En l'actualitat, el mètode més utilitzat per a la pasteurització d'aliments es l'aplicació de
calor, encara que en aquestes darreres dècades estan sorgint tecnologies alternatives, entre
les quals cal destacar l'ús dels polsos elèctrics d'alta intensitat de camp (PEAIC).
En llet, s'ha vist que amb l'aplicació d'aquesta tècnica es poden aconseguir alts nivells
d'inactivació microbiana, encara que igual que en altres productes, hi ha pocs estudis sobre
l'efecte que produeixen en enzims i components minoritaris. En aquest treball, s'ha estudiat
l'efecte dels PEAIC en una lipasa i una proteasa produides per dos bacteris psicròtrofs,
Pseudomonas fluorescens i Bacillus subtilis, respectivament, en llet o solució model
d'ultrafiltrat de llet (SMUL). A més, s'ha estudiat l'efecte dels PEAIC en diverses
vitamines tant hidrosolubles como liposolubles; per així, avaluar 1' efectivitat d'aquesta
tècnica en la inactivació d'enzims i el grau d'alteració que provoca en el valor nutricional
de la llet.
En primer lloc, es van elegir i validar els mètodes que s'utilitzarien per quantificar les
activitats d'ambdós enzims i el contingut en vitamines, observant-se que en tots els casos,
els mètodes van resultar fiables pel seu ús previst.
La llet o la SMUL amb la lipasa o proteasa es van processar mitjançant PEAIC o calor,
observant-se que amb PEAIC es va poder reduir en un elevat percentatge l'activitat
d'aquests enzims termoresistents, encara que l'efectivitat del tractament depèn de les
característiques del medi, les condicions de processat i de les característiques de l'equip de
tractament.
La lipasa de Pseudomonas fluorescens suspesa en SMUL va resultar resistent als
tractaments tèrmics de pasteurizació, mentre que quan es va sotmetre a un tractament
mitjançant PEAIC per tandes o en fluxe continu, l'activitat va disminuir amb l'augment de
la intensitat de camp (16.4-37.3 kV/cm) i el nombre de polsos (fins a 80 polsos). El
tractament per tandes va ser molt més efectiu que el continu, ja que aplicant densitats d'
energia similars (504.97 y 424.36 kJ/1) l'activitat es va reduir un 62.1% i un 13%,
respectivament.
La proteasa de Bacillus subtilis va resultar molt més resistent que la lipasa estudiada als
tractaments mitjançant PEAIC, tant en SMUL com en llet desnatada, ja que després d'
aplicar fins a 500 kJ/1 en tres equips diferents es va observar poca efectivitat en la
inactivació de la proteasa tant en el procés en tandes com en el continu. Per aconseguir una
inactivació considerable de l'enzim es van requerir tractaments de densitats d' energia
superiors a 6000 kJ/1. L'activitat de l'enzim suspès en SMUL o en llet (desnatada i sencera)
es va reduir amb 1' increment de la duració del tractament (fins a 895.8 (is), la intensitat de
camp (19.7-35.5 kV/cm), la densitat d'energia (fins a 6786.8 kJ/1) i la freqüència (66.66-
111.11 Hz). El medi en que els tractaments van resultar més efectius va ser la llet
desnatada, on es va aconseguir una inactivació del 81.1% després d'un tractament de
6559.8 kJ/1 a 111.11 Hz. Al pasteuritzar les mostres tèrmicamente es va observar un
comportament similar, ja que en condicions de pasteurización alta (75°C-15 s) l'enzim va
resultar molt més sensible en llet desnatada que en SMUL.
En ambdós casos, la reducció de l'activitat enzimàtica es va poder relacionar mitjançant
diversos models matemàtics respecte a la densitat d'energia, temps de tractament i/o
intensitat de camp.
L'efecte dels PEAIC en les vitamines (tiamina, riboflavina, àcid ascorbic, colecalciferol i
tocoferol) en llet i SMUL, es va estudiar aplicant tractaments de fins a 400 (is a intensitats
de camp de 18.3 a 27.1 kV/cm. L'efecte també es va comparar amb el resultant d'aplicar
diversos tractaments tèrmics. A excepció de l'àcid ascorbic, en cap cas es va produir
pèrdues significatives del contingut en vitamines. La llet va retenir major quantitat d'àcid
ascorbic després d'un tractament de 400 |j.s a 22.6 kV/cm (93.4%) que després d'aplicar
processos tèrmics de pasteurització baixa (49.7%) o alta (86.7%). La disminució del
contingut en àcid ascorbic va seguir una tendència de tipus exponencial en ambdós tipus de
tractament (PEAIC i calor). També es va observar que la retenció de vitamina després d'
aplicar el tractament mitjançant PEAIC va ser més alta en llet que en SMUL, demostrant-se
un efecte protector dels components naturals de la llet.
En aquest treball s'ha provat que els PEAIC poden ser una bona alternativa al tractament
tèrmic per la conservación de llet; ja que amb aquesta tècnica es poden aconseguir nivells
alts d'inactivació d'enzims indesitjables sense causar grans alteracions en el contingut en
vitamines.

En la actualidad, el método más usado para la pasteurización de alimentos es la aplicación
de calor, aunque en estas últimas décadas están surgiendo tecnologías alternativas entre las
que cabe destacar el uso de los pulsos eléctricos de alta intensidad de campo (PEAIC).
Se ha visto que con esta técnica se pueden conseguir altos niveles de inactivación
microbiana en leche, aunque al igual que en otros productos, hay pocos estudios acerca del
efecto que produce en enzimas y componentes minoritarios. En este trabajo, se ha estudiado
el efecto de los PEAIC en una lipasa y una proteasa producidas por dos bacterias
psicrótrofas, Pseudomonas flúor escens y Bacillus subtilis, respectivamente, suspendidas en
leche o solución modelo de ultrafiltrado de leche (SMUL). Además, se ha estudiado el
efecto de los PEAIC en diversas vitaminas tanto hidrosolubles como liposolubles; para así,
evaluar la efectividad de esta técnica en la inactivación de enzimas y el grado de alteración
que provoca en el valor nutricional de la leche.
En primer lugar, se eligieron y validaron los métodos que iban a ser usados para la
cuantificación de las actividades de ambos enzimas y el contenido en vitaminas,
observándose que en todos los casos, los métodos resultaron fiables para el uso previsto.
La leche o la SMUL conteniendo la lipasa o proteasa se procesó mediante PEAIC o calor,
observándose que mediante PEAIC se pudo reducir en un elevado porcentaje la actividad
de estos enzimas termoresistentes, aunque la efectividad del tratamiento dependió de las
características del medio, las condiciones de procesado y de las características del equipo
de tratamiento.
La lipasa de Pseudomonas fluorescens suspendida en SMUL resultó resistente a los
tratamientos térmicos de pasteurización, mientras que cuando se sometió a tratamientos
mediante PEAIC por tandas o en flujo continuo, la actividad disminuyó con el aumento de
la intensidad de campo (16.4-37.3 kV/cm) y el número de pulsos (hasta 80 pulsos). El
tratamiento por tandas fue mucho más efectivo que el continuo, ya que aplicando
densidades de energía similares (504.97 y 424.36 kJ/1) la actividad se redujo un 62.1% y un
13%, respectivamente.
La proteasa de Bacillus subtilis resultó mucho más resistente a los tratamientos mediante
PEAIC que la lipasa estudiada, tanto en SMUL como en leche desnatada, ya que después
de aplicar hasta 500 kJ/1 en equipos diferentes se observó poca efectividad en la
inactivación de la proteasa tanto en tratamiento por tandas como en flujo continuo. Para
conseguir una inactivación considerable del enzima se requirieron tratamientos de
densidades de energía superiores a 6000 kJ/1. La actividad del enzima suspendido en SMUL
o en leche (desnatada y entera) se redujo al aumentar la duración del tratamiento (hasta
895.8 u.s), la intensidad de campo (19.7-35.5 kV/cm), la densidad de energía (hasta 6786.8
U/1) y la frecuencia (66.66-111.11 Hz). El medio en que los tratamientos resultaron más
efectivos fue la leche desnatada, consiguiéndose una inactivación del 81.1% después de un
tratamiento de 6559.8 kJ/1 a 111.11 Hz. Al pasteurizar las muestras térmicamente, se
observó un comportamiento similar, ya que en condiciones de pasteurización alta (75°C-15
s) el enzima resultó mucho más sensible en leche desnatada que en SMUL.
En ambos casos, la reducción de la actividad enzimàtica se pudo relacionar mediante
diversos modelos matemáticos respecto a la densidad de energía, tiempo de tratamiento y/o
intensidad de campo.
El efecto de los PEAIC en las vitaminas (tiamina, riboflavina, ácido ascòrbico,
colecalciferol y tocoferol) en lèche y SMUL, se estudió aplicando tratamientos de hasta 400
(is a intensidades de campo de 18.3 a 27.1 kV/cm. El efecto también se comparò con el
resultante de aplicar diversos tratamientos térmicos. A excepción del ácido ascòrbico, en
ningún caso se produjeron pérdidas significativas del contenido en vitaminas. La leche
retuvo mayor cantidad de ácido ascòrbico después de un tratamiento de 400 jas a 22.6
kV/cm (93.4%) que después de aplicar procesos térmicos de pasteurización baja (49.7%) o
alta (86.7%). La disminución del contenido en ácido ascòrbico siguió una tendencia de tipo
exponencial en ambos tipos de tratamiento (PEAIC y calor). También se observó que la
retención de vitamina después de aplicar el tratamiento mediante PEAIC fue mayor en
leche que en SMUL, demostrándose un efecto protector de los componentes naturales de la
leche.
En este trabajo se ha probado que los PEAIC pueden ser una buena alternativa al
tratamiento térmico para la conservación de leche; ya que con esta técnica se pueden
conseguir niveles altos de inactivación de enzimas indeseables sin causar grandes
alteraciones en el contenido en vitaminas.

Nowadays, the most used method for food pasteurization is the application of heat.
Nevertheless, in the last decades, several alternative technologies are emerging and one of
the most promising is high intensity pulsed electric fields (HIPEF).
In milk, high levels of microbial destruction can be achieved using this technology.
However, as for other products, few studies exist about the effect of HIPEF on enzymes
and other minor food components. In this work, the effect of HIPEF on a lipase and a
protease produced by the psychrothophic bacteria Pseudomonas fluorescens and Bacillus
subiilis, suspended in milk or simulated milk ultrafiltrate (SMUF) has been studied. The
effect of HIPEF on several hidro or liposoluble vitamins has also been studied in order to
know the effectiveness of this technology in inactivating undesirable enzymes and the
changes that cause on the nutritional value of milk.
First or all, the methods required for the quantification of enzyme activities and vitamin
content were chosen and validated. It was observed that in all the cases, the methods
resulted reliable for their use.
Milk or SMUF samples containing lipase or protease were processed by HIPEF or heat.
HIPEF could reduce quite a lot the activity of this thermorésistant enzymes, although
treatments effectiveness depended on the medium characteristics, process conditions and
equipment configuration.
Lipase from Pseudomonas fluorescens suspended in SMUF resulted resistant to thermal
pasteurization, whereas when subjected to a batch or a continuous mode HIPEF treatment,
its activity decreased with the increase of the field strength (16.4-37.3 kV/cm) and the
number of pulses (up to 80 pulses). The batch mode treatment was much more effective
than that on continuous mode, since after applying similar energy densities (504.97 and
424.36 kJ/1) the activity was reduced a 62.1% and a 13%, respectively.
Protease from Bacillus subtilis resulted much more resistant than the evaluated lipase to
HIPEF processes whatever was the treatment medium (SMUL, skim milk). After FflPEF
treatments of up to 500 kJ/1 using different equipments (batch or continuous), low
effectiveness on protease inactivation was observed. To achieve a notable level of enzyme
inactivation, treatments of energy densities higher than 6000 kJ/1 were required.
Protease activity suspended in SMUF or milk (skim or whole milk) subjected to HIPEF
decreased with the increase of the treatment duration (up to 895.8 (as), field strength (19.7-
35.5 kV/cm), energy density (up to 6786.8 kJ/1) and the pulse repetition rate (66.66-111.11
Hz).
Treatments resulted more effective in skim milk than in SMUF and whole milk, since up to
a 81.1% inactivation was achieved after a HIPEF treatment of 6559.8 kJ/1 at 111.11 Hz.
When samples were processed thermally, a similar behavior was observed, since the
enzyme resulted more sensitive in skim milk than in SMUF after a pasteurization process
(75°C-15 s).
In both cases, the reduction of enzyme activity could be fitted to several mathematical
models related to the energy density, treatment time and/or field strength.
The effect of HIPEF on vitamins (thiamin, riboflavin, ascorbic acid, cholecalciferol and
tocopherol) in milk and SMUF, was studied by applying treatments of up to 400 (is at field
strengths form 18.3 to 27.1 kV/cm. The effect of HIPEF on vitamins was also compared to
that of thermal pasteurization. Only ascorbic acid showed changes on its content after
HIPEF or thermal treatments. Milk retained higher levels of ascorbic acid after a HIPEF
treatment of 400 (is at 22.6 kV/cm (93.4%) than after thermal pasteurization processes of
63°C-30 min (49.7%) or 75°C-15 s (86.7%). Ascorbic acid content reduction followed an
exponential model in both cases (HIPEF and heat). It was also observed that vitamin
retention after a HIPEF treatment was higher in milk than in SMUF, demonstrating a
protective effect of milk components.
In this work, it has been proved that HIPEF might be a good alternative to thermal process
for food preservation. Using this technology, high levels of enzyme inactivation can be
achieved without causing important changes in the vitamin content.