24/02/2015
Aditivos Seguridad alimentaria

Conservantes . Cuestión de Calidad, Seguridad y Salud

Néstor Serra-Nicolau
Departamento Técnico de ADIVETER, S.L.
Revista: Marzo 2015

La contaminación microbiológica es el peligro más habitual en la fabricación de piensos, de ahí la necesidad de prevenirla, a la vez de impuesta por el reglamento de higiene de los alimentos, aspecto crucial que no hace más que ratificar la importancia del asunto.

Por tanto, no se trata tan sólo de una cuestión de calidad de fabricación, sino también de salud animal, de seguridad en la cadena alimentaria y de prevención de zoonosis transmitidas por alimentos.

El tratamiento térmico que se lleva a cabo en los piensos granulados durante el acondicionamiento, granulación o extrusión es del todo insuficiente para controlar las contaminaciones microbiológicas, además de no impedir la posible recontaminación del alimento en las etapas posteriores del proceso de fabricación.

Su uso es mayoritario porque su inclusión limita el crecimiento de bacterias y hongos, los cuales provocan una reducción del valor nutricional del alimento y limitan su vida útil. Además, los microorganismos contaminantes, por sí solos o por medio de la síntesis de sustancias tóxicas, provocan problemas entéricos y otros en los animales y reducen su rendimiento productivo. Así pues, la necesidad de emplear conservantes en los piensos está clara y ampliamente aceptada entre el sector, pero …

Para garantizar una producción segura y de calidad, es necesario emplear conservantes en materias primas y piensos

 piensos

¿Qué conservante debe utilizarse?

¿Sólido o líquido?

El primer planteamiento que le surge a un productor, generalmente de fácil resolución, es si emplear un producto líquido o uno sólido.

Los sólidos tienen la ventaja de no requerir instalación, pues su dosificación es manual, pero ello también implica menos precisión, homogeneidad y comodidad y mayor manipulación.

 

 

Pers-Silo

 

Por el contrario, todo producto líquido requiere de una instalación dosificadora, lo que inicialmente puede hacer pensar en encarecimiento, pero nada más lejos de realidad.

 

Una dosificación precisa y una buena homogeneidad de mezcla se traducen en un ahorro económico muy importante.

 

Siempre que las circunstancias de la fábrica lo permitan, la opción recomendada es el empleo de un producto líquido frente a uno sólido porque la incorporación es más eficaz y la manipulación es mínima o nula.

Un pienso contaminado se convierte en una vía potencial de transmisión de enfermedades entre la población animal y humana

 

El peligro de contaminaciones microbiológicas es especialmente susceptible en fases como el enfriamiento, el transporte a granja y el almacenamiento en silos

principio-acidos
Tabla 1 . Principales ácidos orgánicos utilizados en alimentación animal

El fórmico es el ácido orgánico considerado de referencia para el control bacteriano

¿Con qué especificidad?

El segundo planteamiento que surge es la idoneidad del principio activo a utilizar. Cada conservante tiene su especificidad: los hay con un amplio rango de acción y los hay específicos para determinadas familias de microorganismos.

La actividad antimicrobiana parece estar relacionada con varios factores:

1. Por un lado, la disminución del pH del medio por la acidez propia de las moléculas, la cual limita el crecimiento y la multiplicación de muchos microorganismos indeseados.

2. Por otro lado, la forma no disociada de las moléculas, debido a su carácter lipofílico, penetra en la célula microbiana y, una vez dentro de ella, se disocia y altera el equilibrio citoplasmático, provocando la muerte de la célula. El pka (constante de disociación) de un ácido es el pH al cual la forma no disociada (la que puede penetrar en la célula microbiana) y la disociada están en equilibrio.

Al  estar los pka de los ácidos orgánicos dentro de lo que consideramos un pH ácido (<5) (ver tabla 1), podríamos decir que en esa situación la reacción de disociación estaría en equilibrio y la acción microbicida sería superior que la que observaríamos a pH cercanos a la neutralidad, donde los ácidos orgánicos estarán en forma disociada.

3. Las formas disociadas de las moléculas de ácido no son capaces de traspasar la membrana celular pero dañan sus estructuras proteicas. Ello altera la permeabilidad de la membrana para minerales como el sodio y el potasio, desequilibra la presión osmótica y deriva en muerte celular.

4. Finalmente, la cantidad de grupos carboxilos en relación al peso molecular determinará también la acción microbiana de una molécula (ver tabla 1).

Ello explica que entre moléculas de muy similar pka (por ejemplo, el ácido fórmico y el láctico, con pka 3.75 y 3.83, respectivamente), en igualdad de condiciones (dosis, pureza…), tenga mayor acción antimicrobiana la de menor peso molecular, pues habrá más grupos ácidos.

 

 

No obstante, aún quedan cuestiones por explorar en este campo, pues el mecanismo por el cual un conservante tiene mayor o menor actividad antimicrobiana frente a bacterias o frente a hongos no se conoce con exactitud.

Es de esperar que esté relacionado con la distinta composición de la pared celular de bacterias y hongos, pero se requieren estudios detallados al respecto.

De entre las principales moléculas empleadas como conservantes en alimentación animal destacan el formaldehído, el ácido fórmico y el ácido propiónico, cuyas diferencias e indicaciones valoramos con detalle a continuación.

Otros ácidos empleados, aunque a menor escala que los mencionados, son el benzoico, butírico, sórbico y málico.

Los productos del mercado emplean frecuentemente combinaciones de algunos de ellos.   

El fórmico, también denominado metanoico, es un ácido orgánico de un solo átomo de carbono y un único átomo de hidrógeno, lo que le confiere un peso molecular de sólo unos 46 gramos por mol y lo convierte en el más simple de los ácidos orgánicos.

Los productos bactericidas en base a ácido fórmico (ver figura 1), ve aumentada su eficacia y permanencia gracias a la combinación con formiato amónico, el cual ejerce un efecto protector a largo plazo al liberar gradualmente el principio activo (fórmico).

Además, la incorporación del formiato amónico permite disminuir hasta diez veces el efecto corrosivo con respecto al ácido en forma pura.

salmonela

Figura 1. La eficacia del producto bactericida utilizado a concentraciones bajas y en sólo 5 minutos, tras la aplicación, consigue ya reducir la población bacteriana en más de 3 unidades logarítmicas. Además éste no altera las levaduras y preserva la calidad del pienso. / *El producto bactericida utilizado fue FORMAD®.

 

El propiónico, también llamado propanoico, es un ácido orgánico de tres carbonos y 5 átomos de hidrógeno (su peso molecular es de 74 gramos por mol).

Los productos fungicidas en base a ácido propiónico, son altamente eficaces frente a hongos (ver figura 2). Y además si éste está estabilizado con propionato amónico para que la acción fungicida persista en el tiempo y a la vez se minimice también en gran medida la corrosividad.

Es importante incorporar en la formulación sustancias que minimizan la corrosividad y que además potencian y alargan en el tiempo el efecto antimicrobiano. 

Formaldehido

Formaldehido

El ácido propiónico destaca entre el resto de ácidos orgánicos por ser considerado el más apropiado para control fúngico

 

En cuanto al formaldehído (también llamado formalina o metanal, entre otros nombres) es una molécula química, un aldehído, empleada en gran cantidad de productos industriales y de consumo a nivel mundial: medicina, ropa, plástico, papel, cosméticos, champús, cremas, pinturas, resinas, etc.

En alimentación animal se utiliza como conservante en materias primas y piensos, indicación para la cual EFSA manifiesta que el formaldehído es un excelente conservante y que es eficaz incluso a dosis tan bajas como 0,2 kg/t.

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Figura 2. La eficacia de la mezcla de ácido propiónico y propionato amónico es muy superior a los otros fungicidas testados. Además ésta preserva la calidad del pienso al no afectar los recuentos de levaduras y logra reducciones fúngicas mucho mayores que las conseguidas por otros productos del mercado consiguiendo eliminar los hongos Fusarium spp. a los 15 minutos de aplicarlo a dosis de sólo 0,3 kg/Tm. / *La fórmula del Producto A es una mezcla de ácido propiónico y propionato amónico (Mycoclean® )

 

 De hecho, el cuerpo humano produce de por sí formaldehído (entre 0,61 y 0,91 mg de formaldehído/kg de peso corporal por minuto), por lo que hablar de formaldehído no debe ser motivo de alarma, simplemente debe ser utilizado y manipulado debidamente, como todo compuesto químico.

La combinación de formaldehído con ácido propiónico (ver figura 3), tiene una alta capacidad bactericida que es muy superior a cualquier tratamiento en base única a ácidos orgánicos (ver figura 5).

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Figura 3. La eficacia de esta mezcla de ingredientes conservantes queda demostrada ya a dosis muy bajas, de tan solo 0,3 kg/Tm, con las cuales se consiguen reducciones microbianas superiores a 3 unidades logarítmicas. A dosis superiores, pero incluso inferiores a las utilizadas frecuentemente con ácidos orgánicos, las reducciones superan las 5 unidades logarítmicas. / *La mezcla conservante en base a ácido propiónico, formaldehido y bioflavonoides fue Salmocid®

 

No obstante, el formaldehído es muy volátil, por lo que requiere de una fórmula estabilizadora para garantizar su eficacia en el tiempo.

Estudios realizados con productos conservantes en base a formaldehido concluyen una elevada persistencia en el tiempo: a los 3 meses post-tratamiento todavía permanece el 75% o más de la dosis aplicada, tanto en materias primas como en piensos en harina y granulados (ver figura 4). 

 tiempo

Figura 4. Estabilidad de la mezcla conservante en materia prima y pienso . Las pérdidas de la mezcla de conservantes a los tres mese post-aplicación son inferiores al 25%  debido a que su fórmula está estabilizada químicamente para ser retenida por las partículas de alimento pudiendo minimizar la volatibilidad del formaldehido. / *La mezcla conservante en base a ácido propiónico, formaldehido y bioflavonoides fue Salmocid®

La mezcla conservante ha demostrado tener una eficacia bactericida mayor que los productos conservantes basados únicamente en ácidos orgánicos

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Figura 5. Eficacia bactericida (frente a E.coli) de diferentes productos conservantes. El producto 1 presenta una capacidad bactericida muy superior a cualquier tratamiento en basa a ácidos orgánicos y las sales de éstos. Consigue reducciones microbianas de 3 unidades logarítmicas a dosis tan bajas como 0,3 kg/Tm y reducciones de 7 unidades logarítmicas a dosis de 1,2 kg//Tm, muy lejos todavía de las empleadas en el resto de tratamientos (>=2 kg/Tm.) / * Producto 1 = Salmocid / Producto 2 = Ac. Fórmico / Producto 3= Ac. Fórmico + Propiónico (50%-50%)

El efecto residual de estos conservantes reduce las posibilidades de recontaminación del alimento y la proliferación microbiana en los equipos de fabricación y en los silos de almacenamiento, a la vez que contribuye a mejorar del rendimiento productivo de los animales.

Para asegurar una correcta aplicación que aúne ahorro, eficacia y seguridad, es importante disponer de un buen equipo dosificador y de personal experto que realice un mantenimiento preventivo periódico del mismo.

Además, la incorporación de bioflavonoides potencia los efectos antimicrobiamos por el efecto sinérgico que se establece con los restantes componentes de la fórmula.

 

salmocid 

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