La microbiota en las frutas y hortalizas y sus posibles aplicaciones: entre el biocontrol y los alimentos probióticos

Por el Dr. Nicola De Simone, nicola.desimone@unifg.it

En los últimos años, el sector de la IV gama ha experimentado una crisis que, sin embargo, ofrece una oportunidad para fomentar la innovación. La diferenciación de productos emerge como una estrategia clave para la evolución de este sector, particularmente a través del desarrollo de frutas y hortalizas mínimamente procesadas que no solo posean una alta calidad intrínseca, sino también un elevado contenido nutricional.

En los laboratorios de la Universidad de Foggia y del Instituto de Ciencias de la Producción de Alimentos - CNR de Foggia, se están realizando estudios sobre soluciones innovadoras que involucran el uso de bacterias beneficiosas presentes en la microbiota normal de frutas y verduras. Estas bacterias se aislan y seleccionan por su actividad antagonista de los microorganismos patógenos, así como por sus características probióticas. Este trabajo se lleva a cabo en el marco del Proyecto PON "Conservación, calidad y seguridad de los productos hortofrutícolas con alto contenido de servicio" - POFACS - CUP B74I20000120005. El uso de microorganismos que comúnmente colonizan los productos de IV gama es fundamental, ya que están adaptados para sobrevivir y prosperar en las condiciones en las que deben desempeñar su función tecnológica, lo que contribuye a aumentar la vida útil y el valor nutricional de las frutas y verduras mínimente procesadas.

Una de las estrategias investigadas implica el uso de bacterias lácticas (LAB) para la producción de metabolitos con propiedades antimicrobianas, que incluyen ácidos orgánicos, aldehídos, cetonas, ácidos grasos y bacteriocinas. En los últimos años, los investigadores también han explorado el enriquecimiento probiótico de diversas frutas, analizando la respuesta fisiológica de las matrices empleadas en las condiciones habituales de envasado y conservación. Se ha evaluado la supervivencia de las bacterias lácticas probióticas, como las especies Lactobacillus plantarum y Lactobacillus fermentum, en piñas de IV gama durante su conservación. Se monitorizan los principales parámetros fisiológicos, nutricionales, físico-químicos y sensoriales. Los resultados revelaron que la concentración de L. plantarum y L. fermentum en los trozos de piña variaba entre 7.3 y 6.3 Log CFU/g, respectivamente, sin afectar a la calidad final de la piña después de ocho días de almacenamiento. También, mostraron que L. plantarum es capaz de inhibir eficazmente el crecimiento de dos de los principales patógenos que suelen colonizar los productos de IV gama: Listeria monocytogenes y Escherichia coli.

Por otro lado, se evaluó la viabilidad de los microorganismos probióticos en envases de melón de IV gama, donde, además de los parámetros físico-químicos, se analizó el contenido de riboflavina, conocida como vitamina B2, típicamente asociada al consumo de productos lácteos. En general, se observó una alta viabilidad de ambas especies de probióticos al final del período de conservación, lo que resultó en una disminución del nivel de L. monocytogenes sin afectar los parámetros fisiológicos. Sin embargo, se notó un aumento en la calidad nutricional del producto debido al contenido de riboflavina, que se duplicó en comparación con las muestras no inoculadas. Esta estrategia de diferenciación de productos de IV gama representa una alternativa válida para abordar la crisis actual, al abrir el mercado a nuevas categorías de consumidores, como veganos, intolerantes a la lactosa, personas con dietas bajas en colesterol o alérgicas a las proteínas animales, que, por elección o necesidad, no pueden consumir productos lácteos.

Características de las bacterias lácticas

Las bacterias lácticas, debido a sus características intrínsecas, son muy adecuadas para su uso en productos de IV gama. Son microorganismos anaeróbicos facultativos Gram-positivos y no esporulados, muy comunes porque se encuentran en el suelo, en las plantas, en diferentes tipos de alimentos y en el tracto gastrointestinal de los animales, incluido el ser humano, donde se ha demostrado que promueven funciones intestinales saludables. Además, son sustancias GRAS (Generally Recognized As Safe) y QPS (Qualified Presumption of Safety), dos estados de seguridad alimentaria emitidos por la Food and Drug Administration (FDA) y la Europen Food Safety Authority (EFSA), respectivamente, fundamentales para su aplicación en alimentos.

Las bacterias lácticas han sido ampliamente estudiadas y sus aplicaciones tecnológicas son amplias, incluyendo su uso en la fermentación de alimentos, donde mejoran las propiedades nutricionales y organolépticas y permiten la bioconservación. Además, se utilizan en la preparación de suplementos y alimentos funcionales, como yogures y bebidas probióticas, dado que muchas especies y cepas de LAB han sido identificadas como probióticas. Muchas de estas bacterias lácticas exhiben características probióticas y su consumo en cantidades adecuadas brinda varios beneficios para la salud humana.

Los desafíos para el futuro

El desarrollo de alimentos con concentraciones adecuadas de probióticos en el momento del consumo constituye uno de los principales retos en la industria de alimentos de IV gama. Para obtener la etiqueta de probiótico, un producto debe mantener una alta concentración de microorganismos probióticos, al menos de 6 a 7 Log CFU/g de bacterias viables, incluso al final de su vida útil comercial. Por lo tanto, es crucial investigar soluciones que aseguren esta cantidad óptima de bacterias viables sin que estas afecten las características organolépticas del alimento.

Además, las LAB suelen obtenerse como cultivos iniciales o se cultivan en medios de cultivo costosos, de los cuales se extraen posteriormente. Una innovadora propuesta consiste en el cultivo directo de LAB en la empresa utilizando subproductos del proceso, lo que tiene el potencial de reducir significativamente los costos de producción.

La actual crisis ha motivado a la comunidad científica a explorar numerosas soluciones innovadoras para abordar las necesidades emergentes en el sector de IV gama. Sin embargo, dadas las implicaciones económicas, es fundamental establecer un vínculo estrecho entre la investigación y la empresa para facilitar la transición de pruebas en laboratorio a pruebas piloto a escala industrial, garantizando así un adecuado traslado tecnológico y de conocimientos.

Este tema se tratará a fondo en una sesión durante FRESH-CUT 2024, la Conferencia Internacional sobre Productos Mínimamente Procesados, que tendrá lugar en Foggia (Italia) del 3 al 6 de junio de 2024