6.3 Efecto de las condiciones anaeróbicas y del dióxido de carbono

Altas concentraciones de CO₂ pueden reducir el crecimiento microbiano y, por lo tanto, extender la duración en almacén de los productos alimenticios, en los cuales el deterioro es causado por la actividad microbiana (Killeffer, 1930; Coyne, 1933). Los aspectos tecnológicos de los empaques con atmósferas modificadas (EAM) han sido estudiados desde entonces. Hoy en día, se encuentran disponibles materiales y técnicas para el almacenamiento de alimentos a granel o en envases para el detal.

En esta sección se discute el efecto de las condiciones anaeróbicas y atmósferas modificadas, sobre la duración en almacén de productos pesqueros. Los aspectos de seguridad son revisados por Faber (1991) y Reddy et al. (1992).

Efecto sobre el deterioro microbiano

El envasado al vacío (EV) y los EAM con altos niveles de CO₂ (25 - 100 por ciento), prolongan la duración en almacén de los productos cárnicos por algunas semanas o meses (Cuadro 6.4). Por el contrario, la duración en almacén del pescado fresco no es afectada por el EV y sólo se obtiene un ligero incremento en la duración mediante el empleo de EAM (Cuadro 6.4).

Cuadro 6.4 Efecto de las condiciones de empaque sobre la duración en almacén del pescado enfriado y de productos cárnicos

Tipo de producto	Temperatura de almacenamiento (°C)	Duración en almacén		(semanas)
		Aire	EVa	EAMb
Carne de res, puerco y aves	1.0 - 4.4	1 - 3	1 - 12	3 - 21
Pescado magro bacalao, pollock, chancharro	0.0 - 4.0	1 - 2	1 - 2	1 - 3
Pescado graso arenque, salmón, trucha	0.0 - 4.0	1 - 2	1 - 2	1 - 3
Mariscos cangrejo, vieras	0.0 - 4.0	½ - 2	-	½ - 3
Pescado de aguas cálidas vieja, pez espada, tilapia	2.0 - 4.0	½ - 2	-	2-4

a) EV: empacado al vacío
b) EAM: envasado en atmósfera modificada (altas concentraciones de CO₂, 25 -100%)

Las diferencias en el tipo de microflora de deterioro y en el pH, son principalmente responsables por las diferencias observadas en la duración en almacén de los productos pesqueros y los productos cárnicos. El deterioro de la carne en condiciones de aerobiosis es causado por organismos aeróbicos estrictos Gram negativos, principalmente Pseudomonas spp. Estos organismos son fuertemente inhibidos por condiciones de anaerobiosis y por CO₂. En consecuencia no desempeñan ningún papel en el deterioro de la carne empacada. En cambio la microflora de los productos cárnicos EV y EAM cambia y pasa a ser dominada por organismos Gram positivos (Bacterias ácido lácticas), los cuales son mucho más resistentes al CO₂ (Molin, 1983; Dainty y Mackey, 1992). El pescado almacenado en condiciones de aerobiosis también es deteriorado por organismos Gram negativos, principalmente Shewanella putrefaciens (véase Sección 5.3).

Se ha encontrado que la flora de deterioro de algunos productos pesqueros empacados está dominada por microorganismos Gram positivos; de esta forma la microflora resulta similar a la flora de las carnes empacadas; véase Stammen et al. (1990) para una revisión. Sin embargo, en bacalao empacado, el organismo Gram negativo Photobacterium phosphoreum ha sido identificado como el responsable del deterioro. La velocidad de crecimiento de este organismo se incrementa en condiciones de anaerobiosis (Figura 6.7) y esto tal vez explique la importancia del organismo en bacalao EV.

Figura 6.7 Efecto del oxígeno y de la temperatura sobre la velocidad máxima específica de crecimiento (µmax) de Photobacterium phosphoreum, en un medio complejo con OTMA (Dalgaard, 1993)

En el pescado empacado en CO₂ el crecimiento de Shewanella putrefaciens, y de otros microorganismos encontrados en peces vivos, es fuertemente inhibido. En cambio P. phosphoreum ha demostrado ser muy resistente a CO₂ (Figura 6.8). También se demostró que el efecto limitado del CO₂ sobre el crecimiento de esta bacteria, se corresponde muy bien con el limitado efecto del CO₂ en la duración en almacén del bacalao fresco empacado. P. phosphoreum reduce el OTMA a TMA; mientras que muy poco H₂S se produce durante su crecimiento en sustratos como pescado. El bacalao -EV y EAM- deteriorado se caracteriza por altos niveles de TMA, pero se observa poco o ningún desarrollo de putrefacción u olores a H₂S, típicos del deterioro de algunos pescados almacenados aeróbicamente. De este modo, el crecimiento característico de P. phosphoreum y su actividad metabólica explican tanto la corta duración en almacén como el patrón de deterioro en el bacalao empacado (Dalgaard, 1994^a).

La duración en almacén del bacalao EV y EAM es similar a otros varios productos pesqueros (Cuadro 6.4). Se encuentra ampliamente distribuido en el ambiente marino y parece probable que este organismo, o cualquier otro organismo altamente resistente al CO₂, sea responsable por el deterioro de los productos pesqueros envasados (Baumann y Baumann, 1981; van Spreekens, 1974; Dalgaard et al., 1993).

El mejor efecto del almacenamiento EAM sobre la duración en almacén, ha sido obtenido con pescado de aguas tropicales. La duración en almacén de estos productos, sin embargo, continúa siendo relativamente corta en comparación a los productos cárnicos (Cuadro 6.4).

En algunos productos pesqueros empacados se han encontrado niveles muy bajos de bacterias (10⁵ - 10⁶ ufc/g), al momento de ser rechazados sensorialmente. En estos casos, las reacciones del tipo no microbianas pueden ser las responsables del deterioro.

Figura 6.8 Efecto del CO₂ sobre la velocidad máxima específica de crecimiento (µmax) de Photobacterium phosphoreum (círculos) y de Shewanella putrefaciens (cuadros). Los experimentos fueron llevados a cabo a 0 °C (Dalgaard, 1994^b)

Efecto de las reacciones de deterioro no microbianas

El CO₂ es disuelto en la fase acuosa del músculo de pescado EAM y se observa un descenso en el pH de 0.2 - 0.3 unidades, dependiendo de la concentración de CO₂ en la atmósfera gaseosa circundante. La capacidad enlazante del agua de las proteínas musculares disminuye, con la disminución del pH, y ocurre un incremento de las pérdidas por goteo en el pescado almacenado en altas concentraciones de CO₂. El incremento del goteo ha sido encontrado en filetes de bacalao, merluza roja, salmón y camarones (Fey y Regenstein, 1982; Layrisse y Matches, 1984; Dalgaard et al., 1993) pero no en arenque, pargo colorado, trevally, cangrejo de cieno y chancharro (Cann et al., 1983; Gerdes et al, 1991; Parking y Brown, 1983 y Parkin et al., 1981).

Coyne (1933) y muchos estudios posteriores, han evidenciado una reducción en la calidad de la textura del pescado almacenado en 100 por ciento CO₂. Sin embargo, en hasta un 60 por ciento de CO₂ no se observan efectos negativos en la textura del bacalao. Los pescados enteros pueden sufrir alteraciones en el color del área ventral, de la córnea y de la piel por altas concentraciones de CO₂ (Haard, 1992). El empaque también puede estimular la formación de metamioglobina en pescados de músculo rojo y dar como resultado un oscurecimiento del músculo. Aunque han sido empleadas atmósferas modificadas con oxígeno, el desarrollo de olores rancios en especies de pescados grasos no se ha registrado como un problema (Haard, 1992).

Uso del dióxido de carbono en combinación con sistemas de agua de mar refrigerada

El almacenamiento del pescado en agua de mar refrigerada (AMR) fue discutido en la Sección 6.1. Sólo el efecto de la adición de CO₂ al AMR será considerado en esta sección.

El Cuadro 6.5 muestra el efecto del AMR y AMR + CO₂ sobre la duración en almacén de algunos productos pesqueros, comparados con el almacenamiento en hielo.

Cuadro 6.5 Duración en almacén de algunos productos pesqueros, almacenados en Agua de Mar Refrigerada (AMR) y en AMR con CO₂ añadido.

Tipo de producto	Temp. de almacenamiento en AMR	Duración en almacén			Referencias
		Hielo (0°C)	AMR	AMR+CO2
Bacalao del Pacífico	-1.1°C	6-9	-	9-12	Reppond y Collins (1983)
Camarón rosado	-1.1°C	-	4-5	6	Barnett et al.(1978)
Arenque	-1.0°C	-	8-8.5	10	Hansen et al.(1970)
Walleye Pollock	- 1.0°C	6-8	4-6	6-8	Reppond et al. (1979, 1985)
Chancharro (rockfísh)	- 0.6 °C	-	7-10	>17	Barnett et al.(1971)
Salmón	- 0.6 °C	-	7-11	>18	Barnett et al. (1971)
Merluza plateada	0-1°C	4-5	4-5	>5	Hiltz et al.(1976)
Capelán	+0.2-1.5°C	>6	2	2	Shaw y Botta(1975)

Sólo en algunas especies se observa una prolongación evidente, de la duración en almacén, por efecto del CO₂. Se han observado algunos efectos negativos de la adición de CO₂ a sistemas AMR. El color del pescado y la textura son afectados negativamente; en la caballa, el CO₂ disuelto en el músculo impide que sea apta para ser enlatada (Longard y Regier, 1974; Lemon y Regier, 1977).

El CO₂ acidifica el agua de mar, y el bajo pH inhibe las reacciones enzimáticas que de otra forma ocasionarían manchas negras (“black spots”) en camarones y langostinos. La duración en almacén del camarón rosado puede ser más del doble mediante el almacenamiento en AMR+CO₂, donde, en comparación con el almacenamiento en hielo, se obtiene un mejor color, sabor, textura y olor (Nelson y Barnett, 1973). Sin embargo, el almacenamiento de langostinos en AMR+CO₂ puede ocasionar su endurecimiento y una apariencia suave del caparazón (“soft shell”) (Ruello, 1974).

El agua de mar acidificada con CO₂ es altamente corrosiva. Por lo tanto, se requiere de materiales inertes en los sistemas AMR+CO₂, por ejemplo, para los intercambiadores de calor. Estos materiales están disponibles, pero su costo debe ser tomado en consideración cuando se evalúe la aplicación de sistemas AMR+CO₂ (Nelson y Barnett, 1973).

Futuras aplicaciones del dióxido de carbono en la prolongación de la duración en almacén

En la mayoría de los productos EAM, la producción de TMA es demorada sólo por algunos días en comparación con el almacenamiento aeróbico o anaeróbico. Esto indica que los productos pesqueros en general están contaminados con una microflora de organismos reductores de OTMA, muy resistentes al CO₂. Altas concentraciones de CO₂ pueden inhibir el crecimiento microbiano pero también pueden tener efectos negativos en otros aspectos de la calidad del pescado. El EAM ha tenido poca aplicación práctica en los productos pesqueros, en comparación con los productos cárnicos. Las principales razones para este hecho radican probablemente en los siguientes aspectos:

· en empaques al detal, el EAM resulta una técnica costosa

· la calidad del pescado fino (“prime”) no es mejorada

· sólo se obtienen pequeñas extensiones de la duración en almacén

· el EAM no puede reemplazar un buen enfriado o buenas condiciones de higiene durante la producción

· la producción de toxinas de Clostridium botulinum se incrementa por el crecimiento bacteriano en condiciones de anaerobiosis, y esto puede ser de importancia en la seguridad del pescado empacado (Huss et al., 1980; Reddy et al., 1992).

Sin embargo, el empaque puede ser usado simplemente porque los productos empacados resultan más convenientes de manipular, por ejemplo en los supermercados. De acuerdo a la Directiva del Consejo de la CEE (ahora UE) del 22 de julio de 1991 (91/493/EEC), los productos pesqueros EV y EAM son considerados productos frescos. En consecuencia, el CO₂ puede ser usado, para la preservación de productos pesqueros frescos, en los casos que se consideren suficientes algunos días de extensión en la duración en almacén.

El efecto negativo del CO₂ en el color del pescado es principalmente un problema de todos los pescados; el efecto negativo del CO₂ en la textura y en las pérdidas por goteo sólo se observa con altas concentraciones de CO₂. Incluso empleando concentraciones moderadas de CO₂ (40 - 80 por ciento) se obtiene un efecto pronunciado sobre el crecimiento de S. putrefaciens y de otras muchas bacterias. Es, por lo tanto, probable que en el futuro el EAM sea empleado en combinación con técnicas de preservación, desarrolladas para inhibir específicamente el crecimiento de bacterias del deterioro de productos marinos; reductoras de OTMA y resistentes al CO₂, como P. phosphoreum.

Al parecer, el efecto del EAM también depende de la especie de pescado; se requieren estudios posteriores para determinar si el EAM puede proporcionar extensiones interesantes de la duración en almacén en otras especies de pescado, como por ejemplo: las provenientes de aguas cálidas.

Finalmente, altas concentraciones de CO₂ pueden ser empleadas en pescado destinado a la fabricación de harina de pescado, dado que en este caso los efectos negativos del CO₂ sobre el color y la textura son menos importantes.