprende un lantibiótico.
  5. 5. El método de la reivindicación 4, donde el lantibiótico se selecciona a partir del grupo que consiste en nisina, subtilina, pep5, epidermina, galidermina, cinamicina, duramicina, ancovenína, y sus combinaciones.
  6. 6. El método de la reivindicación 4, donde el lantibiótico es nisina.
  7. 7. El método de la reivindicación 1, donde los microorganismos se seleccionan a partir del grupo que consiste en una o mas especies de Listeria, Clostridium, Bacillus, Lactobaci llus, Streptococcus , Staphylococcus, Pediococcus, y Micrococcus .
  8. 8. El método de la reivindicación 7, donde los microorganismos son Listeria monocytogenes .
  9. 9 . El método de la reivindicación 8, donde el producto alimenticio, después del tratamiento, no contiene niveles detectables de los microorganismos.
  10. 10. El método de la reivindicación 1, donde la presión es de alrededor de 400 a alrededor de 900 MPa por alrededor de 1 a alrededor de 20 minutos a una temperatura de alrededor de 5 a alrededor de 80 °C.
  11. 11. El método de la reivindicación 1, donde la presión es de alrededor de 500 a alrededor de 700 MPa por alrededor de 3 a alrededor de 10 minutos a una temperatura de alrededor de 20 a alrededor de 50 °C.
  12. 12. El método de la reivindicación 1, donde el producto alimenticio se selecciona a partir del grupo que consiste en productos de carne, productos lácteos, productos de pescado, aceites comestibles, productos de huevo, y bebidas.
  13. 13. El método de la reivindicación 1, donde el producto alimenticio comprende un producto de carne seleccionado a partir del grupo que consiste en embutidos, salchichas tipo Frankfurt, y carnes para botana.
  14. 14. Un método para tratar un producto alimenticio para desactivar microorganismos que puedan estar presentes en el producto alimenticio, dicho método comprendiendo introducir alrededor de 100 a alrededor de 300 ppm de compuesto fenólico comestible y alrededor de 50 a alrededor de 250 Ul/g de lantibió-tico en el producto alimenticio para proporcionar un producto alimenticio tratado, y aplicar una presión de alrededor de 300 a alrededor de 900 MPa al producto alimenticio tratado por alrededor de 1 a alrededor de 20 minutos a una temperatura de menos de alrededor de 80°C.
  15. 15. El método de la reivindicación 14, donde el compuesto fenólico comestible es una hidroquinona alquil-sustituida.
  16. 16. El método de la reivindicación 15, donde el compuesto fenólico comestible es ter-butilhidroquinona.
  17. 17. El método de la reivindicación 14, donde el compuesto fenólico comestible está de alrededor de 100 a alrededor de 200 ppm y el lantibiótico está de alrededor de 100 a alrededor de 200 Ul/g.
  18. 18. El método de la reivindicación 17, donde el lantibiótico se selecciona a partir del grupo que consiste en nisina, subtilina, pep5, epidermina, galidermina, cinamicina, duramicina, ancovenina, y sus combinaciones.
  19. 19. El método de la reivindicación 17, donde el compuesto fenólico comestible es t-butilhidroquinona y el lantibiótico es nisina.
  20. 20. El método de la reivindicación 14, donde los microorganismos se seleccionan a partir del grupo que consiste en una o mas especies de Listeria, Clostridium, Bacillus, hactobaci -llus, Streptococcus, Staphylococcus , Pediococcus , y Micrococcus .
  21. 21. El método de la reivindicación 20, donde los microorganismos son histeria monocytogenes .
  22. 22. El método de la reivindicación 21, donde el producto alimenticio, después del tratamiento, no contiene niveles detectables de los microorganismos.
  23. 23. El método de la reivindicación 14, donde la presión es de alrededor de 500 a alrededor de 700 MPa y se aplica por alrededor de 3 a alrededor de 10 minutos a una temperatura de menos de alrededor de 50°C.
  24. 24. El método de la reivindicación 14, donde el producto alimenticio se selecciona a partir del grupo que consiste en productos de carne, productos lácteos, productos de pescado, aceites comestibles, productos de huevo, y bebidas.
  25. 25. El método de la reivindicación 17, donde el producto alimenticio comprende un producto de carne seleccionado a partir del grupo que consiste en embutidos, salchichas tipo Frankfurt, y carnes para botana.
  26. 26. El método de la reivindicación 14, comprendiendo además empacar al producto alimenticio.
  27. 27. El método de la reivindicación 14, comprendiendo además empacar al producto alimenticio previo a la aplicación de la presión.
  28. 28. Un producto alimenticio teniendo una vida en anaqueles de al menos alrededor de 2 meses bajo condiciones de refrigeración, donde dicho producto se prepara por un método que comprende (1) tratar al producto alimenticio con una composición comprendiendo alrededor de 100 a alrededor de 300 ppm de un compuesto fenólico comestible y alrededor de 50 a alrededor de 250 Ul/g de un lantibiótico, (2) empacar el producto alimenticio tratado, y (3) sujetar al producto alimenticio tratado y empacado a una presión de alrededor de 300 a alrededor de 900 MPa por alrededor de 1 a alrededor de 20 minutos a una temperatura de menos de alrededor de 80 °C.
  29. 29. El producto alimenticio de la reivindicación 28, donde el producto alimenticio se selecciona a partir del grupo que consiste en productos de carne, producto lácteos, productos de pescado, aceites comestibles, productos de huevo, y bebidas.
  30. 30. El producto alimenticio de la reivindicación 28, donde el producto alimenticio comprende un producto de carne seleccionado a partir del grupo consistiendo en embutidos, salchichas tipo Frankfurt, y carnes para botana.
  31. 31. El producto alimenticio de la reivindicación 30, donde el compuesto fenólico comestible es ter-butilhidroquinona de alrededor de 100 a alrededor de 200 ppm y el lantibiótico es nisina de alrededor de 100 a alrededor de 200 Ul/g.
  32. 32. El producto alimenticio de la reivindicación 31, donde la presión es alrededor de 500 a alrededor de 700 MPa y se aplica por alrededor de 3 a alrededor de 10 minutos a una temperatura de menos de alrededor de 50 °C.
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