ECOLOGÍA MICROBIANA DE LOS ALIMENTOS Documento-Resumen Documento-Resum en elaborado por:
Osvaldo Esteban Suescún Montoya Médico Veterinario Magíster en Salud Pública Magíster en Epidemiología Universidad de Antioquia
e-mail:
[email protected] T.P. Nro. 21402 (Ley 073 de 1985)
ECOLOGÍA MICROBIANA DE LOS ALIMENTOS La ecología es la ciencia que estudia las relaciones que se dan entre los organismos vivos y su ambiente. En este mismo sentido, la ecología microbiana de los alimentos comprende el estudio de todo lo relacionado con: Los principios generales que determinan la alteración microbiana de los alimentos Los factores que condicionan la supervivencia y la proliferación proliferaci ón de los microorganismo microorganismoss en los alimentos alimentos La perecibilidad de los alimentos El riesgo epidemiológico de los alimentos La priorización de los alimentos en los programas de protección sanitaria de los alimentos alimentos Las actividades de prevención y control de la contaminación de los alimentos Los análisis microbiológicos y toxicológicos de los productos alimenticios alimenticios
I. ALTERACIÓN DE LOS ALIMENTOS Por alteración de los alimentos se entiende el proceso de degradación o transformación parcial o total de sus constituyentes, ocasionado por agentes biológicos (micro flora saprofita), físicos (temperatura-tiempo) o químicos (humedad, oxidación y p.H.), que los desdoblan en sustancias más simples, dándoles propiedades organolépticas anormales. La degradación de los carbohidratos se conoce como fermentación, la de los lípidos, como rancidez y la de las proteínas, como putrefacción.
I. ALTERACIÓN DE LOS ALIMENTOS En la mayoría de las alteraciones de los alimentos ocurren asociaciones de varios tipos de microorganismos, que son los causantes de la degradación: Los microorganismos dominantes determinan - en primera instancia - el tipo de alteración, ya que inician el proceso de descomposición. No siempre son los más abundantes, pero sí los de mayor actividad enzimática.
Los microorganismos de sucesión continúan la labor iniciada por los dominantes, aprovechando las sustancias producidas inicialmente y que son indispensables para su desarrollo.
II. FACTORES QUE AFECTAN LA PROLIFERACIÓN MICROBIANA Los factores que afectan la proliferación microbiana en los alimentos, son de 4 tipos: 1. Factores intrínsecos 2. Factores extrínsecos 3. Factores de procesamiento 4. Factores implícitos
II. FACTORES QUE AFECTAN LA PROLIFERACIÓN MICROBIANA A. Factores intrínsecos. Están conformados por las características físicas, químicas y bioquímicas propias de los alimentos, como son:
1. Nutrientes: Carbohidratos, lípidos, proteínas, sales minerales y vitaminas. Algunas especies de microorganismos, como las saprofitas, son poco exigentes y crecen bien sobre una gran variedad de nutrientes; otras, como las patógenas, son más exigentes, creciendo únicamente en un número limitado de sustratos. Los nutrientes que componen un alimento y sus proporciones son importantes para determinar cuáles son los microorganismos saprofitos, patógenos o toxigénicos que tienen mayor probabilidad de desarrollarse en él.
II. FACTORES QUE AFECTAN LA PROLIFERACIÓN MICROBIANA 2. Potencial de hidrogeniones, (pH):
Cada microorganismo tiene un pH de crecimiento óptimo. La mayoría de las bacterias crecen a un pH casi neutro (6.6 - 7.5). Las levaduras se ven favorecidas por un medio ácido, aunque algunas crecen bien en un medio alcalino. Casi todas las
bacterias patógenas y toxigénicas prefieren un pH cercano a 7. .
II. FACTORES QUE AFECTAN LA PROLIFERACIÓN MICROBIANA 3. Potencial redox, (Eh): Se refiere al grado de oxidación
de un alimento y se expresa como Eh. Si tiene tendencia a oxidarse (ceder electrones), su potencial redox será positivo (+) y si tiene tendencia a reducirse (captar electrones), su potencial redox será negativo (-). El valor de Eh de un sustrato es un importante factor de selección para el crecimiento microbiano. Así pues, tendremos microorganismos: aerobios, anaerobios, aerobios facultativos y microaerófilos, según sean sus requerimientos de oxígeno atmosférico
II. FACTORES QUE AFECTAN LA PROLIFERACIÓN MICROBIANA 4. Coeficiente de actividad del agua (Aw):
Llamado también agua libre, agua no ligada o agua aprovechable. Es el estado en el cual se encuentran las moléculas de agua libres en los alimentos, las cuales son aprovechadas por los microorganismos para su desarrollo. A mayor coeficiente de actividad del agua que posea un alimento, mayor es su riesgo de contaminación microbiana. La mayoría de los microorganismos patógenos, toxigénicos y saprofitos crecen óptimamente en un rango de Aw de 0.98 hacia arriba. Los mohos y levaduras de alteración prosperan bien en un rango de Aw entre 0.93 y 0.85.
II. FACTORES QUE AFECTAN LA PROLIFERACIÓN MICROBIANA 5. Constituyentes antimicrobianos:
Los alimentos naturales pueden contener compuestos que inhiben más a unos microorganismos que a otros. Por ejemplo: la lactoperoxidasa de la leche cruda es activa contra algunos Streptococcus ; la lisozima de los huevos es activa contra Micrococcus. La mayoría de estos compuestos se inactivan con el almacenamiento o con la temperatura. También tienen efectos antimicrobianos algunas especies comunes ( cebolla, ajo, perejil, etc.) y otras sustancias que se agregan a los alimentos (ácidos acético, benzoico, cítrico, láctico, propiónico).
II. FACTORES QUE AFECTAN LA PROLIFERACIÓN MICROBIANA 6. Cambios en los constituyentes coloidales:
El tratamiento térmico puede cambiar no sólo la composición de un alimento, sino también su estructura, ablandando los tejidos, liberando o reteniendo humedad, y destruyendo o formando soluciones coloidales. Las proteínas pueden desnaturalizarse por el calor y los gérmenes pueden disponer de ellas más fácilmente que en su estado original. Por esto, los alimentos cocidos son, en general, más fácilmente descompuestos que los alimentos frescos.
II. FACTORES QUE AFECTAN LA PROLIFERACIÓN MICROBIANA 7. Estructura biológica:
Existen algunos alimentos que por naturaleza poseen una cubierta protectora que impide que los microorganismos penetren a su interior, como ocurre con la cáscara de los huevos, las escamas de los peces, la piel de las frutas y verduras, etc.
II. FACTORES QUE AFECTAN LA PROLIFERACIÓN MICROBIANA B. Factores extrínsecos. Están constituidos por aquellas propiedades del ambiente que afectan tanto a los alimentos como a los microorganismos. Estos factores, son:
1. Temperatura: La temperatura es probablemente el factor ambiental que más afecta la supervivencia y el desarrollo de los microorganismos.
II. FACTORES QUE AFECTAN LA PROLIFERACIÓN MICROBIANA Existe una franja de temperatura bastante amplia para su crecimiento, la cual puede oscilar entre - 8° C y + 90° C y de acuerdo con las temperaturas óptimas de crecimiento, los microorganismos se clasifican en: Psicrófilos (- 8° C a 4° C) Mesófilos (5° C a 45° C) Termófilos (46° C a 90° C)
II. FACTORES QUE AFECTAN LA PROLIFERACIÓN MICROBIANA 2. Humedad relativa ambiental: El agua libre (Aw) de un alimento tiende a igualarse con la humedad del ambiente o viceversa, estableciéndose un intercambio dinámico entre ambas. Por tal motivo, es importante conocer la proporción de agua libre en los alimentos y la humedad relativa del ambiente, con el fin de determinar en cuál sentido se produce el desplazamiento de agua.
II. FACTORES QUE AFECTAN LA PROLIFERACIÓN MICROBIANA Si un alimento seco se almacena en un ambiente húmedo, se hidrata y aumenta su proporción de agua libre (Aw), aumentando su riesgo de alteración. Por el contrario, si un alimento con un alto contenido de agua libre se almacena en un ambiente seco, se deshidrata y aumenta su contenido de agua libre (Aw) en la superficie, haciéndose más vulnerable a la contaminación microbiana.
II. FACTORES QUE AFECTAN LA PROLIFERACIÓN MICROBIANA 3. Ambiente atmosférico: Existe una flora microbiana que requiere oxígeno para su crecimiento. Si se modifica la atmósfera en la cual se almacenan los alimentos, se logra controlar el desarrollo de los microorganismos aerobios. Ej. conservación de carnes, huevos, frutas y hortalizas en atmósferas de nitrógeno, anhídrido sulfuroso o anhídrido carbónico, y envasado de alimentos al vacío.
II. FACTORES QUE AFECTAN LA PROLIFERACIÓN MICROBIANA C. Factores de procesamiento. Están relacionados con los métodos de conservación de los alimentos que tienen la finalidad de destruir los microorganismos, obstaculizar su desarrollo, inactivar las enzimas microbianas o retrasar algunas reacciones químicas.
II. FACTORES QUE AFECTAN LA PROLIFERACIÓN MICROBIANA 1. Aplicación de calor:
El mecanismo por el cual se produce el efecto del calor sobre los microorganismos, se presume que es por coagulación de sus proteínas y por la inactivación de las enzimas necesarias para su metabolismo. El tratamiento térmico (appertización, pasteurización, cocción, horneado, freído, deshidratación, ahumado en caliente) necesario para destruir los microorganismos varía con la clase de microorganismo, su estado y las condiciones ambientales, y está establecido que el orden de la termo destrucción es logarítmico.
II. FACTORES QUE AFECTAN LA PROLIFERACIÓN MICROBIANA 2. Aplicación de frío. Este procedimiento incluye los siguientes métodos:
2.1. Refrigeración (de 0° C a 8° C) 2.2. Congelación (de -18° C a 0º C)
2.3. Liofilización (congelación + deshidratación + vacío) Los microorganismos presentes en los alimentos refrigerados pueden mantener su viabilidad durante mucho tiempo, pero sin proliferación. Los virus y los mohos tienen gran resistencia a la congelación , al igual que las bacterias esporógenas.
II. FACTORES QUE AFECTAN LA PROLIFERACIÓN MICROBIANA 3. Acción de sustancias químicas. La presencia de algunas sustancias químicas en los alimentos produce modificaciones intrínsecas en ellos, tales como la disminución del agua libre (Aw) y cambios en el pH, lo que ocasiona inhibición o destrucción de los microorganismos. Algunas de estas técnicas, son:
Adición de sal (disminución del agua libre de los alimentos)
Curado (adición de nitritos o sales de curación)
Adición de azúcar (disminución del agua libre e los alimentos)
Fermentación (microbiología industrial para producción de ácidos y alcohol en cervecerías, industrias lácteas y cárnicas, panaderías, etc.)
Irradiación (empleo de radiaciones ionizantes tipo X y gamma en cereales, frutas, pollos y pescado).
II. FACTORES QUE AFECTAN LA PROLIFERACIÓN MICROBIANA D. Factores implícitos. Son los que dependen de los microorganismos y su metabolismo. Estos son: 1. Curva de crecimiento microbiano 2. Sinergismo (asociación microbiana) 3.Antagonismo (por utilización competitiva de nutrientes o por cambio de pH del sustrato) 4. Producción de sustancias antimicrobianas (antibióticos) 5. Tiempo de generación bacteriana (20-30 minutos)
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