Del laboratorio a la planta: el siguiente desafío del plasma frío en salmonicultura
Demostrando su eficacia sobre una matriz tan sensible como el salmón coho, esta tecnología podría aprovecharse en distintas etapas de la cadena productiva, afirman los científicos.
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Con una demanda pujante por productos de salmón de alta calidad, la mejora y garantía de métodos de preservación y transporte eficientes es una necesidad fundamental en la industria salmonicultora. Por ello, tecnologías como el plasma atmosférico frío (CAP) se han presentado como una fuerte herramienta por su capacidad para eliminar microorganismos. Sin embargo, las especies reactivas de oxígeno y nitrógeno (RONS) responsables de su efecto antimicrobiano también pueden inducir procesos de oxidación en alimentos ricos en lípidos cuando el plasma se aplica directamente.
Bajo este contexto, investigadores de la Universidad Austral de Chile se preguntaron si, aplicando esta tecnología de manera indirecta, ocurrirían esos mismos resultados, en especial, en un alimento reconocido por su composición rica en lípidos como lo es el salmón coho. Por lo que, conociendo su capacidad antimicrobiana y posibles efectos adversos, el verdadero desafío era otro: determinar si esta tecnología podía aplicarse en un alimento tan delicado como el salmón sin deteriorar su calidad.
Katherine Delgado, Bioquímica y autora principal del artículo “Effect of indirect application of cold atmospheric plasma on moisture, fat, lipid oxidation, TVB-N, texture, color and sensory parameters of Coho salmon fillet (Oncorhynchus kisutch)", expone que las ROS “también pueden reaccionar con componentes del alimento como la fase acuosa, lípidos o proteínas, generando modificaciones estructurales que se reflejan en los atributos sensoriales, es decir la textura, el color, sabor y olor”.
"Efectivamente, todo el mundo sabía que esta tecnología elimina microorganismos, porque esas especies reactivas oxidan las células bacterianas. Pero empezamos a preguntarnos si ese mismo mecanismo también podía oxidar las grasas y las proteínas del salmón", apunta el académico de la Universidad Austral de Chile y PhD in Food Science and Technology, Aníbal Concha-Meyer. "Ahí cambió completamente el foco de la investigación: ya no queríamos demostrar que eliminaba microorganismos, sino entender cómo podíamos utilizarla sin afectar las propiedades organolépticas del alimento".
Del plasma directo a la sanitización ambiental
Así, la investigación adoptó un cambio de mirada en la evaluación de esta tecnología, dejando de lado la aplicación directa de esta para concentrarse en la indirecta, en la sanitización del ambiente de almacenamiento, a través de la ionización del aire de la cámara, generando ROS que circulan por el recinto y actúan sobre el entorno, reduciendo así la exposición directa del producto y, con ello, el riesgo de provocar cambios indeseados en su calidad.
En un proyecto FONDECYT anterior, ella y su equipo ya habían demostrado que la aplicación indirecta de CAP causaba menor impacto sobre los alimentos en condiciones de laboratorio. “Cuando comenzamos el proyecto FONDEF, orientado a un escalamiento piloto y con una mirada mucho más cercana a la realidad industrial, entendimos que esa era la estrategia que tenía más posibilidades de implementarse en una planta procesadora", señala Katherine.
¿Por qué salmón coho?
Como se ha detallado anteriormente, la tecnología CAP y su principio activo de generación de ROS para disminuir la carga microbiana, también es reconocida por provocar la oxidación de las matrices lipídicas de los alimentos. “La interacción de ROS con los lípidos puede desencadenar una reacción en cadena conocida como oxidación lipídica, directamente asociada al desarrollo de sabores rancios”, explicó la bioquímica, añadiendo que el salmón coho posee un alto contenido de lípidos y humedad, lo que lo convierte en un alimento particularmente susceptible tanto a la oxidación como a la contaminación microbiana.
“El salmón era probablemente una de las matrices más complejas que podíamos estudiar”, comenta Aníbal Concha-Meyer, ya que, dado su elevado contenido de lípidos y humedad, lo convierte en una matriz especialmente susceptible tanto a la contaminación microbiana como a los procesos de oxidación, precisamente el principal riesgo asociado al uso de plasma atmosférico frío. “Si la tecnología lograba preservar la calidad en un alimento tan sensible como el salmón, era una muy buena señal para pensar en otras aplicaciones”, agregando que, debido a lo mismo, se podrían esperar aun mejores resultados sobre matrices con menor contenido lipídico, como el salmón del Atlántico.
Y dada la creciente demanda por salmón coho en el mercado internacional, en especial, por productos para el consumo fresco (Sashimi Grade), encontrar un método que al control microbiológico es fundamental para la calidad de exportación de este producto, y de especial interés para la industria.
Más allá del piloto
El proyecto de investigación lleva ya varias etapas, comenzando con estudios en condiciones de laboratorio, para luego ir escalando progresivamente desde experimentos en la planta piloto de la universidad —donde trabajaron con cerca de 100 kilos de filetes de salmón— hasta su prueba en una planta de Salmones Aysén. Fue precisamente ese acercamiento a la realidad industrial el que llevó al equipo a descubrir que, a diferencia de lo que inicialmente suponían, los filetes prácticamente no permanecen almacenados en cámaras frigoríficas, sino que avanzan de forma continua por la línea de proceso. Esa dinámica obligó a adaptar el diseño experimental para reproducir, en la medida de lo posible, las condiciones reales de operación, definiendo la disposición de los filetes en bandejas, la distancia entre ellos, el uso de hielo y el control de temperatura, entre otras variables.
Para los investigadores, esta aproximación permitió obtener información mucho más útil para una eventual transferencia tecnológica. "Muchas veces una tecnología funciona muy bien cuando se prueba a pequeña escala, pero el comportamiento cambia completamente cuando se trabaja con grandes volúmenes de producto. Por eso era fundamental validar el sistema en condiciones mucho más cercanas a la realidad de la industria salmonicultora".
Resultados inesperados
La evidencia previa sobre el uso de CAP en alimentos con alto contenido lipídico hacía esperar cambios medibles y significativos en los filetes de Coho, sin embargo, Katherine, autora principal del estudio, explicó que el comportamiento del índice de peróxidos - uno de los principales indicadores de oxidación lipídica – llamó la atención de los investigadores: “observar el comportamiento del índice de peróxidos en el salmón bajo aplicación indirecta fue un resultado inesperado y relevante, pues permitió contrastar nuestras observaciones con lo descrito en otros alimentos lipídicos”, en donde se había observado que la mayoría de los antecedentes disponibles había reportado un incremento significativo en este parámetro.
La investigadora reconoce que, antes de conocer los resultados, incluso esperaba observar cambios en el color instrumental del filete, particularmente en el parámetro de amarillez, debido a la relación descrita entre este indicador y los procesos iniciales de oxidación. Sin embargo, esas alteraciones no se manifestaron de la forma anticipada, reforzando la hipótesis de que la aplicación indirecta ejerce un efecto mucho más suave sobre el producto. Otro resultado que inicialmente generó incertidumbre fue el aparente incremento en el contenido de grasa de los filetes tratados. "Lo primero que pensé fue que algo no cuadraba", reconoce Delgado. Tras analizar los resultados junto al equipo, concluyeron que no se trataba de una generación de grasa, sino de un efecto de concentración asociado a la pérdida de humedad durante el almacenamiento: al disminuir la fracción acuosa del filete, el porcentaje relativo de lípidos aumenta, aunque la cantidad real de grasa permanece prácticamente sin cambios.
Complementar, no reemplazar
Aunque los resultados posicionan al plasma atmosférico frío como una alternativa prometedora para mejorar la inocuidad en plantas procesadoras, los investigadores enfatizan que su incorporación no debería entenderse como un reemplazo de los protocolos de sanitización ya establecidos. “En ningún caso está pensado para reemplazar los lavados, las higienizaciones o los quiebres sanitarios", aclaró el Dr. Concha-Meyer. “Lo que buscamos es que funcione de manera complementaria, ayudando a disminuir la carga microbiana ambiental y dificultando, por ejemplo, la adhesión de bacterias a las superficies o la formación de biofilms, para que posteriormente los procedimientos habituales de limpieza sean aún más efectivos”.
Los investigadores consideran que este enfoque podría aportar beneficios adicionales a largo plazo. Si la sanitización ambiental logra disminuir la presión microbiológica sobre las instalaciones, eventualmente podría contribuir a optimizar el uso de productos químicos utilizados en la higienización, y abre la posibilidad de estudiar su extensión a otros puntos de la cadena productiva como cámaras de almacenamiento, sistemas de transporte refrigerado y otras superficies o estructuras inertes que mantienen contacto directo o indirecto con el producto, “lo importante ahora es validar científicamente cada aplicación antes de pensar en su transferencia tecnológica", enfatiza el académico.
Del filete a toda la cadena productiva
Katherine Delgado indica que futuras investigaciones deberían incorporar TBARS y perfiles de compuestos volátiles, ya que el índice de peróxidos utilizado en este estudio permite evaluar únicamente las primeras etapas de la oxidación lipídica. Asimismo, recomendó incluir la identificación de compuestos volátiles, con el fin de determinar si la tecnología puede favorecer la formación de productos secundarios asociados al desarrollo de rancidez durante almacenamientos más prolongados. Y del mismo modo, el equipo espera profundizar en la dinámica del agua y en la capacidad de retención de humedad del salmón, variables que también influyen en su calidad tecnológica y sensorial.
Pero las proyecciones van mucho más allá del filete de salmón. Según explica Aníbal Concha-Meyer, el grupo ya trabaja en nuevas líneas de investigación orientadas a aprovechar esta tecnología en distintas etapas de la cadena productiva. Una de ellas corresponde al desarrollo de agua activada con plasma, una alternativa que permite estabilizar las especies reactivas en un medio líquido y ampliar las posibilidades de aplicación industrial. “Ya demostramos que la tecnología puede ayudar a mantener la calidad del producto. Ahora debemos determinar cuál es su impacto operacional y económico. Si una empresa sabe cuánto puede ahorrar o qué valor agregado obtiene, tendrá la información necesaria para evaluar su implementación”.
