En la búsqueda de nuevas formas de extender la vida útil y mejorar la seguridad alimentaria, mientras se cumple tanto con la legislación como con las demandas de los consumidores, se han trabajado diversos métodos alternativos y naturales de conservación, tales como los cultivos de bioprotección.

La bioprotección busca mejorar la seguridad alimentaria así comomextender la vida útil de los productos. De acuerdo con la Asociación Europea de Alimentos y Cultivos Alimentarios (EFFCA), el término “cultivos bioprotectores” se aplica a los cultivos alimentarios microbianos que, exhibiendo una actividad metabólica, contribuyen a inhibir o controlar el crecimiento de microorganismos indeseables en alimentos, como, por ejemplo, bacterias patógenas, hongos toxigénicos y/o levaduras.

Las bacterias acido lácticas pueden ejercer un efecto bioprotector o inhibidor contra otros microorganismos como resultado de la competencia por nutrientes y/o a la producción de metabolitos antimicrobianos, incluyendo ácidos orgánicos y bacteriocinas. Las bacterias acido lácticas están en la lista GRAS (generalmente reconocidas como seguras), debido a su asociación típica con la fermentación de los alimentos y su larga tradición como bacterias de grado alimentario. Además, los péptidos antimicrobianos producidos por estas bacterias pueden ser descompuestos fácilmente por las proteasas digestivas, por lo que su ingesta no produce ninguna afectación sobre quien ingiere productos con bacterias de bioprotección.

La elección de la bacteria de bioprotección está determinada por el tipo de flora presente en el alimento, su nivel inicial, la afinidad que la bacteria tenga por el tipo de matriz alimentaria, la tasa de crecimiento relativa de las especies que compiten a diferentes temperaturas y la presencia de metabolitos antimicrobianos. Generalmente por su mecanismo de acción deben adicionarse en las etapas más tempranas de elaboración para controlar las cargas de microorganismos desde el inicio.

La utilización de cultivos de bioprotección trae importantes beneficios para las empresas procesadoras de alimentos como:

  • Seguridad Alimentaria: por el control de bacterias patógenas.
  • Protección de la marca: las marcas que han sido asociadas a problemas de retiro de productos en mal estado pueden pasar un mal trago, y en algunos casos incluso han llevado a sus empresas a la quiebra. Mantenerse como una marca confiable para el consumidor es un imperativo.
  • Reducción de costos: los costos se van agregando a lo largo de la cadena de abastecimiento, los cultivos de bioprotección ayudan a reducir costos al bajar el inventario mediante una producción más rápida y reducir desperdicios.
  • Sustentabilidad: desperdiciar comida es una preocupación creciente para el público y un problema ético en un mundo donde la escasez de alimentos existe. Agregar cultivos de bioprotección como una barrera adicional dentro de un programa de seguridad alimentaria tiene también sentido para la sociedad.
  • Etiquetado: los cultivosmicrobianos son considerados ingredientes y entran dentro de la clasificación GRAS. El uso de cultivos de bioprotección permite conservar una etiqueta limpia. Una etiqueta limpia y “sin conservantes” puede usarse como una ventaja diferencial frente a los productos de la competencia.

Existen diversas aplicaciones en donde la bioprotección se ha usado con éxito y con ventajas importantes sobre métodos tradicionales de preservación:

1.Quesos: el deterioro de quesos duros y semi-duros puede ser causado por el crecimiento de bacterias Gram positivas formadoras de esporas anaeróbicas tales como Clostridium butryricum, Clostridium tyrobutyricum y Clostridium sporogenes. El desarrollo del Clostridium resulta en una producción de gas y ácido butírico, responsables de una completa pérdida de caracterización de la textura y sabor de los quesos. Una alternativa utilizada hace muchos años en la industria es el uso de nitrato de potasio como forma de evitar el crecimiento del Clostridium, no obstante, el uso del nitrato es cuestionado por la posible producción de nitrosaminas y por la imposibilidad de aprovechar luego el suero de quesería ya que conservante no debería estar presente. La adición de cultivos de bioprotección como el Lactococcus lactis subsp. lactis a la leche es muy efectiva pues su sistema metabólico produce nisina durante el proceso de elaboración de los quesos. La nisina es una bacteriocina conocida que inhibe bacterias del grupo Gram positivas formadoras de esporas anaeróbicas. Algunos estudios muestran también su eficacia en bacterias del grupo Brevibacterium linens, controlando el desarrollo de manchas amarillentas en la superficie del queso. La nisina no puede ser agregada directamente a la leche porque inhibirá rápidamente cualquier cultivo de maduración de los quesos, sin embargo al producirse como metabolito del bioprotector se genera paulatinamente y no inhibe el cultivo. La nisina ha sido aprobada como aditivo alimentario en más de 50 países -incluidos la UE y los EE.UU.- donde cuenta con el status de GRAS para su uso en alimentos.

2.Lácteos frescos. En la actualidad, el principal desafío para los productores de lácteos frescos es la contaminación por hongos y levaduras que están presentes en forma natural en el ambiente y pueden producir deterioro, especialmente en aquellos productos expuestos a una interrupción en la cadena de frío desde la planta elaboradora hasta llegar al consumidor. Algunas bacterias ácido lácticas han mostrado ser efectivos en combatir hongos y levaduras retrasando su crecimiento: en el caso de los hongos, retardan el desarrollo micelar, mientras que en las levaduras extienden la fase de latencia y disminuyen el ritmo de crecimiento. Este mecanismo de acción contrasta con el que se tiene con el sorbato de potasio que es comúnmente agregado para este fin. En general, el sorbato, tiene un impacto mayor durante la primera etapa de crecimiento de los hongos y demora la aparición de los primeros indicadores visuales de su presencia, pero el crecimiento en sí no es inhibido durante el resto de la vida útil del producto. Al aplicar cultivos bioprotectores de cepas seleccionadas Lactobacillus rhamnosus y Lactobacillus paracasei en forma individual o combinada el impacto en el crecimiento inicial de los hongos es menor, pero la inhibición en el crecimiento y esporulación posteriores se extiende a toda la cadena de valor. Su efecto permite utilizar los bioprotectores ya sea para limpiar la etiqueta y quitar los conservantes químicos o como complemento de los conservantes usados para extender la vida útil en las cadenas de distribución largas. La bioprotección ha sido efectivamente usada en productos lácteos frescos en diferentes países con un buen control de la carga inicial de hongos y levaduras, siendo muy común que el claim de ¨sin preservantes artificiales¨ este presente como un importante atractivo para los consumidores.

3.Cárnicos. las bacterias de bioprotección se vienen utilizando en productos cárnicos fermentados desde hace varios años. En estos productos se ha visto la necesidad de reforzar la protección contra bacterias patógenas como E. coli 0157:H7 y Listeria monocytogenes durante el proceso de manufactura mediante el uso de bacterias lácticas. Las cepas de Pediococcus acidilactis y Lactobacillus curvatus producen pediocina y sacacina las cuales destruyen la membrana celular de la Listeria monocytogenes y reducen las poblaciones de esta especie. Otras bacterias ácido lácticas frecuentemente usadas en productos cárnicos frescos y cocidos es el Lactobacillus sakei, esta es una bacteria láctica homofermentativa que crece a temperaturas de refrigeración inhibiendo el crecimiento de flora indígena. El Lactobacillus sakei no produce exopolisacaridos lo que evita la aparición de la textura filante en embutidos empacados y controla las bacterias lácticas indígenas productores de ácido mejorando la vida útil. Otras bacterias de bioprotección tienen efecto sobre el color como es el caso del Staphylococcus xylosus que reduce el nitrito y nitrato permitiendo una mejor fijación del color.

 

4.Ensaladas: las hortalizas y frutas frescas son vulnerables a la contaminación con microorganismos que pueden provocar enfermedades debido a su consumo sin ningún tipo de procesamiento térmico. Entre las bacterias más relacionadas con ensaladas y mínimamente procesados se destacan Listeria monocytogenes, Salmonella spp., Escherichia coli O157:H7 y Shigella sp. La aplicación de cultivos lácticos bioprotectores concentrados es una herramienta para inactivar o limitar el desarrollo de microorganismos patógenos en vegetales frescos o mínimamente procesados durante su almacenamiento en frío pues a bajas temperaturas las bacterias lácticas ejercerían su capacidad antagónica por inhibición competitiva y la producción de bacteriocinas sin producir procesos fermentativos que modifiquen la calidad sensorial.

El Lactobacillus curvatus ha mostrado muy buen efecto sobre el crecimiento de Listeria monocytogenes además de mostrar mejoras en el mantenimiento de la frescura de la vegetales en hoja por inhibición competitiva de otras bacterias de deterioro.

En conclusión, la aplicación de bacterias biprotectoras es considerada como una barrera biológica adicional para lograr una mayor seguridad en los alimentos, extender su vida útil y permitir un etiquetado limpio, y satisface la demanda de los consumidores por productos frescos, naturales y libres de preservantes artificiales.