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1. Introducción
La conservación de productos de origen animal para consumo humano es importante en la industria alimentaria, debido a la facilidad con que se multiplican diferentes tipos de microorganismos, entre los que se encuentran bacterias patógenas. Por lo anterior, la industria cárnica tiene grandes desafíos para conservar de manera efectiva este tipo de productos y así prolongar la vida útil, que aseguren la calidad, sin comprometer las características organolépticas. Los métodos convencionales de conservación, tales como la aplicación de aditivos químicos y procedimientos térmicos, han demostrado su eficacia en ciertos aspectos, pero conllevan restricciones e inquietudes vinculadas con la salud y la sostenibilidad del medio ambiente [1,2,3]
Dentro del grupo de los alimentos cárnicos procesados, el jamón de cerdo es un producto apetecido en muchas regiones del mundo [4]. Sin embargo, durante el proceso de elaboración y conservación, el control microbiológico de este producto es fundamental para evitar la proliferación de microorganismos patógenos que afecten la calidad sanitaria y sensorial [5]. Para evitar o reducir estos problemas, la industria cárnica ha utilizado conservantes sintéticos como los nitritos y nitratos, que han tenido efectos muy buenos en la conservación de los distintos productos; pero varios estudios han demostrado que este tipo de aditivo tienen efectos secundarios perjudiciales para el consumidor [6].
En consonancia con lo anterior, los estudios se han encaminado al uso de conservantes naturales. En este grupo están los bioconservantes, como los obtenidos de bacterias ácidolácticas (BAL) [7]. Los estudios realizados con estas bacterias demuestran que su utilización en alimentos cárnicos es una alternativa prometedora para mejorar la estabilidad microbiológica y la vida útil, sin afectar su calidad organoléptica y en otros casos mejorando la misma [6].
Dentro de este grupo de bacterias, Lactobacillus gasseri ha demostrado propiedades bioconservantes debido a su capacidad para producir distintos tipos de metabolitos antimicrobianos, que han presentado un mango efectivo en patógenos como Listeria monocytogenes [8]. De igual manera, el sobrenadante obtenido durante el cultivo de la bacteria lácticas contiene una mezcla compleja de compuestos bioactivos que pueden influir en la vida útil del jamón de cerdo. Diversos estudios han investigado el impacto de los metabolitos de Lactobacillus en la conservación de otros productos cárnicos y han mostrado resultados prometedores en términos de reducción de la carga microbiana y extensión de la vida útil [9,10,11]
Por lo anterior, el presente estudio tiene como objetivo evaluar el efecto bioconservante del sobrenadante de Lactobacillus gasseri en el jamón de cerdo.
2. Metodología
La investigación se realizó en el laboratorio del Grupo de Investigación PROBIOTEC-FORAPIS y laboratorios especializados de la Universidad de Nariño., ubicados en la ciudadela Universitaria Toro-bajo (Pasto-Nariño), que se encuentra a una temperatura promedio de 13°C y humedad relativa del 75 % y en los laboratorios del Valle.
Se usó la cepa láctica Lactobacillus gasseri ATCC 19992®, la cual se reconstituyó de acuerdo a las instrucciones del fabricante en caldo y agar Man, Rogosa y Sharpe (MRS) por 24 horas. Del cultivo reconstituido, se evaluó su crecimiento y pureza, para luego tomar un inoculó con asa de argolla por el método de estrías en cajas de Petri con agar MRS comercial estéril previamente preparado (este procedimiento se realizó en cámara de flujo laminar A-STWS900-CLE081-03), el cual se llevó a incubación a 37 °C por 24 horas en incubadora MEMMERT In 55 Single Display [12]. Al siguiente día, se revisaron las cajas de Petri para verificar el crecimiento y constatar la morfología del microorganismo a los niveles macroscópico y microscópico; de igual manera, se confirmó su pureza mediante Tinción de Gram, donde se reconoció su forma de bastón corto al observar al microscopio (Nikon, 3457). La conservación de la cepa láctica se realizó mediante resiembra semanal en dos medios de cultivo MRS (líquido y sólido) y bajo las mismas condiciones de tiempo y temperatura establecidas anteriormente [10].
Para la evaluación, se realizó el ajuste del inóculo de acuerdo con Crueger y Crueger [13] y se ajustó por Jurado-Gámez et al. [10]. Durante el proceso de incubación de la bacteria láctica se evaluó la cinética de crecimiento durante 24 horas con toma de muestras cada 3 horas, en este periodo se determinaron los parámetros crecimiento bacteriano (LN UFC/mL), consumo de proteína (g/mL), consumo de azúcar (g/mL), porcentaje de ácido láctico y pH. La determinación de los parámetros de la cinética de crecimiento se desarrolló de acuerdo con las metodologías descritas por Jurado-Gámez et al. [14].
Por otra parte, se hizo ensayos de inhibición con el sobrenadante de la bacteria láctica contra dos cepas patógenas Listeria monocytogenes y Escherichia coli) en condiciones in vitro mediante la metodología de Tag y MacGiven [15] adaptada por Jurado-Gámez et al. [16]. Se usaron discos de agar doble capa y difusión de pozos con concentraciones de 90,125 y 150μL, y el método discos modificado (PADS) con 80, 90 y 100,uL, respectivamente.
El proceso debioconservación del jamón de cerdo con el sobrenadante de L. gasserise basó en la metodología propuesta por Jarrín-Jarrín et al. [5]. Para ello, se obtuvo el sobrenadante de la bacteria láctica, de acuerdo con la fase logarítmica de crecimiento encontrada durante la cinética de fermentación. El cultivo se centrifugó a 12000 rpm, con una temperatura de 4°C y un tiempo de 15 min. Luego, se llevó a un pH cercano a 6, mediante la neutralización con NaOH (0,1 N) y finalmente se calentó a una temperatura de 65°C.
Del sobrenadante obtenido, se tomó 500 ,μL para cada muestra, de los cuales 300 , μL fueron inyectados y 200 , μL fueron suministrados por aspersión en los trozos de jamón (Li y Liu, 2021). Cada réplica estuvo constituida por 50 g de jamón, los cuales se llevaron a refrigeración (4°C) por 24 horas luego de su elaboración, al finalizar este tiempo comenzaron las mediciones de los distinto parámetros a evaluar. Los análisis se realizaron por un periodo de 21 días con tomas de muestras en los días 0,11 y 21.
Se usaron dos tratamientos testigos con jamón comercial, el uno sin ninguna adición (T1) y el otro con inyección de ácido láctico (T2), estos se compararon con el sobrenadante obtenido de L. gasseri (T3). Por lo que se tuvo 3 tratamientos para el análisis. Se evaluaron tres parámetros: microbiológicos, físico-químicos y organolépticos. Las variables microbiológicas fueron coliformes totales (ISO 4831), coliformes fecales (ISO7251), recuento de mesófilos (ISO 4833-1), Recuento de Staphylococcus Coagulasa positivo (ISO 68889), Recuento Esporas Clostridium Sulfito Reductor (ISO15213), Salmonella (ISO 6579) y Listeria (ISO 11290); los físico-químicos: pH, acidez y capacidad de retención de agua [5]; los organolépticos: color y olor. Finalmente, se determinó el grado de putrefacción del jamón en cada tratamiento, mediante la determinación de aminas biogénicas.
2.1. Diseño experimental y análisis estadístico
La recolección y organización de la información se realizó en hoja de cálculo Excel®. Se determinó estadística descriptiva para todas las variables. Se calculó la evolución de las cuatro variables medidas durante la cinética de fermentación mediante modelos lineales solamente durante la fase exponencial. Los resultados de la inhibición se compararon mediante un diseño completamente al azar y las diferencias se establecieron mediante la prueba paramétrica de Tukey. Mientras que, las variables microbiológicas para mesófilos y estafilococus y los parámetros físico-químicos mediante un diseño de medidas repetidas, donde se tuvo las variables como factor fijo y los muestreos como factor aleatorio. Las diferencias se determinaron con la prueba de Tukey Kramer y el ajuste del modelo se realizó con el Criterio de Información de AKAIKE. Por otra parte, las variables organolépticas olor y color se evaluaron mediante diagrama radial. Los análisis se realizaron en el paquete estadístico Statgraphics Centuriony Microsoft Excel.
3. Resultados y Discusión
3.1. Cinética de fermentación
Los resultados obtenidos para la cinética de fermentación de Lactobacillus gasseri muestran un crecimiento bacteriano de 30,0 LN UFC/mL a las 18 horas (Figura 1), un valor superior al reportado en estudios anteriores [9, 10,11]. Es importante destacar que este crecimiento puede estar influenciado por factores como la composición del medio de cultivo, donde la disponibilidad de nutrientes es clave para promover una fase exponencial prolongada. Diversos autores han demostrado que los lactobacilos responden favorablemente a medios enriquecidos, como el MRS, que contiene fuentes ricas en nitrógeno, vitaminas y minerales esenciales para su metabolismo [17].
En cuanto a la utilización de los nutrientes, se observó un mayor consumo de las proteínas en comparación con los azúcares, con consumos de 16,5 mg/mL por hora para proteínas frente a 1,47 mg/mL por hora para azúcares (Figura 1). Esto es consistente con estudios previos que sugieren una preferencia por fuentes de nitrógeno en lactobacilos durante su fase de crecimiento activo [11]. La explicación radica en la capacidad de las bacterias ácido lácticas para descomponer proteínas del medio y aprovechar los aminoácidos resultantes para la síntesis de nuevas proteínas y otras biomoléculas esenciales. Esta tendencia se ha observado también en trabajos de Thompson et al. [18], quienes reportan que, en medios con altos contenido de proteínas, los lactobacilos muestran un incremento en la expresión de genes relacionados con sistemas de transporte y metabolismo de aminoácidos, indicando un ajuste metabólico que optimiza el uso de proteínas como fuente primaria de nutrientes.
El pH tuvo una reducción de 0,094 unidades por hora y la acidez, un incremento de 0,092 % por hora. Esto refleja una actividad fermentativa por parte del microorganismo durante la cinética de fermentación (Figura 1). Estos cambios se deben a la producción de ácido láctico, el principal producto de la fermentación de carbohidratos por parte de lactobacillus [19]. Además de la producción de ácido láctico, es posible que L. gasseri también genera otros ácidos orgánicos secundarios como el ácido acético y el ácido butírico, aunque en menores concentraciones [20]. La presencia de estos metabolitos podría explicar el rápido descenso del pH, durante la cinética de fermentación, contribuyendo a una mayor eficacia en la inhibición de bacterias competidoras, especialmente patógenas como Escherichia coli y salmonella sp, lo cual ha sido documentado en estudios sobre la actividad antimicrobiana de cepas de lactobacilos [9].
A nivel industrial, estos hallazgos son de gran importancia por el creciente interés en el uso de [?] como probiótico y como adidtivo bioconservante. La eficiencia en el consumo de proteínas podría aprovecharse para formular medios de cultivo optimizados que no solo maximicen el rendimiento de biomasa, sino también la producción de metabolitos de interés. Además, se ha observado que L. gasseri puede desempeñar un papel importante en la mejora de la estabilidad y seguridad microbiológica de alimentos carnicos, gracias a su capacidad para acidificar el medio de manera rápida y eficaz, creando condiciones adversas para el crecimiento de patógenos y microorganismos indeseados [21].
3.2. Inhibición in vitro de L. gasseri
Los resultados de la evaluación del efecto inhibitorio de Lactobacillus gasseri sobre Listeria monocytogenes muestran actividad antimicrobiana, con halos de inhibición superiores a los 2 mm, como se observa en la Figura 2a. Estos datos son consistentes con la literatura, por cuanto la capacidad del sobrenadante de las bacterias ácido lácticas (BAL) inhiben el crecimiento de patógenos, tanto a través de la producción de ácido láctico como mediante otros metabolitos secundarios [5,12,14,16, 22].
Los resultados del sobrenadante de la bacteria láctica sobre Escherichia coli demostraron igual comportamiento al observado con la otra cepa patógena (figura 2b). Al respecto, la capacidad de inhibición de L. gasseri observada en ambas cepas bajo condiciones in vitro-muestra el potencial del sobrenadante como agente bioconservante, especialmente en aplicaciones de la industria alimentaria, donde el control de patógenos es crucial para garantizar la seguridad de los productos.
a: Listeria monocytogenes, b: Escherichiacoli, F-6: filtrado y pH 6; F-6-80: filtrado, pH 6 y 80°C; FS-6: sin filtrar y pH 6; SF-6-80: sin filtrar, pH 6 y 80°C.
Figura 2: Halos de inhibición de L. gasseri sobre bacterias patógenas.
Como se mencionó anteriormente, la efectividad del sobrenadante de cultivos de L. gasseri se explica por la presencia de diversos compuestos antimicrobianos. Además de la acidificación del medio, que es el resultado directo de la producción de ácido láctico. Los estudios demuestran que L. gasseri secreta varias bacteriocinas, como gassericin, que muestra una potente actividad contra patógenos Gram Positivos como Listeria monocytogenes [23]. Las bacteriocinas son péptidos antimicrobianos ribosomales que pueden actuar de manera específica sobre la membrana celular de los microorganismos patógenos, causando su lisis y muerte celular [17]. Esto las convierte en aditivos valiosos para la bioconservación de alimentos, al ser efectivas en bajas concentraciones y específicas contra patógenos sin afectar a la microbiota beneficiosa.
En cuanto a los mecanismos de inhibición, se reconocen varios factores adicionales además de la producción de ácido láctico y bacteriocinas. Para este caso, el sobrenadante puede contener ácidos orgánicos como ácido acético y ácido butírico, que ayudan a la reducción del pH e incrementa la permeabilidad de la membrana de los patógenos, afectando su viabilidad [24]. Además, la producción de peróxido de hidrógeno crea un ambiente oxidativo que dificulta el crecimiento de microorganismos anaerobios y facultativos, lo que proporciona un efecto antimicrobiano adicional [25].
El análisis de los diferentes tratamientos aplicados al sobrenadante (filtrado, pH ajustado, tratamiento térmico) demuestra una variabilidad en la eficacia inhibidora. Estas diferencias en los distintos métodos de obtención del sobrenadante mostraron un efecto negativo cuando se lleva el sobrenadante a los 80°C, dado que los halos de inhibición fueron menores en comparación con los otros métodos (p<0,05) (Figura 2). Estos resultados sugieren que el tratamiento térmico puede afectar negativamente la actividad antimicrobiana del sobrenadante, posiblemente debido a la inactivación de compuestos termolábiles como ciertas bacteriocinas y metabolitos volátiles. Esto es consistente con estudios previos donde la exposición a altas temperaturas reduce la actividad biológica de los extractos bacterianos, al degradar componentes bioactivos esenciales para la inhibición de patógenos [26].
En este contexto, el uso de sobrenadantes no filtrados y sin tratamiento térmico maximiza la eficacia como agente bioconservante, esto posiblemente se deba a que preserva la actividad antimicrobiana de los compuestos presentes en el sobrenadante, lo que es especialmente beneficioso para la conservación de productos cárnicos procesados. Estudios recientes han mostrado que la aplicación de sobrenadantes de BAL en alimentos listos para el consumo puede reducir la prevalencia de patógenos como Listeria monocytogenes y Escherichiacoli, mejorando así la seguridad y calidad microbiológica del producto [27].
3.3. Bioconservación del jamón de cerdo precocido
3.3.1. Aspectos microbiológicos
Los resultados obtenidos en la evaluación microbiológica del jamón de cerdo cocido indican inhibición del crecimiento de la mayoría de los microorganismos evaluados. Se observó la ausencia de Coliformes Totales, Coliformes Fecales, Staphylococcus spp., Clostridium spp., Salmonella spp. y Listeria monocytogenes en todas las muestras durante los días 1,11 y 21 de almacenamiento. De manera especial, la ausencia de Salmonella y Listeria es un resultado positivo, debido a que estos microorganismos han sido uno de los problemas de salud pública más importantes para la industria cárnica en los últimos años. De esta manera, se demuestra que el sobrenadante de L. gasseri tiene efectividad en la reducción del crecimiento de microorganismos patógenos en productos cárnicos cocidos como el jamón de cerdo y que este efecto es duradero, similar a los tratamientos de conservación tradicionales, por lo que pueden reemplazar a estos últimos.
En la literatura se encuentra varios estudios que evalúan la conservación de diferentes productos cárnicos mediante distintos tipos de bacterias acido lácticas y sus compuestos metabólicos. Así, el estudio realizado por Milani et al. [28] demostró que 46 cepas de BAL aisladas de productos cárnicos en el mediterráneo mostraron actividad contra Listeria y entre las cepas más activas se encontraron la presencia de genes que codifican al menos una bacteriocina, siendo este metabolito la principal fuente de inhibición de la bacteria patógena. Resultados similares fueron encontrados por Tönz et al. [27], quienes aislaron 274 cepas de BAL en 30 productos cárnicos diferentes, 51 de las cuales exhibieron actividad contra L. monocytogenes relacionada principalmente con la producción de bacteriocinas de clase II, estos datos corroboran los resultados obtenidos en este investigación y pone en evidencia la importancia de seguir estudiando el efecto bioconservador de los metabolitos antimicrobiano producidos por bacterias del género ácido láctico (L. gasseri).
El ácido láctico, uno de los principales metabolitos generados por L. gasseri, es bien conocido por su capacidad para reducir el pH y crear un ambiente hostil para muchos patógenos alimentarios [29]. Sin embargo, el hecho de que los patógenos fueran completamente inhibidos durante todo el periodo de almacenamiento también puede atribuirse a otros compuestos antimicrobianos presentes en el sobrenadante, como las bacteriocinas y el peróxido de hidrógeno. Aunque la concentración de estos compuestos puede haber disminuido con el tiempo, la ausencia de crecimiento microbiano sugiere que los niveles iniciales fueron suficientes para mantener una barrera antimicrobiana efectiva.
En comparación con el tratamiento convencional de ácido láctico, que se utiliza comúnmente en la industria cárnica para inhibir patógenos mediante la acidificación de los productos, el uso de sobrenadante de L. gasseri se presenta como una opción atractiva por su enfoque más integral. El ácido láctico actúa principalmente al reducir el pH del medio, lo que inhibe el crecimiento bacteriano en las primeras etapas del almacenamiento[30]. Sin embargo, este efecto es temporal, ya que la acidificación puede neutralizarse con el tiempo debido a las interacciones con otros componentes del alimento o por la actividad de microorganismos no patógenos presentes en el producto [31]. En cambio, el sobrenadante de L. gasseri, al ser una mezcla de compuestos antimicrobianos generados en condiciones controladas, puede haber tenido un efecto más prolongado debido a la acción combinada de varios metabolitos, más allá de la simple reducción del pH. Además, dado que el sobrenadante de L. gasseri no depende de la presencia de una cepa viva, su efecto antimicrobiano no se ve afectado por la neutralización o el agotamiento de la población bacteriana, lo que podría ocurrir en otros tratamientos basados en microorganismos vivos [32].
Este estudio respalda los hallazgos de investigaciones previas que han demostrado la efectividad de los sobrenadantes bacterianos para la bioconservación de alimentos, específicamente en productos cárnicos. En investigaciones como las de Jurado et al. [5] y Costantini et al. [30], se observó que los sobrenadantes de especies de Lactobacillus inhiben de manera significativa el crecimiento de patógenos como Listeria monocytogenes y Salmonella enterica en alimentos cárnicos, utilizando únicamente los metabolitos sin la necesidad de mantener cultivos vivos. En estos estudios, los sobrenadantes bacterianos fueron efectivos para mantener la seguridad microbiológica de los productos durante los primeros días de almacenamiento, similar a lo que se observó en el presente trabajo.
De igual manera, el estudio de Jurado-Gamez et al. [12] sobre el uso de Lactobacillus en productos cárnicos curados también corroboró que los sobrenadantes bacterianos son una alternativa viable para la inhibición de Listeria monocytogenes y otros patógenos, sin comprometer las características sensoriales del producto. Estos hallazgos son particularmente relevantes dado que, en el presente estudio, no se reportaron alteraciones sensoriales notables en el jamón tratado, lo que subraya la viabilidad del sobrenadante de L. gasseri en aplicaciones industriales.
Los resultados obtenidos para el crecimiento de mesófilos en las diferentes muestras de jamón de cerdo, reflejan diferencias significativas en el comportamiento de los microorganismos en función del tratamiento y el tiempo de almacenamiento (Figura 3). Inicialmente, las cargas microbianas de mesófilos para los tres tratamientos fueron comparables, con valores de 6,31 UFC/g para el tratamiento testigo de jamón comercial, 6,20 UFC/g para ácido láctico y 5,98 UFC/g para sobrenadante de L. gasseri. Estas diferencias iniciales no fueron estadísticamente significativas (p>0.05), lo que indica que los tratamientos no tuvieron un impacto inmediato sobre la carga bacteriana inicial.
Sin embargo, las diferencias entre los tratamientos se hicieron más evidentes con el tiempo, especialmente en los días 11 y 21 de almacenamiento. En particular, el testigo de jamón comercial mostró un crecimiento significativamente mayor en la población de mesófilos en comparación con los otros dos tratamientos, alcanzando valores de 19,45 UFC/g y 37,20 UFC/g en los días 11 y 21, respectivamente. Este comportamiento sugiere que, las condiciones de almacenamiento favorecieron el crecimiento de microorganismos mesófilos, lo cual es consistente con estudios previos que han reportado un crecimiento acelerado de microorganismos deteriorantes en productos cárnicos sin la intervención de agentes conservantes [6].
En el tratamiento con ácido láctico, se observó un crecimiento moderado de mesófilos en comparación con el testigo. Aunque el ácido láctico ejerce una acción antimicrobiana al reducir el pH del producto, el crecimiento de mesófilos no fue completamente inhibido. Esto puede explicarse por la acción temporal del ácido láctico, que podría haber disminuido su efectividad a medida que el pH se estabiliza, lo que permitió una proliferación bacteriana moderada, aunque más controlada que en el testigo [20].
Por otro lado, el tratamiento con sobrenadante de Lactobacillus gasseri resultó en la menor proliferación bacteriana a lo largo de todo el período de almacenamiento. A pesar de la similaridad de las cargas bacterianas iniciales, el crecimiento de mesófilos fue significativamente menor, alcanzando valores de 23,47 UFC/g en el día 21. Estos resultados sugieren que los metabolitos presentes en el sobrenadante de L. gasseri tuvieron un efecto inhibitorio más duradero sobre los microorganismos mesófilos. La menor proliferación bacteriana observada en este tratamiento está en línea con investigaciones previas que han demostrado que los sobrenadantes de Lactobacillus contienen compuestos antimicrobianos que ejercen un efecto bacteriostático, inhibiendo el crecimiento de microorganismos deteriorantes sin necesidad de mantener la cepa viva [9, 29, 33, 34].
Estos resultados son consistentes con trabajos previos que han evaluado el uso de sobrenadantes de Lactobacillus en productos cárnicos. Un estudio realizado por Gao et al. [9] sobre la bioconservación de productos cárnicos curados mediante el uso de sobrenadantes de Lactobacillus reportó una inhibición significativa de la proliferación bacteriana, particularmente de Listeria monocytogenes y Salmonella spp., durante los primeros días de almacenamiento. Aunque la proliferación de mesófilos fue más moderada en comparación con los resultados obtenidos en este estudio, se observó un patrón similar, con una inhibición más eficaz de los patógenos en el sobrenadante de Lactobacillus en comparación con el control sin tratamiento.
Asimismo, en el trabajo de Adhikariet al. [35], el uso de sobrenadantes de bacterias lácticas demostró ser eficaz en la reducción de Staphylococcus aureus y otros mesófilos en productos cárnicos curados, corroborando la tendencia observada en este estudio de que los sobrenadantes bacterianos pueden ofrecer una ventaja en términos de bioconservación. Estos efectos se atribuyen a la combinación de compuestos antimicrobianos generados durante la fermentación, como las bacteriocinas, que actúan de manera sinérgica con la acidificación del producto.
pH
La evolución del pH en los tratamientos evaluados reflejó un comportamiento distintivo. En el caso del tratamiento de jamón comercial, se observó un aumento significativo del pH desde el valor inicial de 5,7 en el día 1 a 6,3 en el día 21, con diferencias estadísticamente significativas (p<0.05, Figura 4). Este aumento en el pH puede estar relacionado con la proliferación bacteriana y la descomposición proteica, que conducen a la formación de aminas, compuestos nitrogenados básicos y otros productos que aumentan la alcalinidad del medio. Este fenómeno es esperado en productos cárnicos sin tratamiento antimicrobiano, donde las bacterias deteriorantes pueden aumentar el pH a medida que se desarrollan en un ambiente propicio para su crecimiento [36].
En el tratamiento con ácido láctico, se observó un ligero incremento del pH de 5,6 a 5,9 durante el almacenamiento (p<0.05, Figura 5), lo que es consistente con la acción conservante esperada del ácido láctico. Este comportamiento sugiere que, aunque el ácido láctico tiene un efecto antimicrobiano inmediato, su eficacia disminuye con el tiempo, lo que podría resultar en un pequeño aumento en el pH debido a la neutralización parcial del ácido en el producto. El pH ligeramente más bajo en comparación con el jamón comercial indica que la adición de ácido láctico proporciona cierto control sobre el ambiente microbiano, aunque no logra evitar completamente el aumento del pH asociado al crecimiento bacteriano.
Sin embargo, el tratamiento con sobrenadante de Lactobacillus gasseri presentó resultados sobresalientes al mantener el pH entre 5.4 al inicio y 5.5 al final del período de almacenamiento (p>0.05), sin diferencias significativas entre los tiempos. Este comportamiento estabilizador del pH podría atribuirse a los metabolitos antimicrobianos presentes en el sobrenadante, que incluyen ácidos orgánicos, bacteriocinas y peróxido de hidrógeno, los cuales pueden inhibir la proliferación bacteriana, ralentizando el proceso de descomposición y la producción de compuestos alcalinos. La ausencia de fluctuaciones significativas en el pH sugiere que el sobrenadante de L. gasseri no solo mantiene un entorno ácido más estable durante el almacenamiento, sino que también promueve un ambiente menos favorable para los microorganismos deteriorantes. Este hallazgo está en línea con investigaciones previas que han demostrado que los sobrenadantes de bacterias lácticas pueden ejercer efectos bacteriostáticos prolongados sin la necesidad de mantener la cepa viva, gracias a la acción de los metabolitos generados durante el proceso de fermentación [5, 14, 16, 37].
Capacidad de Retención de Agua (CRA)
La capacidad de retención de agua (CRA) es otro parámetro clave que refleja la calidad del producto en términos de jugosidad y textura. En este estudio, se observó una disminución significativa de la CRA en el tratamiento de jamón comercial, con un descenso en la retención de agua (p<0.05, Figura 5). Este comportamiento podría explicarse por la descomposición de proteínas musculares y la liberación de agua libre durante el almacenamiento, fenómenos comunes en productos cárnicos sin intervención de conservantes o aditivos antimicrobianos. Además, el aumento del pH y la actividad microbiana contribuyen a la degradación de las proteínas estructurales, reduciendo la capacidad de la carne para retener agua [5].
Por otro lado, los tratamientos con ácido láctico y sobrenadante de Lactobacillus gasseri no mostraron diferencias significativas en la CRA durante los 21 días de almacenamiento (p>0.05, Figura 5), lo que indica que ambos tratamientos fueron efectivos en la preservación de la estructura proteica y la retención de agua del jamón cocido. La adición de ácido láctico puede haber ayudado a mantener la integridad de las proteínas musculares durante el almacenamiento, inhibiendo la acción de enzimas proteolíticas y microorganismos deteriorantes. En el caso del sobrenadante de L. gasseri, los metabolitos antimicrobianos pueden haber ejercido un efecto sinérgico que protege las proteínas musculares, minimizando su desnaturalización y, por lo tanto, preservando la retención de agua en el producto.
Acidez
En cuanto a la acidez, los resultados no mostraron diferencias significativas entre los tratamientos ni a lo largo del tiempo de almacenamiento (p>0.05, Figura 6), lo que sugiere que todos los tratamientos mantuvieron un nivel de acidez similar. La acidez titulable no se vio afectada de manera significativa por los tratamientos, lo cual es esperado en productos como el jamón cocido, donde el efecto del ácido láctico o los metabolitos bacterianos sobre la acidez puede ser más moderado en comparación con productos más ácidos o fermentados. Sin embargo, la estabilidad del pH en el tratamiento con sobrenadante de L. gasseri podría indicar que la producción de ácidos y otros compuestos antimicrobianos se mantuvo de manera constante, contribuyendo indirectamente a la preservación del producto sin alterar drásticamente la acidez general.
En un estudio de Seddik et al. [29], el uso de sobrenadantes de Lactobacillus en productos cárnicos curados mostró una estabilización del pH y una preservación de la CRA similar a la observada en este estudio.
3.3.3. Aspecto organoléptico
Los resultados para las características organolépticas color y olor se pueden apreciar en la figura 7.
En cuanto al color, se encontró un deterioro progresivo en todos los tratamientos evaluados. Sin embargo, no hubo diferencias significativas en la tasa de deterioro entre los tratamientos. Esto sugiere que el sobrenadante de Lactobacillus gasseri no posee un efecto protector suficiente para la retención del color del jamón de cerdo. Este hallazgo es consistente con estudios previos que han reportado que la aplicación de bacterias lácticas y sus metabolitos, aunque efectivas para inhibir el crecimiento microbiano, no siempre logran preservar el color en productos cárnicos. Al respecto, Vinderola et al. [30] encontraron que las bacterias lácticas no alteraban de manera significativa el deterioro del color en productos curados, similar a lo observado en este estudio. Además, Ramos et al. [20] observaron que el uso de sobrenadantes bacterianos no resultó en una mejora sustancial en la conservación del color, sugiriendo que factores como la oxidación lipídica y la interacción con el oxígeno pueden ser los principales responsables de este deterioro, más allá de la acción de los metabolitos bacterianos.
Respecto al olor, también se observó un deterioro gradual en todos los tratamientos a medida que avanzaban los días de almacenamiento, sin diferencias notables entre el tratamiento con sobrenadante de Lactobacillus gasseri y los otros dos tratamientos. Este patrón sugiere que el sobrenadante bacteriano no tiene un impacto significativo en la conservación de los aromas del jamón de cerdo. Los productos cárnicos son susceptibles a la producción de compuestos volátiles indeseables, como aminas biógenas y ácidos grasos volátiles, que son responsables de la pérdida de calidad en el aroma. Sin embargo, a pesar de la presencia del sobrenadante, no se logró prevenir de manera eficaz la formación de estos compuestos. Este resultado es consistente con los hallazgos de Hernández et al. [38], quienes observaron que el uso de sobrenadantes bacterianos en carne de cerdo no tuvo un efecto significativo sobre la conservación del aroma, lo que podría estar relacionado con la complejidad de los factores que contribuyen al deterioro sensorial del producto. Además, estudios como el de Aguero et al. [39] también concluyeron que la adición de ácido láctico o metabolitos bacterianos no tuvo un impacto importante en la preservación del aroma, aunque sí contribuyó a un control microbiano limitado.
4. Conclusiones
El sobrenadante de Lactobacillus gasseri fue un conservante efectivo para el jamón de cerdo, reduciendo significativamente patógenos como Listeria monocytogenes y Escherichia coli. La presencia de metabolitos antimicrobianos, como ácido láctico y bacteriocinas, posiblemente contribuyó a la inhibición del crecimiento microbiano durante el día 21. Además, el tratamiento permitió estabilizar el pH y preservar la capacidad de retención de agua, manteniendo la calidad físico-química del producto. Sin embargo, no se observaron mqoras notables en los aspectos sensoriales como el color y el aroma, los cuales presentaron un deterioro progresivo similar al de los tratamientos convencionales. Estos resultados sugieren que el sobrenadante es eficaz para prolongar la vida útil microbiológica, aunque su impacto en las características sensoriales es limitado.
