Calidad microbiológica de un alimento a base de alga cochayuyo (Durvillaea antartica) impreso en 3D y determinación de las condiciones óptimas de almacenamiento en refrigeración y congelación

Abstract

La crisis climática global y los procesos de globalización proyectan escenarios complejos para la disponibilidad futura de alimentos, lo que ha impulsado a la industria alimentaria a explorar tecnologías innovadoras que permitan diversificar las matrices alimentarias y optimizar los procesos productivos. En este contexto, la impresión 3D de alimentos emerge como una alternativa tecnológica con alto potencial para el desarrollo de productos personalizados; sin embargo, su implementación requiere asegurar el cumplimiento de criterios de inocuidad microbiológica. El objetivo de este estudio fue evaluar la calidad microbiológica de un alimento impreso en 3D a base de alga cochayuyo (Durvillaea antarctica), considerando las distintas etapas del proceso productivo (materia prima, formulación e impresión 3D) analizando dos orígenes de materia prima (cochayuyo seco y cochayuyo comercial) y condiciones de almacenamiento bajo refrigeración y congelación. Para ello, se preparó la harina de cochayuyo sometiendo el alga a un proceso de secado en horno convector, evaluándose 3 temperaturas de secado (50, 60 y 70°C) durante un período de 5 horas, y se comparó con una muestra comercial mediante un análisis microbiológico de recuento de aerobios mesófilos (RAM). Posteriormente, se elaboró el alimento y se efectuaron análisis microbiológicos en las distintas etapas productivas y condiciones de almacenamiento. Se evaluaron los microorganismos RAM, Staphylococcus aureus, hongos y levaduras, coliformes totales y Escherichia coli. Los resultados fueron evaluados conforme a los criterios establecidos en el Manual de Inocuidad y Certificación de SERNAPESCA y el Reglamento Sanitario de los Alimentos (RSA). De acuerdo con los resultados obtenidos, se seleccionó la temperatura de secado de 60°C para la obtención de la harina de cochayuyo (muestra seca). Los resultados indicaron que el alimento elaborado mantuvo los valores de RAM y S. aureus dentro de los límites normativos en todas las etapas del proceso productivo. No se detectó la presencia de coliformes totales ni E. coli en ninguna de las etapas del proceso. En relación con hongos y levaduras, el cochayuyo seco presentó recuentos dentro de los parámetros normativos en todas las etapas, mientras que el cochayuyo comercial superó los límites establecidos en la etapa de análisis de materia prima. Respecto al almacenamiento, los recuentos de microorganismos RAM, S. aureus, coliformes totales y E. coli cumplieron con los criterios microbiológicos durante todo el período de refrigeración y congelación. No obstante, en los análisis de hongos y levaduras el alimento con cochayuyo seco superó los límites permitidos al día 5 de refrigeración, mientras que el alimento con cochayuyo comercial los superó a los días 10/15 de refrigeración y al día 30 de congelación. En conclusión, el estudio demuestra que la impresión 3D de alimentos a base de cochayuyo permite obtener productos microbiológicamente inocuos, siempre que se controle adecuadamente el origen de la materia prima y se definan las condiciones de almacenamiento apropiadas.

The global climate crisis and globalization processes pose complex challenges for future food availability, prompting the food industry to explore innovative technologies aimed at diversifying food matrices and optimizing production processes. In this context, 3D food printing has emerged as a promising technological alternative for the development of customized food products; however, its implementation requires strict compliance with microbiological safety criteria. The objective of this study was to evaluate the microbiological quality of a 3D-printed food product made from cochayuyo seaweed (Durvillaea antarctica), considering the different stages of the production process (raw material, formulation, and 3D printing). Two sources of raw material (dried cochayuyo and commercial cochayuyo) were analyzed, as well as storage conditions under refrigeration and freezing. Cochayuyo flour was obtained by drying the seaweed in a convection oven at three different temperatures (50, 60, and 70 °C) for 5 hours, and subsequently compared with a commercial sample through microbiological analysis of aerobic mesophilic bacteria counts (AMB). The food product was then formulated and subjected to microbiological analyses at the different production stages and storage conditions. The evaluated microorganisms included AMB, Staphylococcus aureus, fungi and yeasts, total coliforms, and Escherichia coli. Results were assessed according to the criteria established in the SERNAPESCA Food Safety and Certification Manual and the Food Sanitary Regulations (RSA). Based on the results obtained, a drying temperature of 60 °C was selected for the production of cochayuyo flour. The findings indicated that the formulated food maintained AMB and S. aureus counts within regulatory limits throughout all stages of the production process. Total coliforms and E. coli were not detected at any stage. Regarding fungi and yeasts, dried cochayuyo samples remained within acceptable limits at all stages, whereas commercial cochayuyo exceeded regulatory limits during the raw material analysis stage. With respect to storage, AMB, S. aureus, total coliforms, and E. coli counts complied with microbiological criteria throughout both refrigeration and freezing periods. However, fungi and yeast counts exceeded permissible limits in the dried cochayuyo formulation on day 5 of refrigeration, while the commercial cochayuyo formulation exceeded limits on days 10–15 of refrigeration and on day 30 of freezing. In conclusion, this study demonstrates that 3D food printing using cochayuyo can produce microbiologically safe food products, provided that raw material origin is carefully controlled and appropriate storage conditions are established.