Estrategias de reducción del desarrollo de hongos en alimentos

El desarrollo de hongos es una de las causas más habituales del deterioro de alimentos como son los cereales, sus productos derivados y el queso, por provocar cambios en las propiedades organolépticas y reducir el valor nutricional. Además, algunas especies son capaces de sintetizar micotoxinas, metabolitos altamente tóxicos que suponen un problema para la salud humana y animal. De forma tradicional se aplican sustancias fungicidas para disminuir la incidencia de mohos toxigénicos en los alimentos; sin embargo, la creciente preocupación de los consumidores por sus efectos tóxicos ha favorecido la búsqueda de alternativas que garanticen la calidad y seguridad alimentaria.

En esta Tesis Doctoral internacional se han desarrollado estrategias basadas en el empleo de sustancias naturales, principalmente mostaza amarilla (Sinapis alba), mostaza oriental (Brassica juncea), bacterias ácido-lácticas (LAB) y natamicina, para reducir la incidencia de hongos toxigénicos en los alimentos. En concreto, se ha evaluado la actividad antifúngica del salvado y el polvo de semilla de mostaza amarilla, los extractos fermentados de harina de mostaza amarilla y oriental con LAB, y la natamicina in vitro.

En base a los primeros resultados, se plantearon diferentes estrategias de aplicación en alimentos como el pan, el maíz y el queso, ya sea mediante la incorporación del ingrediente durante el proceso de producción, mediante su pulverizado en superficie, o a través de su incorporación en un sistema de envase activo. Además, se realizó la caracterización química de los fermentados de mostaza con LAB y se estudiaron los compuestos volátiles y bioactivos presentes en la harina y salvado de las mostazas amarilla y oriental.

Los resultados obtenidos mostraron la versatilidad de aplicación de la mostaza como estrategia antifúngica y antitoxigénica en alimentos. La harina de mostaza oriental se aplicó en la formulación de salsas bioactivas para liberar alil isotiocianato in situ en un sistema de envase activo y ejercer acción conservante en pan. Además, el salvado de mostaza amarilla se revalorizó como ingrediente con propiedades antifúngicas en el pan de molde, equiparando su uso al aditivo químico de síntesis propionato de sodio. Por otra parte, la pulverización del medio fermentado de mostaza amarilla con Lactiplantibacillus plantarum TR71 permitió reducir la síntesis de fumonisinas B1 y B2 en maíz contaminado con Fusarium verticillioides. La caracterización química permitió detectar compuestos con propiedades bioactivas como ácidos fenólicos, flavonoides y glucosinolatos.

Por último, la aplicación de la natamicina tanto en pulverizado directo en superficie como tras su incorporación en biopolímeros de hidroxietilcelulosa, resultaron estrategias efectivas para aumentar la vida útil del queso mozzarella contaminado con el moho Penicillium commune, constituyendo alternativas a la aplicación de aditivos químicos de síntesis en este tipo de productos.

1. El salvado de mostaza amarilla (MB) evidenció actividad antifúngica frente a hongos de los géneros Aspergillus, Penicillium y Fusarium in vitro.
2. Los fermentados de mostaza amarilla y oriental con las cepas de Lactiplantibacillus plantarum TR71 presentaron acción inhibitoria frente a mohos del género Fusarium, siendo el fermentado de mostaza amarilla el de mayor actividad antifúngica.
3. La natamicina (NTC) fue efectiva frente a todas las cepas de Penicillium ensayadas in vitro.
4. El uso de harina de mostaza oriental (OMF) como ingrediente liberador de alil isotiocianato (AITC) en la salsa bioactiva permitió ejercer acción conservante en los panes de pita. El pan tratado con la salsa de 50 mg/g no presentó crecimiento fúngico visual tras 7 días de inoculación.
5. El MB se puede revalorizar como ingrediente antifúngico en la formulación de pan de molde. El pan elaborado con 10 g/kg evidenció una vida útil de 7 días, siendo equiparable al empleo del aditivo químico de síntesis propionato sódico (E-281).
6. Tanto el pulverizado directo como la incorporación de la NTC en biopolímeros incrementaron la vida útil del queso Mozarella, si bien el uso de los biopolímeros antifúngicos presenta ciertas ventajas.
7. La dosis de 50 mg/g de OMF en la salsa bioactiva inhibió completamente la síntesis de ocratoxina A por P. verrucosum en el pan de pita tras 7 días de almacenamiento.
8. La aplicación del fermentado de mostaza amarilla con L. plantarum TR71 a 250 g/L sobre mazorcas redujo la incidencia de la fumonisina B1 y B2 en prácticamente su totalidad.
9. El mayor contenido de AITC en el espacio de cabeza del envase se detectó a las 8 horas del envasado. Asímismo, el pan de pita absorbió el AITC de manera creciente hasta los 7 días de almacenamiento.
10. La NTC se fue degradando durante el período de almacenamiento en los quesos tratados mediante pulverizado. El menor contenido de NTC en la superficie del producto se obtuvo mediante el uso de los biopolímeros.
11. Un total de 11 ácidos fenólicos diferentes fueron identificados en los extractos fermentados de mostaza, siendo el ácido 3-feniláctico el mayoritario, mientras que el único ácido orgánico detectado fue el ácido láctico.
12. Se identificaron un total de 53 compuestos volátiles en las fracciones de salvado y harina de Sinapis alba y Brassica juncea. El AITC fue el compuesto más característico de Brassica juncea, mientras que los alcanos fueron la fracción más abundante en las semillas de Sinapis alba.
13. Se identificaron un total de 26 compuestos bioactivos en las fracciones de salvado y harina de Sinapis alba y Brassica juncea, entre ellos ácidos fenólicos, flavonoides y glucosinolatos. El ácido sinápico y sus derivados fueron los compuestos más característicos en ambas variedades de mostaza.