Bromatologia 3

Contaminaci Conta minación ón de los Alimentos Alimentos

3

Tema

Contaminación de los Alimentos Autores: María Mar ía Gri Grisel selda da Chi Chichi chizo zola la Carlos Nor Carlos Norbert berto o Raz Razze zeto to María Mar ía Viv Vivian iana a Gen Genaro aro María Mar ía Cec Cecili ilia a Ste Steve ven n

Autora Invitada en el tema: Por Causas Biológicas Lilianaa Haydeé Lilian Haydeé Lound, Lound, Doctora Doctora en Licenc Licenciada iada en Broma Bromatología tología Profesora Titular Cátedras Microbiología y Microbiología de los Alimentos Licenciatura Licenc iatura en Broma Bromatología tología Facultad Facu ltad de Bromatol Bromatología ogía - UNER

53 5

54

54


3

Tema

Por causas Químicas Los ali alimen mento tos s pue pueden den co conta ntami minar narse se po porr caus causas as quí químic micas, as, fís física icas s y/o biológica biológicas. s. A continuació continuación n se desarrollan cada una de ellas.

Se entiende por “contaminación química” tesis y llegar a los alimentos alimentos a través de la manila producida por aquellas sustancias que pue- pul pulaci ación ón del hom hombre bre.. den ser dañ dañina inass par paraa el hom hombre bre y cuy cuyaa pre presen sen-cia en los alimentos alimentos es indeseada. indeseada. Las sustansustanSegún Seg ún su orig origen en los conta contamin minant antes es químico químicoss cias tóxicas tóxicas pued pueden en ser de de origen origen natura naturall o de sínsín- se clasific clasifican an en:

Naturales Natura les propi propiamente amente dichos dichos

NATURALES

CONTAMINANTES QUÍMICOS

Procedentes Procedente s de la transformación de los ali alimen mentos tos

Intencionales

ARTIFICIALES

Accidentales Ambientales

55 5

CONTAMINANTES CONTAMINAN TES QUÍMI QUÍMICOS COS NATURALES NATURALES PROPIA NATURALES PROPIAMENTE MENTE DICHOS Los productos productos alimentici alimenticios os están compu compuesestos por miles de sustancias de las cuales menos de cien cien tienen valor nutrici nutricional; onal; dentro dentro de estas estas sustancias susta ncias algunas algunas ejercen ejercen un efect efectoo perjudicial perjudicial sobre el meta metabolism bolismoo humano. Por ejemplo: Ácido cianhídrico que se encuentra en almendras amargas inmaduras.

(alcal caloid oidee tóxico tóxico)) pre presen sente te en Solanina (al papas y batata batatass verdes. presentes ntes en en cerea cereales les por por el Micotoxinas prese ataque de hongos. Dentro de las micotoxinas cabe destacar a las aflatoxinas que sonn ca so carc rcin inog ogén énic icas as par paraa el hombre afectando fundamentalment menta lmentee al hígado hígado..

(*)

Hoy en dí Hoy díaa las las af afla la-toxinas están muy difundidas porque no sólo só lo afe fect ctan an a lo loss cereales, cerea les, que son atacados por los hongos productores, sino tam-

bién a sus derivad derivados: os: harina, harina, sémola sémola y a los proproductos duc tos que se elab elabora orann en bas basee a cer cereal eales es y a sus derivados como los alimentos balanceados. Debido a que estas Debido estas aflato aflatoxinas xinas son muy termorres mor resist istent entes es (resiste (resistenn alt altas as temperat temperatura urass durante duran te largos períodos períodos de tiempo) tiempo) es difícil destrui tr uirlrlas as sin sin in inut utililiz izar ar al ce cere real al af afec ecta tado do.. Por Por lo tanto estos estos ataques ataques de hongos acarrean acarrean grandes pérdidas económicas ya que todo cereal contaminado debe ser desechado. Otra contaminación Dinofl Dino flag agel elad ados os:: natural puede darse por los moluscos bivalvos (mejillones, ne s, alme almeja jas) s) cu cuan ando do en determinadas épocas del año su ali alimen mento, to, el fit fitooplanct pla ncton on (fo (forma rmado do por microscópicas algas marinas), toma coloración naran naranja ja o roja debidebido al crecim crecimiento iento excesiexcesi vo de una de las especies (**) que lo compon componen en (los dinodinoflagelados). Estos producen una neurotoxina de consecuencias mortales morta les para el hombr hombre. e. Dichos dinoflagelados pueden contaminar el marr en ta ma tall me medi dida da qu quee ca camb mbia iann el co colo lorr de dell mismo produciendo las llamadas mareas rojas. “Sin embargo es conveniente aclarar aclarar,, que no siempre siemp re debe producirse producirse una una floración floración masiv masivaa de microalgas para que exista toxicidad, sino que hay hay casos en que a bajas bajas densid densidades ades celulares se produce produce contaminación contaminación de moluscos moluscos u otros organismo organismoss marinos; marinos; tal lo que sucede en

(*) Imagen: https://www.google.com.ar/search?q=micotoxinas+en+cereales&espv=2&biw=1360&bih =663&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0CAYQ_AUoAWoVChMInbb6xO7YyAIVgYKQCh33rA4O#im =663&source=lnms&tbm=isch &sa=X&ved=0CAYQ_AUoAWoVChMInbb6xO7YyAIVgYKQCh33rA4O#imgrc=9gUI1fLV grc=9gUI1fLV SJpFnM%3A (**) Imagen: https://www.google.com.ar/search?tbm=isch&q=marea+roja+dinoflagelados&bav=on.2,or.&ca d=b&biw=1360&bih=663&dpr=1&ei=60sqVqSKDMSgwgSZsq6wDg&emsg=NCSR&noj=1#emsg=NCSR&imgrc =TQbNOKZU2h39dM%3A

56


3

Tema nuestras nuestr as cost costas as en en est estos os últim últimos os años años en en los que se ha detectado detectado toxicidad, toxicidad, sin la presencia presencia de floraciones excepcionales de microalgas. Otras veces sucede lo contrario, floraciones masivas masiv as de algas, que no producen producen toxina toxinas, s, sin embargo embar go pueden pueden provo provocar car graves graves daños daños a la la flora y fauna marina por por mecanismos de de tipo físico, por ejemplo ejemplo obstrucción de las branquias de los peces.” (2) presen sencia cia natur natural al de Hidroarse Hidroa rsenis nisism ismo: o: pre arséni ars énico co en exc exceso eso en las aguas aguas subte subterrá rránea neass en provi provincias ncias del del centr centroo de nuestro nuestro país. “Se define como Hidroarsenicismo Crónico Regiona Reg ionall End Endém émico ico (HAC (HACRE) RE) a la enfe enferme rmedad dad provocada por la ingestión continua de agua con contenidos conten idos de arsénico arsénico en valore valoress superiores superiores a los fij fijado adoss por por la Org Organi anizac zación ión Mun Mundia diall de la Salud (Fuente: ver informe de la Secretaría de Ambiente Ambie nte y Desar Desarrollo rollo Sustentable: Sustentable: "Epidemiología del Hidro Hidroarsen arsenicismo icismo Crónico Crónico Regional Regional Endémico Endém ico (HACRE) (HACRE) en la Rep. Argen Argentina") tina").. El HACRE HACRE,, que afecta afecta a las perso personas nas que que viven en áreas donde la contaminación es alta y beben beb en el agu aguaa en for forma ma prolong prolongada ada,, se caracte caracte-riza por provocar alteraciones cardíacas y vasculares, alteraciones neurológicas, lesiones hepáticas tic as y ren renale ales, s, repercu repercusio siones nes en el apa aparat ratoo respiratorio pirato rio y lesione lesioness cutáneas (…) Hoy en día se se estima estima que que la pobla población ción arg argenentina que habita en áreas con aguas arsen arsenicales icales es de alrededor de 2.500.000 habitantes, casi el 7% de de la pobla població ciónn del paí país. s. “(3)

Sabía Ud? Que existen sustanc sustancias ias ant antinu inutri tritiv tivas as en algunos alimentos, “...el efecto tóxico de las mismas se basa en disminuir la disponibilidad disponibilidad o pro vocar una pérdida suplementaria de los nutrientes esencial esenciales. es. Estas Estas sustancia sustanciass provocan provocan un desequilibrio que no se compensa por un aporte suplementario de los nutrientes implicados y a la larga deter determinan minan la apari aparición ción de una patolo patología gía particular.. Pertenecen particular Pertenecen a este grupo las sustanciass que cia que pro provoc vocan an el boc bocio io que act actúan úan aum aumenentando las las necesidades necesidades de iodo iodo del organi organismo smo y los inhibidores de las enzimas digestivas, por ejemplo ejem plo el factor antitrip antitripsina sina de las legumin leguminoosas”. (4)

NATURALES NATURA LES PRE PRECODE CODENTE NTESS DE LA TRANS TRANSFORMA FORMACIÓN CIÓN DE LO LOSS AL ALIM IMEN ENTO TOSS Hidroca Hidro carb rbur uros os ar arom omát átic icos os po polic licíc íclilico cos: s: “Los hidrocarburos aromáticos policíclicos (varios ciclos) ciclos) se forman forman duran durante te la descomposición descomposición térmica térm ica por combustión combustión lenta sin llama de matemateriales orgánicos. Algunos se consideran carcinógenos, como el benzapireno, que se toma como patrón pat rón ana analíti lítico. co. El pel peligr igroo de contamin contaminaci ación ón de alimentos proviene de las técnicas de ahumado. La ley establece que sólo se puede puede ahumar de tal

(2) Depar Departamen tamento to Provi Provincial ncial de Brom Bromatologí atología. a. Dirección Dirección de Medio Ambiente. Ambiente. Sistema Provincial Provin cial de Salud. Minis Ministerio terio de Salud y Acció Acción n Social Social.. Gobie Gobierno rno de la Pcia. de Chubut Chubut.. “13 años de Marea Roja en el Chubut”. Trelew. 1993 (3) http://www.mapaeduc http://www.mapaeducativo.edu.ar/Atlas/Arsenico ativo.edu.ar/Atlas/Arsenico (4) Derac Derache, he, R. “Toxico “Toxicología logía y Segur Seguridad idad de los Alime Alimentos”. ntos”. Edicion Ediciones es Omeg Omega, a, S. A. Barce Barcelona. lona. 1990 1990

57 5

(**)

forma que 1 kg de elaborado cárnico no contenga más de 1 µg (1 millonésima parte de un gramo) de benzapireno. Los policiclos también se encuentran en el humo del tabaco y se forman al preparar los alimentos a la parrilla”. (5)

Aminas Heterocíclicas: “La formación de aminas heterocíclicas se denomina también pirólisis(*) de aminoácidos ya que afecta la pirólisis del triptófano, ácido glutámico, de proteínas de soja, etc.

Se origina como consecuencia de los procesos de ebullición prolongada y frituras o asado en la plancha o la parrilla, de carnes y pescados principalmente. Estudios realizados en animales de experimentación han demostrado la hepatocarcinogenicidad de estos compuestos. Se generan las imidazoquinolinas e imidazoquinoxalinas, aisladas en sardinas, ternera y pollo asado, y necesitan del concurso de creatinina, un aldehído y piridinas o pirazinas, estos últimos formados vía reacción de Maillard. Otras aminas heterocíclicas, las carbolinas aisladas en hamburguesas fritas y leche caliente, tienen como precursor el triptófano. La intensidad en el tratamiento térmico va a condicionar el porcentaje de formación de estos compuestos, y de ahí que en alimentos cocinados a temperaturas bajas, por debajo de 100 ºC,

los niveles de estas aminas heterocíclicas sean prácticamente indetectables. En general, se trata de sustancias de alto poder mutágeno y carcinógeno, puesto de manifiesto por medio de ensayos experimentales…” (6) Acroleína: “El fenómeno de rancidez hidrolítica ocurre cuando el glicerol procedente de los diacilglicéridos se deshidrata a altas temperaturas dando lugar a 2-propenal o acroleína. Se trata, por tanto, de un compuesto formado por pirólisis de grasas y posterior polimerización (***).

Es un importante irritante de piel y mucosas (nasal, ocular y bronquial), originando dermatitis, conjuntivitis, bronquitis, etc. Además produce necrosis, inhibición del crecimiento celular y de la síntesis de proteínas, inhibe la actividad leucocitaria y es hepatotóxico. Aún no existen datos concluyentes sobre su carcinogenicidad en humanos.” (Op. Cit. 6) Nitratos, nitritos, nitrosaminas: “El nitrato se forma en el suelo a partir de los compuestos amoniacales de la materia orgánica con la ayuda de los microorganismos. El nitrato no es una sustancia tóxica para la planta, sino al contrario, le es imprescindible como fuente de nitrógeno. Como las plantas pueden utilizar directamente el nitrato, éste se añade como abono mineral al suelo. Si se abona en exceso, se contaminan las aguas subterráneas y se acumula el nitrato en las plantas útiles.

El empleo de nitrato está muy debatido, por-

(*) Pirólisis: Del griego piro (fuego) y lisis (rotura). Proceso por el cual una molécula se rompe por acción del calor, produciéndose cambios simultáneos e irreversibles de composición química y estado físico. (**) https://www.google.com.ar/search?noj=1&tbm=isch&sa=1&q=aminas+heterociclicas&oq=aminas+ he&gs_l=img.1.0.0j0i5i30j0i24l7.4946.7640.0.9710.9.9.0.0.0.0.73.573.9.9.0....0...1c.1.64.img..0.9.571.PQ zTlJGwH3c#imgrc=kmTmcRB8Aodn7M%3A (***)Polimerización: “Proceso mediante el cual las moléculas simples, iguales o diferentes, reaccionan entre sí por adición o condensación y forman otras moléculas de peso doble, triple, etc., denominadas polímeros”. (5) Gunter Volhuer, Gunter Jost, Dieter Schenker, Wolfgang Sturm, Norbert Vreden. “Elementos de Bromatología Descriptiva”. Editorial Acribia. España. 1995. (6) Verdú, José Mataix. Nutrición y Alimentación Humana 1. Nutrientes y Alimentos. Océano/ergon. España. 2002.

58

Contaminación de los Alimentos

3

Tema que en determinadas circunstancias puede transformarse en nitrito, que es tóxico. El nitrito altera la sangre y en lactantes puede dar lugar a cianosis. Parece ser que nitratos y nitritos son las sustancias de partida para la formación en el organismo de compuestos N-nitroso, que son cancerígenos. Nitratos y nitritos se añaden de forma consciente a los elaborados cárnicos para aumentar su duración y modificar su sabor (coloración rojiza, curado). Las nitrosaminas son compuestos orgánicos, carcinogénicos, que al parecer se forman en los alimentos mediante la reacción de aminas (procedentes de las proteínas) con los nitratos o nitritos de los alimentos. La limitación legal al empleo de sales de curado de nitrito en el tratamiento de la carne debe reducir la formación y la ingesta de nitrosaminas procedentes de los alimentos.” (Op. Cit 5)

Sabía Ud? Que la Agencia Internacional de Investigación sobre el Cáncer (IARC por su sigla en inglés), la agencia sobre cáncer de la Organización Mundial de la Salud (OMS), ha evaluado la carcinogenicidad del consumo de carne roja y de carne procesada. Para acceder a mas información siga este vínculo: http://www.iarc.fr/en/media-centre/pr/2015/ pdfs/pr240_S.pdf Cabe señalar que, en nuestro país, en el Código Alimentario Argentino (C.A.A.) se establecen los límites máximos permitidos de nitratos y nitritos para los diferentes alimentos cárnicos procesados (jamones, salames, fiambres, etc.) Fosfatos: “Los alimentos contienen fosfatos de forma natural en cantidades bastante ele-

vadas. Además, se añaden como aditivos a los alimentos. Los fosfatos se relacionan con el síndrome hipercinético (un conjunto de trastornos del comportamiento en niños –exceso de actividad física y movimiento continuo superior a la movilidad normal-). Investigaciones científicas todavía no han establecido datos concluyentes en relación a que un aporte aumentado de fosfatos con los alimentos origine estos trastornos cinéticos del comportamiento o una menor ingesta de los mismos disminuya estos trastornos.” (Op. Cit. 5) Tóxicos derivados de la oxidación de grasas y aceites: “En el proceso de rancidez oxidativa se van a originar las siguientes sustancia tóxicas:

a) Formación de productos aromáticos (cetonas y éteres) en el proceso degradativo de los hiperperóxidos, que son la fuente de malos olores y de efectos antinutritivos originados por la oxidación de vitaminas y ácidos grasos esenciales. b) Formación de epóxidos a partir de las grasas peroxidadas, y como consecuencia de aductos por unión covalente a macromoléculas (ADN y proteínas), lo que se traduce en una actividad citotóxica y carcinogenética. c) Formación de aldehído malónico, como consecuencia de la autooxidación de ácidos grasos poliinsaturados, favorecida por el calentamiento. Éste produce alteraciones en el ADN por unión a la citosina y guanina, insolubilización de proteínas, pérdida de aminoácidos esenciales y actividad mutágena. d) Formación de monómeros cíclicos a partir de linoleato de metilo y ésteres de ácidos grasos en general, que poseen un alto poder mutágeno y carcinogenético. Tóxicos derivados de reacciones con hidratos de carbono: De las posibles y nume59 5

rosas reacciones que los glúcidos alimentarios pueden sufrir como consecuencia de procesos tecnológicos se destacan la reacción de Maillard y la caramelización. La reacción de Maillard (reacción de pardeamiento) o reacción responsable de la producción de pigmentos pardos y polímeros se origina al reaccionar un grupo amino de un aminoácido y uno carbonilo de un azúcar (...) Esta reacción consiste en la condensación de los azúcares reductores (glucosa, fructosa, sacarosa, maltosa) con grupos amino de proteínas, péptidos e incluso aminoácidos libres, que dan lugar a la formación de una serie compleja de nuevos compuestos, que confieren cambios en el color, olor y sabor de los alimentos procesados, y de ahí que en ocasiones se puedan confundir los efectos tóxicos con los puramente nutricionales (…) La reacción de Maillard, también denominada de pardeamiento no enzimático, es responsable, no sólo del cambio de color, sino también de otros hechos, como son: Modificaciones organolépticas. Pérdida en la biodisponibilidad de determinados aminoácidos esenciales básicos como lisina, arginina e histidina, pero también de otros no tan básicos como metionina y triptofano. Génesis de especies tóxicas que pueden tener carácter mutágeno (premelanoidinas). Otros efectos entre los que podemos citar retraso en el crecimiento, disminución en los niveles de glucosa sérica y glucógeno hepático, diarrea, hepatotoxicidad y, más concretamente, necrosis hepática, etc. Alargamiento de las células intestinales y descenso de triglicéridos y colesterol en suero.

Por otra parte, las caramelizaciones son procesos muy agresivos, debido a las altas temperaturas que se alcanzan, que originan una considerable degradación de los azúcares y conducen a la formación de caramelos de distintas coloraciones y aromas. Entre los diversos compuestos que se generan algunos pueden tener carácter tóxico y, más concretamente, poder mutágeno y carcinogenético; así, por ejemplo, se ha ensayado la mutagenicidad del gluten, carbohidratos y mezclas de carbohidratos calentados en condiciones de baja humedad, simulando el horneado de la corteza de pan, comprobando mediante el test de Ames un alto poder mutágeno. El horneado de glucosa, maltosa, lactosa, sacarosa, almidón de trigo, amilosa de patata, celulosa y ácido ascórbico mostró una mutagenicidad intermedia sobre determinadas cepas de Salmonellas thyphymurium (…) Toxicidad derivada de la conservación de los alimentos: En ocasiones es necesario efectuar una conservación de los alimentos con la finalidad de realizar una esterilización completa o bien un retraso en la fecha de caducidad. No obstante, hay que tener en cuenta que estos procedimientos pueden tener implicaciones directas sobre la calidad organoléptica o incluso sobre el valor nutricional final del alimento.

Con relación a los tratamientos térmicos, probablemente el inconveniente principal sea la generación de productos derivados de las reacciones de Maillard. La conservación de los alimentos por irradiación permite aprovechar la radiación gamma (dado su alto poder de penetración) con fines bactericidas. En general se trata de procedimientos caros aunque menos traumáticos para los alimentos que, por ejemplo, los procesos térmicos; sin embargo, suelen tener un rechazo generalizado por parte del consumidor. La conservación por productos químicos

60


3

Tema incluye, además de los pesticidas, los fumigantes, entre los que se encuentran el ácido cianhídrico, el bromuro de metilo, los óxidos de etileno y propileno y el fosfuro de hidrógeno, presentando todos ellos una toxicidad importante. Aditivos: Se entiende por aditivos alimentarios "todas aquellas sustancias que se añaden intencionalmente a los alimentos sin el propósito de cambiar su valor nutricional, con la finalidad de modificar sus caracteres, técnicas de elaboración o conservación, o bien para mejorar su adaptación al uso para el que están destinados (…)

Respecto a los aditivos se pueden hacer una serie de consideraciones: Necesidad de su existencia: en los momentos actuales, las exigencias alimentarias derivadas del consumidor en particular, y en la sociedad de consumo en general, hacen necesaria la presencia de aditivos alimentarios.

mento, puede interaccionar con componentes del mismo, o incluso sufrir modificaciones como consecuencia del proceso tecnológico, que afecten su estructura. Ambas circunstancias pueden generar cambios químicos capaces de afectar a la toxicidad del mismo. Problemas derivados de la extrapolación del ensayo experimental: los resultados aportados en la evaluación toxicológica no siempre pueden extrapolarse a la especie humana en general, o incluso en determinadas circunstancias fisiológicas (gestación, lactancia, senectud, etc.), o patológicas (enfermedades hepáticas o renales, ingesta de medicamentos, etc.). Este hecho supone una restricción en la garantía absoluta de inocuidad en la ingesta de un aditivo.” (Op. Cit. 6)

Necesidad de normas legales que controlen su uso: los aditivos son en su gran mayoría sustancias extrañas al organismo lo cual implica un riesgo y, por tanto, la exigencia de una serie de controles lo más estrictos posible, para evitar efectos nocivos. Existencia de posibles interacciones: el aditivo alimentario antes de comercializarlo se ensaya y evalúa desde el punto de vista toxicológico. No obstante, no se tiene en cuenta que el aditivo una vez adicionado al ali-

https://www.google.com.ar/search?noj=1&tbm=isch&sa =1&q=aditivos+alimentarios&oq=aditi&gs_l=img.1.1.0l10.6292.11303.0. 13494.13.9.4.0.0.0.132.574.8j1.9.0....0...1c.1.64.img.. 0.13.583.59SD4Tk3khU#imgrc=_0OoKUHt_C7rqM%3A

61 5

CONTAMINANTES QUÍMICOS ARTIFICIALES ARTIFICIALES INTENCIONALES Son las sustancias químicas que se utilizan en la producción vegetal y animal con el fin de incrementarlas. Son ejemplos: anabolizantes, antibióticos y quimioterapeúticos, productos fitosanitarios (pesticidas), antitiroideos, tranquilizantes, reguladores del crecimiento, etc. “Productos fitosanitarios (o pesticidas) es un nombre colectivo que engloba todos los productos químicos para proteger el ensilado, las plantas y combatir los parásitos, así como sus excreciones (….) Los grupos más importantes de productos fitosanitarios son: insecticidas (productos para combatir insectos), fungicidas (productos para combatir enfermedades causadas por hongos), herbicidas (productos para combatir malas hierbas) y sustancias para protección del material almacenado (para protección del ensilado). Después de haber descubierto que los productos fitosanitarios clorados pueden ser muy difícilmente degradables (el ejemplo clásico es el DDT), en la actualidad se emplean mayoritariamente sólo productos que se degradan rápidamente”. (Op. Cit. 5) N. de R: En la actualidad el uso de dietil dicloro etano (DDT), como otros organoclorados, está prohibido.

ARTIFICIALES ACCIDENTALES Son las sustancias químicas incorporadas al 62

alimento en forma accidental a través de la manipulación, utensilios, envases, almacenamiento, transporte, etc. Existen innumerables ejemplos de este tipo de contaminación, entre los cuales podemos mencionar contaminación por plaguicidas, por materiales en contacto con alimentos, por aditivos, etc. En nuestro país, por ejemplo, uno de los casos más resonantes fue el ocurrido en enero de 1985 en Jujuy, debido al consumo de leche en polvo que había sido contaminada con plaguicidas organofosforados, durante el transporte, hecho que produjo la muerte de tres niños. Otro caso ocurrió en diciembre de 1998 en Capital Federal por ingesta de sandwiches contaminados con organofosforados, donde hubo más de sesenta involucrados, aunque no se registraron casos mortales. Los productos alimenticios pueden sufrir contaminación química al estar en contacto con materiales, como por ejemplo: utensilios o recipientes, que les puedan ceder metales (zinc, aluminio, antimonio, cadmio, cobre, arsénico, plomo, mercurio, etc.). Las intoxicaciones originadas por contaminación metálica se producen por consumo prolongado de alimentos con niveles de metales superiores a los admitidos en la ingesta diaria. Salvo que la intoxicación sea aguda, estas intoxicaciones son difíciles de detectar pues la persona afectada no presenta síntomas evidentes; por esta razón es infrecuente el conocimiento de casos ocurridos por ingestión de alimentos con tenores de metales superiores a los admitidos. Al respecto el C.A.A. reglamenta que todos los utensilios, recipientes, envases, envolturas, embalajes, cañerías, aparatos y accesorios, que se hallen en contacto con alimentos, no deben ceder sustancias ni otros contaminantes o modificadores de los caracteres organolépticos de dichos productos.


3

Tema Las empresas fabricantes de estos recipientes deben proporcionar a la autoridad sanitaria competente la composición cualitativa de los elementos utilizados, aún cuando estén presentes en cantidades muy pequeñas. Todos los objetos destinados a estar en contacto con los alimentos deben ser aprobados por la autoridad sanitaria competente. Como ejemplo de este tipo de intoxicaciones podemos citar: la contaminación de papas cuando se conservan en recipientes de aluminio; la contaminación de frutas ácidas con cinc cuando se hierven en recipientes de hierro galvanizado. Como ocurre con las intoxicaciones por materiales en contacto, rara vez se registran casos de intoxicaciones por aditivos, salvo que sean agudas. Un caso de trascendencia en nuestro país fue la intoxicación con bromato de potasio que se agregaba como aditivo para mejorar la calidad de la harina en la fabricación del pan.

Sabía Ud? Uds? Que el uso del bromato de potasio como aditivo está prohibido debido a que, investigaciones realizadas, han demostrado que es cancerígeno. En tal sentido a nivel MERCOSUR (Mercado Comúndel Sur), mediante Resolución GMC (Grupo Mercado Común) N° 073/93, se retiró el bromato de potasio de la Lista General Armonizada de Aditivos MERCOSUR. Todas las Resoluciones del Mercado Común del Sur se dictan para todos los Estados Partes y cada uno de éstos, para su aplicación, deben incorporarlas a su legislación. Es por esto que el

Ministerio de Salud dictó la Resolución N° 03/95 de fecha 11/01/95, por la cual se incorpora la Resolución GMC al Código Alimentario Argentino. Posteriormente mediante Resolución Ministerio de Salud y Acción Social N° 26 del 14/08/95 se concede un plazo de dos años para la total transformación de los procesos elaboradores a fin de eliminar el empleo del bromato de potasio como aditivo para la elaboracióndel pan. Vencido este plazo la industria panadera solicitó una prórroga que fue denegada y con fecha 11 de mayo de 1998 quedó prohibido el uso del bromato de potasio en todo el país. Sin embargo en muchas jurisdicciones, por falta de control, este producto se sigue utilizando en la elaboracióndelpan.

ARTIFICIALES AMBIENTALES La producción agroalimentaria no es inmune a la contaminación de los suelos y de la capa freática, a la contaminación atmosférica y a la contaminación industrial. Todo esto contribuye de forma importante a la presencia de contaminantes en los alimentos, desde su lugar de producción hasta la mesa del consumidor. Es necesario reducir la contaminación ambiental para obtener niveles de residuos lo más bajos posibles. Los metales pesados, los hidrocarburos cíclicos o policíclicos, las nitrosaminas, las sustancias radiactivas deben ser objeto de intensa vigilancia por sus efectos contaminantes generales como por sus efectos fisiopatológicos a medio o largo plazo.

63 5

“Bifenilos policlorados (PCB), pentaclorofenol (PCP) De todos los contaminantes ambientales, los compuestos clorados tienen una importancia especial debido a que se degradan muy mal. Después de la prohibición del DDT, se está discutiendo sobre los policlorobifenilos (PCB; procedencia: líquido de transformadores, sustancia auxiliar en muchos productos técnicos) y el pentaclorofenol (PCP; procedencia: protectores antigüos de la madera; actualmente existe una legislación que limita su aplicación). Sobre todo los PCB están muy extendidos en el medio ambiente (…) Dioxinas Es el nombre corto que se emplea para el grupo de las dibenzodioxinas policloradas (PCDD) y los dibenzofuranos policlorados (PCDF), químicamente muy relacionados entre sí. Existen unos 210 homólogos del cloro e isómeros de posición distintos, pero sólo unos pocos son tóxicos (…) Las dioxinas se forman, entre otras causas, debido a la combustión inadecuada de sustancias orgánicas que contienen cloro (como maderas impregnadas con pentaclorofenol, aceites viejos que contienen PCB y aceites procedentes de transformadores). También los cartones y papeles blanqueados con cloro pueden desprender dioxinas.” (Op. Cit. 5) Disolventes Orgánicos: “Los disolventes orgánicos son productos químicos que generalmente se encuentran en los alimentos en cantidades traza. Llegan a los alimentos con frecuencia por medio de influencias medioambientales, pero también debido a la manipulación tecnológica. Ejemplos típicos son la contaminación con percloroetileno causada por industrias químicas de limpieza y la polución generalizada de las aguas subterráneas con hidrocarburos halogenados. Debido a que algunos de ellos son unos excelentes disolventes de grasas (percloroetileno, hexano), se emplean también en la extracción de la torta en todos los 64

procesos de obtención de grasas. Se han obser vado residuos en huevos de gallinas ponedoras, alimentadas con harinas obtenidas de torta de aceite, y en aceite de oliva y manteca de cacao.” (Op. Cit. 5) Radioactividad: Se entiende por radioactividad al proceso por el cual el núcleo de un átomo se transforma en otro, liberando energía. Debido a los accidentes nucleares la radioactividad en los alimentos ha vuelto a tener importancia.

“Esta contaminación llega a los alimentos a través de la acumulación d e sustancias radioactivas en el suelo y el agua, procedentes de la atmósfera y de los residuos mal manejados por el hombre. La cadena alimentaria permite luego que se concentren en nuestros alimentos animales o vegetales. Así, por ejemplo, el agua del océano con contaminación radioactiva tendrá cantidades muy inferiores a las del fito y zooplancton marino, éstos a su vez menos que los peces y mariscos que se alimenten de ellos, que son los que en definitiva serán ingeridos por nosotros. Afortunadamente, la mayor concentración de sustancias radioactivas de estos alimentos se encuentran en las partes duras, muchas veces no comestibles, como espinas, escamas, cubiertas quitinosas y caparazones. En los vegetales la mayor concentración es en las hojas, en los tallos y la menor en las semillas, por lo que, de encontrarse estos alimentos contaminados, el riesgo potencial de ingestión de sustancias radioactivas dependerá de la parte de la planta que se ingiera.” (7)


3

Tema Metales pesados:

“Los metales pesados son componentes naturales de la corteza terrestre y por ello todos los suelos los contienen. Muchos metales pesados son esenciales para el organismo humano en pequeñas cantidades y tienen que estar biológicamente disponibles. Pero en dosis mayores pueden entrañar riesgos para la salud. Esto es aplicable sobre todo para plomo, cadmio, talio y mercurio, que se incorporan en cantidades incontrolables por vía de aguas residuales, residuos y emisiones industriales a los contenidos naturales del suelo y llegan con ello al medio ambiente y a nuestra cadena alimentaria. Sus contenidos se encuentran ya en algunos alimentos por encima de los “valores normales”, por lo que es aconsejable controlarlos constantemente.” (Op. Cit. 5)

(7) Rey, Ana María; Silvestre, Alejandro A. Comer sin riesgos 2. Gráfica Laf SRL. Buenos Aires. Marzo 2005.

65 5

66


3

Tema

Por causas Físicas

“¿QUÉ SON LOS PELIGROS FÍSICOS DE UN ALIMENTO? Usualmente con esta denominación se inclu yen aquellos peligros capaces de producirnos un daño por su sola “presencia material” en el alimento. En otras palabras, los peligros físicos son los “cuerpos extraños” de cualquier naturaleza que pueda contener un alimento, que al ser ingeridos producen una lesión (por ejemplo: una munición en una perdiz nos puede romper un diente) o un efecto adverso para nuestra salud (por ejemplo: nos atragantamos con una cascarilla de girasol). A diferencia de los químicos, que pueden en muchos casos producir trastornos en órganos que nada tienen que ver con el aparato digesti vo, los peligros físicos o cuerpos extraños limitan en general su accionar al lugar por donde transitan, es decir al tubo digestivo, salvo que “vayan cargados” de microorganismos o sustancias químicas, lo que podrá generar problemas en otras regiones corporales. Otra diferencia entre los peligros físicos y químicos, es que los primeros afectan comúnmen-

te a un consumidor aislado, mientras que los químicos presentes en los alimentos pueden traer problemas a muchas personas a la vez (…)

¿CÓMO PUEDEN LLEGAR LOS PELIGROS FÍSICOS AL ALIMENTO? Generalmente lo hacen en forma accidental, aunque algunas veces se ha demostrado la presencia intencional de ellos en un alimento. Su origen puede ser muy diverso: del propio alimento, de los manipuladores, de los utensilios, equipos o infraestructura edilicia, de las plagas ambientales, de los envases y embalajes….” (Op. Cit 7) Como ejemplos, pueden citarse: Procedentes del propio alimento: huesos, cartílagos, espinas de pescado, cascarilla de maní, cáscara de huevos, etc. Aportados por el manipulador: debido a malos hábitos de higiene personal, por ejemplo: anillos, medallas, restos de esmalte de uñas, botones, piercings, pelos, tapones de bolígrafos, colillas de cigarrillo, etc. 67 5

Por eso es muy importante la capacitación del manipulador en hábitos higiénicos, tales como, cocinar con el pelo recogido, no usar anillos, ni relojes, ni uñas pintadas. Provenientes de utensilios, equipos e infraestructura: debido a falta de mantenimiento de instalaciones y equipos, por ejemplo: tornillos, alambres, cables eléctricos, yeso, pintura descascarada, vidrios rotos, etc. Provenientes de plagas ambientales: debido a ausencia de un manejo integral de plagas en el establecimiento, falta de mantenimiento e higiene, por ejemplo: moscas, cucarachas, materia fecal de roedores, etc. Provenientes de envases y embalajes: debido a maltrato del material de envasado durante la manipulación y almacenamiento, mal funcionamiento de las máquinas envasadoras, inadecuadas prácticas de manufactura, por ejemplo: restos de plástico, cartón, madera, metal, vidrio, marchamos, etc.

68


3

Tema

Por causas Biológicas

INTRODUCCIÓN A LA MICROBIOLOGÍA

Sabía Ud? Los microorganismos salvaron a tres religiones

William O'Neill, Profesor emérito de Historia de la Universidad de Chicago, ha advertido que una de las más importantes batallas de la historia fue una que no se llevó a cabo: Sennacherib, rey de Asiria, había conquistado con su poderoso ejército casi todo el Oriente Medio. Había ocupado 46 ciudades amuralladas del Reino de Judá y se había propuesto conquistar también a Jerusalén. Esta ciudad fue sitiada, pero pronto Sennacherib advirtió que muchos soldados asirios contraían infecciones a menudo fatales. Lo que pasaba era que los pozos de agua donde bebían sus soldados estaban contamina-

dos, a diferencia de los que estaban ubicados dentro de la ciudad. No se sabe si la contaminación fue casual o intencional. Lo que sí se sabe es que si Sennacherib conquistaba Jerusalén, hubiera desaparecido el Judaísmo y por carácter transitivo sus dos apéndices: el Cristianismo y el Islam. Fuente: Página microbiológica de la Asociación Argentina de Microbiología La Microbiología es la ciencia que estudia los seres vivos muy pequeños, concretamente aquellos cuyo tamaño se encuentra por debajo del poder resolutivo del ojo humano. Esto hace que el objeto de esta disciplina venga determinado por la metodología apropiada para poner en evidencia y poder estudiar a los microorganismos: bacterias, virus, hongos (levaduras y mohos), protozoos y algas.

69 5

http://coli.usal.es/Web/educativo/biblioteca

En el mundo microbiano las bacterias y las arqueas son procariotas. Los otros microbios celulares son eucariotas: hongos (levaduras y mohos), protozoos y algas. Por último los virus, como elementos acelulares con ciertas propiedades de tipo celular que no encajan en ningún esquema de organización de las células vivas.

MICROORGANISMOS CELULARES

ELEMENTOS ACELULARES

Bacterias

Virus

Hongos

Viroides

Algas

Priones

Protozoos

70

bianas tanto las que pueden acarrear consecuencias perjudiciales (y en este caso estudia los nichos ecológicos, sus modos de transmisión, los factores de virulencia y sus interacciones con el hospedador, los mecanismos de defensa de éste, así como los métodos desarrollados para combatirlos y controlarlos) como de las que son beneficiosas para el hombre (ocupándose del estudio de los procesos microbianos que generan sustancias con efecto sobre la salud humana, los genes bacterianos que pueden utilizarse en ingeniería genética para la producción de medicamentos y alimentos, entre otras). La microbiología, como mencionamos anteriormente, abarca una enorme heterogeneidad de los microorganismos y según sea el objeto de estudio se clasifica en:

La Microbiología estudia las células microbianas y su funcionamiento. Trata la diversidad microbiana y la evolución, la función de los microorganismos en la actividad humana y en la vida sobre la tierra.

Bacteriología (Procariotas) Protozología (Protozoos) Micología (Parte de los hongos) Ficología (Parte de las algas) Virología (Entidades subcelulares, ej: virus)

Se ocupa de las distintas actividades micro-

Todos los seres vivos tienen como unidad


3

Tema estructural la célula. Todas las células comparten dos características esenciales: la primera es la presencia de una membrana externa que separa el citoplasma de la célula del medio externo, la segunda característica es el material genético que regula las actividades celulares y transmite las características a la descendencia.

cares. Utilizan los mismos tipos de reacciones químicas para metabolizar los nutrientes, fabricar proteínas y almacenar energía. Es principalmente la presencia de núcleo con varios cromosomas lineales, los orgánulos (mitocondrias y cloroplastos), la estructura de las paredes celulares, de las membranas, de los ribosomas lo que distingue a los eucariotas de los procariotas.

EUCARIOTAS: del griego eu= verdadero, karion = núcleo. Las células eucariotas presentan núcleo rodeado por una membrana o envoltura nuclear.

El gran desarrollo alcanzado por la biología molecular en los últimos decenios permitió avanzar un paso más en la investigación sobre los seres vivos, y por lo tanto, en los estudios sobre su clasificación. En 1977, Carl Woese, microbiólogo estadounidense descubrió las “arqueas” cuyo estatus diferencial era totalmente ignorado. En 1990 planteó la necesidad de definir un nuevo taxón(*), el Dominio, que está por encima del Reino y reagrupar a los seres vivos en tres grandes dominios que engloban a los seis reinos.

Las células de organismos procariotas y eucariotas son químicamente similares: ambos contienen ácidos nucleicos, proteínas, lípidos y azú-

El Sistema de los Tres Dominios: Bacteria, Archaea y Eucarya es un modelo evolutivo de clasificación.

Existen dos tipos de células: PROCARIOTAS: palabra que deriva del griego pro=anterior y karion= núcleo. El material genético es una molécula circular que se encuentra ubicada en una región denominada nucleoide, carente de membrana.

EUKARYA

(*) Taxón: Unidad sistemática que designa un nivel jerárquico en la clasificación de los seres vivos, como la especie, el género, la familia, el orden y la clase.

71 5

REINO

CARACTERÍSTICAS

Eubacteria (bacterias)

Células procariotas de vida libre, mayoritariamente unicelulares.

Archaebacteria (arqueas)

Células Procariotas denominadas "fósiles vivientes" pues viven en hábitats que parecen corresponder con los que existieron en la Tierra primitiva: ambientes extremos de escasez de oxígeno, de altas concentraciones salinas y altas temperaturas.

Animalia (animales)

Amplio grupo de especies eucariotas, heterótrofas(*) y pluricelulares. Se caracterizan, en general, por su capacidad para la locomoción, por la ausencia de pared en sus células y por su desarrollo embrionario. Están organizados en tejidos.

Plantae (Plantas)

Organismos eucariotas pluricelulares autótrofos (**), que presentan celularidad de tipo "vegetal" (células con pared celular y cloroplastos), organizados en tejidos con especialización funcional.

Reino Fungi (Hongos)

Incluye a los organismos celulares heterótrofos que poseen paredes celulares engrosadas y células con especialización funcional.

Protista

Contiene a todos aquellos organismos eucariontes que no pueden clasificarse dentro de alguno de los otros reinos eucarióticos. No existen factores morfológicos o fisiológicos que unifiquen a los Protistas como un grupo natural.

Sabía Ud? Archaebacterias formando estromatolitos en salares y lagunas de la puna altoandina argentina.

Los salares y lagunas de altura presentan una combinación de factores ambientales tales

como: clima muy seco, alto rango de pH (muy alto o muy bajo), alta salinidad, elevada incidencia en radiación ultravioleta (UV), debido al incremento de la radiación con la altura, alta concentración de metales (en particular arsénico), elevada amplitud térmica (- 20° a 25° C). A pesar de esto, en las lagunas de Salta, Jujuy, Catamarca que se encuentran a más de 4000 m de altura sobre el nivel del mar, hay una riquísima biodiversidad microbiana (algas, bacterias, archaebacterias, hongos, levaduras y virus). Por estas características el Noroeste presenta un

(*) Heterótrofo: Organismo que es incapaz de elaborar su propia materia orgánica a partir de sustancias inorgánicas y se nutre de sustancias elaboradas por otros seres vivos. (**) Autótrofo: Organismo que es capaz de elaborar su propia materia orgánica, de la que se nutre, a partir de sustancias inorgánicas.

72


3

Tema escenario particularmente interesante para lle var a cabo estudios de la vida en otros planetas ya que se intuye que esta se iniciaría desarrollando este mismo tipo de estructuras de la tierra arcaica. Los estromatolitos son agrupaciones de microbios fotosintéticos asociados a distintos grupos bacterianos y concreciones calcáreas que forman rocas orgánicas. A pesar que hace 3.500 millones de años cubrieron la tierra, hoy sólo quedan unos pocos en lugares remotos del planeta. Fuente: Centro Científico Tecnológico Conicet Tucumán.

CÉLULA EUCARIOTA Las células eucariotas presentan una organización estructural mucho más compleja que las

procariotas. El núcleo (que contiene varias moléculas de ácido desoxirribonucleico organizadas en cromosomas) constituye un compartimiento separado rodeado y limitado por la membrana nuclear. En el citoplasma existe una asombrosa red de membranas y estructuras vinculadas con la forma y movimiento de la célula, la síntesis proteica y la actividad metabólica. Existen varios grupos de microorganismos eucarióticos que incluyen algas, protozoos y hongos. Además, todas las formas superiores de vida (plantas y animales) están constituidas por células eucariotas. Desde el punto de vista evolutivo se considera a los procariotas como antecesores de los eucariotas. En la figura siguiente puede observarse la

http://fai.unne.edu.ar/biologia

73 5

representación gráfica de una célula eucariotariota. El mundo microbiano es extremadamente complejo y es el resultado de 3.500 millones de años de evolución. En esta carrera vamos a estudiar de modo casi exclusivo las bacterias, por esta razón no ahondamos en la célula eucariota.

CELULA PROCARIOTA: LAS BACTERIAS La segunda mitad del siglo XIX vio el nacimiento de la microbiología de la mano de ilustres hombres de ciencia como Louis Pasteur y Robert Koch. Los estudios de Pasteur sobre la fermentación bacteriana de los azúcares, las observaciones de distintos investigadores acerca de las enfermedades experimentales en los animales y los fundamentos de la insectología establecidos por Koch no dejaron lugar a dudas, hacia el fin de siglo XIX, que las bacterias eran causales de enfermedades transmisibles en el hombre. Para clasificar las bacterias, Haeckel definió en 1866 el reino de los protistas, en donde se incluyeron los microorganismos unicelulares indiferenciados que no forman estructuras tisulares especializadas ni órganos característicos de animales y plantas superiores. Dentro de este reino aparecieron juntos las bacterias, las algas, los hongos y los protozoarios. En años posteriores los microbiólogos comprendieron las grandes diferencias que existían entre estos microorganismos. Así en 1968 se decidió crear un nuevo reino, el de los procariotas, para incluir a las bacterias (del griego bakterion = bastón). Así estas pasaron a ser clasificadas como procariotas, en tanto que las células de todos los otros organismos vivientes fueron llamadas eucariotas.

74

Si se acepta como válida la teoría del origen evolutivo de los seres vivos, una bacteria probablemente sea lo más parecido a la primera forma de vida independiente que surgió sobre nuestro planeta. Las bacterias se encuentran prácticamente en todos los ambientes de la Tierra, desde las profundas fosas oceánicas o el interior de rocas sólidas hasta las camisas refrigerantes de los reactores nucleares, ni que decir del resto de los hábitats. La mayoría de ellas son capaces de tener existencia independiente. Las bacterias pueden definirse como organismos unicelulares que se reproducen por división celular (división binaria); la mayoría viven libremente y contienen toda la información genética, sistemas productores de energía y biosintéticos necesarios para el crecimiento y la reproducción. En microbiología se utiliza el sistema binomial de nomenclatura establecido inicialmente por Linneo para designar animales y plantas. El sistema binomial consta de dos nombres: el género y la especie. El género es un nombre que se aplica a ciertos organismos relacionados; dentro del género, cada tipo de organismo recibe un nombre de especie. Los nombres de género y especie se usan siempre juntos para describir un tipo específico de organismo, ya sea una célula aislada o un grupo de células. La primera palabra corresponde al nombre científico del género y se escribe la primera letra con mayúscula y en cursiva, mientras que la segunda palabra corresponde a la especie, la cual se escribe en minúsculas y en cursiva. Por ejemplo, la bacteria Escherichia coli, o abreviadamente E. coli, tiene una designación de género, Escherichia, y un nombre de especie, coli.


3

Tema

TAMAÑO DE LOS PROCARIOTAS Las bacterias son los microorganismos con vida libre de menor tamaño que existen en la naturaleza. Algunas son tan pequeñas que se considera que tienen el mínimo tamaño posible para ser una forma de vida independiente. La gran mayoría de las bacterias esféricas tiene un diámetro de 0,2 y 2 µm y la mayoría de las alargadas tienen un ancho de 0,2 a 2 µm y 1 a 10 µm de largo.

FORMA DE LAS BACTERIAS (MORFOLOGÍA) Se reconocen distintas formas de bacterias: esféricas o ligeramente ovoides denominadas cocos, con forma de bastón denominadas bacilos. Los bacilos cortos curvos reciben el nombre de vibrios y las bacterias espiraladas se llaman espirilos si son rígidas y espiroquetas si son más flexibles y ondulantes. Algunas bacterias se agrupan de manera característica, dependiendo de la tendencia de las células hijas a permanecer parcialmente adheridas después de la división binaria. La agrupación resultante dependerá del grado de adherencia y del plano de división de la bacteria, sobre todo en las formas cocáceas.

(1000µm = 1mm) http://www.ugr.es/~eianez/Microbiologia/Pres%2003_archi vos/frame.htm

http://www.ugr.es/~eianez/Microbiologia /Pres%2003_archivos/frame.htm

75 5

Cuando los cocos se dividen en un solo plano forman cadenas, de ahí el nombre del género Streptococcus (Estreptococos). Cuando se dividen en todos los planos forman racimos. Estas bacterias se denominan Staphylococcus (Estafilococos).

manos. Estas son las principales vías de llegada a los alimentos donde puede multiplicarse, producir toxinas y causar enfermedades en el hombre. Este microorganismo lo trataremos en el pró ximo módulo.

Veamos las partes principales que componen una célula procariota. Haremos una enumeración desde el exterior al interior celular. Los asteriscos (*) indican los componentes obligatorios de cualquier bacteria, mientras que los demás son "dispensables" en el sentido de que no son universales, sino que están presentes en grupos más o menos amplios de procariotas: Estafilococos

cápsula o capa mucilaginosa. pared celular. (*) membrana celular: que puede tener o no invaginaciones denominadas mesosomas.

Estreptococos

(*) citoplasma: que incluye un cromosoma, ribosomas, inclusiones, orgánulos y, accesoriamente, plásmidos. Pueden existir, además, apéndices filamentosos: flagelos, fimbrias (pelos).

Sabía Ud? Que Staphylococcus aureus es un microorganismo ubicuo, cuyo hábitat principal es la piel, sus glándulas anexas y las mucosas de los animales de sangre caliente. En los portadores humanos, se multiplica primariamente en la nariz, sitio que puede ser colonizado durante los primeros días de vida. Muchos portadores nasales también lo tienen en la piel, ya que el hábito de tocarse la nariz hace que S. aureus pase a las 76


3

Tema

ESTRUCTURA GENERAL DE UNA CÉLULA PROCARIOTA

http://coli.usal.es/Web/educativo/biblioteca

Cápsula: La cápsula se puede definir como una estructura superficial que presentan muchas bacterias en sus ambientes naturales, consistente en acumulación de material mucoso o viscoso, situado externamente. Las cápsulas son estructuras inertes, carentes de actividad metabólica, pero que confieren a las bacterias importantes propiedades: protección contra agentes antibacterianos (p. ej., glóbulos blancos) dado que esta estructura está por encima de las sustancias de contacto de la pared celu-

lar, adhesión a otras células: microcolonias, con-

77 5

sorcios, biofilm; adhesión a sustratos inertes o vivos: colonización de sus nichos ecológicos (p. ej.: tejidos de organismos superiores). Pared celular: La mayor parte de los procariotas poseen una pared celular rígida rodeando a la membrana celular y en contacto con ella.

una característica distintiva en procariotas. Desarrolla funciones vitales para la bacteria al protegerla de la diferencia de presión osmótica entre el medio interno y el externo, además de ser la responsable de la forma bacteriana. Coloración de Gram

La coloración de Gram es un método de tinción que permite distinguir dos grupos de bacterias, las que se diferencian por la estructura de su membrana en cuanto a aspecto físico y composición molecular.

Sabía Ud? La coloración de Gram fue ideada por el danés Hans Christian Joachim Gram (1853-1938) quien el 15 de marzo de 1884 publicó sus estudios. En los años siguientes la utilidad de la técnica se hizo evidente, hasta que en 1889, la editorial Mason et fils en París, en el Área de Microbiología, recomienda someter a todos los cultivos a la tinción de Gram, como primera orientación diagnóstica. A pesar de que con este valioso aporte Hans C. J. Gram entraba en la galería de los inmortales, se cree que no supo valorar la trascendencia de su método de coloración y esto se pudo observar cuando escribió “He publicado un método, aunque estoy consciente de que todavía es defectuoso e imperfecto; pero deseo que en manos de otros investigadores pueda resultar de utilidad”. Hoy en día la coloración de Gram se ha convertido en una herramienta fundamental para la taxonomía e identificación. Está presente en la mayoría de las bacterias. La estructura y función de la pared constituye 78

Fuente:http://www.revista-portalesmedic os.com/revista-medica/coloracion-gram-diag nostico-microbiologico


3

Tema

El gráfico siguiente muestra los pasos de este método:

Para observar la técnica de la tinción de gram puede verse el video que está en esta página: https://www.youtube.com/watch?v=FceD8FFh uew Las bacterias Gram + (Gram-positivas) presentan una gruesa capa externa de péptidoglu-

cano, capaz de retener el colorante cristal violeta luego de la decoloración. En las bacterias Gram - (Gram-negativas), en cambio, esta capa de péptidoglucano es delgada y presenta, por encima, una capa de lipopolisacárido-lipoproteína denominada membrana 79 5

externa, capaz de perder el colorante cristal violeta luego de la decoloración, quedando coloreada con el segundo colorante, safranina. Membrana citoplasmática: La membrana citoplasmática bacteriana es una estructura de tipo bicapa, formada por proteínas y fosfolípidos, que delimita al citoplasma. La proporción proteína/lípidos es superior a la de las membranas celulares eucarióticas, llegando a alcanzar valores relativos de 80/20, esto le permite mayor transporte de sustancias. Muchas bacterias poseen compuestos policíclicos, denominados hopanoides que condicionan la rigidez de las membranas. Existe una gran variedad de tipos de proteínas en una misma bacteria que pueden ser integrales o periféricas, como se observa en la siguiente imagen inferior.

La membrana citoplasmática de los procariotas es una estructura multifuncional, siendo el sitio donde se producen muchos procesos metabólicos complejos. A continuación se desarrollan

80

brevemente las principales funciones de la membrana procariótica: Barrera osmótica: mantiene constante el medio interno, impidiendo el paso libre de sales y de compuestos orgánicos polares. Es el límite metabólicamente activo de la célula: establece la frontera entre el citoplasma y el medio externo, impidiendo la pérdida de metabolitos y macromoléculas. Permite selectivamente el paso de sustancias entre el exterior y el interior (y vice versa) a través de las proteínas transportadoras (la mayoría) o por la bicapa de fosfolípidos (agua, oxígeno, dióxido de carbono y sustancias solubles en estos lípidos).

La membrana permite el paso del agua por difusión debido al pequeño tamaño de esta molécula. Si la concentración de agua es mayor de un lado de la membrana que la del otro lado, existe una tendencia a que el agua pase del


3

Tema espacio de mayor concentración al de menor. El movimiento del agua a través de la membrana semi-permeable genera una presión hidrostática llamada presión osmótica. Cuando una bacteria se encuentra en un alimento salado se deshidrata, dado que el agua tiende a salir de su citoplasma hacia el alimento. La pared celular ejerce protección ante este fenómeno, pero cuando la diferencia de concentración es grande, no puede impedir que el citoplasma se deshidrate. Citoplasma: al igual que en los demás seres vivos, el citoplasma es un sistema coloidal cuya fase dispersante es agua junto con diversas sustancias en solución, y cuya fase dispersa está constituida por macromoléculas y conjuntos supramoleculares (partículas submicroscópicas). La viscosidad es mayor que la del citoplasma eucariótico.

vivos y está contenido en una región concreta del citoplasma, denominada nucleoide. No está separado del resto de la célula por una membrana nuclear. Toda la información genética esencial para la vida de la célula bacteriana, está contenida en el ADN que es una molécula de doble cadena, circular y covalentemente cerrado. Las bacterias poseen un solo ADN, pero en ellas es frecuente encontrar plásmidos (segmentos de ADN circulares, cerrados, y pequeños que contienen información secundaria y que pueden transmitirse a otra bacteria). II) Ribosomas: son complejos supramoleculares que se encargan de las síntesis de proteínas. Se observan como gránulos y existen entre 10.000 y 15.000 por cada bacteria. Flagelos: Los flagelos bacterianos típicos

Principales estructuras y macromoléculas que alberga el citoplasma: I) Nucleoide: el ácido desoxiribonucleico (ADN) es el material genético de los procariotas (genoma), al igual que del resto de los seres

http://www.urg.es/eianez/Microbiología

https://www.yo utube.com/watch?v=zlFRJftA2bU

81 5

son largos apéndices filamentosos extracelulares, helicoidales, responsables del desplazamiento en medios líquidos de las bacterias flageladas. Para observar la movilidad bacteriana puede mirar el video en esta página Fimbrias: Son apéndices filamentosos rectos y rígidos, más cortos y más finos que los flagelos y que aparecen en muchas bacterias (sobre todo Gram-negativas). Están repartidas por toda la superficie y funcionan como estructuras para la adhesión a sustratos vivos o inertes. La adhesina es una proteína especial de la punta de la fimbria capaz de unirse con gran afinidad a cadenas laterales de polisacáridos presentes en la membrana citoplasmática de las células del hospedador, como por ejemplo las células epiteliales del intestino humano.

La adhesión a superficies es la base para formar biopelículas (biofilms), una matriz biológicamente activa formada por células de una o varias especies y sustancias extracelulares en asociación con una superficie sólida inerte o a un tejido vivo. La presencia de biopelículas es ubicua en la naturaleza, convivimos cotidianamente con ellas, es que las bacterias no se encuentran aisladas sino formando agrupaciones. Son ejemplos de biopelículas el material mucoso que recubre un jarrón en el que hemos tenido depositadas flores o la placa dental que se manifiesta por una coloración amarillenta sobre nuestros dientes cuando no nos esforzamos en el cepillado. Otros ejemplos lo constituyen el material resbaladizo que recubre las piedras de los lechos de los ríos, los cascos de los barcos o la superficie interna de una cañería en una industria alimentaria donde los restos de alimentos colaboran con esta asociación de bacterias. En la mayoría de las plantas de procesado de alimentos, las superficies de contacto con los alimentos se limpian y sanitizan diariamente, sin embargo muchas otras superficies como los tanques de almacenamiento y los exteriores de las bombas, paredes y techos no presentan un plan de limpieza efectivo. Estos sitios son los adecuados para el desarrollo de biopelículas. Los biofilms no se eliminan con los desinfectantes habituales, por lo que es necesario aplicar, cuando sea posible, un cepillado profundo para poder eliminarlos, similar a los que realizamos sobre nuestros dientes.

http://www.facmed.unam.mx/deptos/microbiologia/ bacteriologia/patogenicidad.html

82


3

Tema

Año 1684: "Aunque mis dientes generalmente se conservan muy limpios, cuando los ví con mis lentes de aumento, encontré entre ellos una sustancia blanca, similar a harina húmeda...tomé una parte de esta harina y la mezclé con agua pura de lluvia, donde no había animales,...y para mi sorpresa percibí que contenía

muchos pequeños animales vivos que se movían por sus propios medios en forma muy extravagante". Antonie van Leewenhoeck Fuente: Viñetas de la historia de la Microbiología. Asociación Argentina de Microbiología. http://www.aam.org.ar/pagmicro.php

ETAPAS DE LA FORMACIÓN DE BIPELÍCULAS

Adaptado de http://www.hygiena.com/

83 5

QUÓRUM SENSING. EL LENGUAJE DE LAS BACTERIAS El Quórum Sensing es el término inglés que se usa para describir los mecanismos de comunicación bacteriano que dependen de la densidad celular, donde se utiliza la emisión de diversas moléculas químicas (señales) y la presencia de uno o más autoinductores para lograr la expresión coordinada de respuesta. Los seres vivos tienen sistemas de comunicación intercelular que les permiten relacionarse entre sí y con el medio ambiente. Durante mucho tiempo se pensó que estos sistemas de comunicación eran propios de los organismos pluricelulares y que no existían en los microorganismos. En el año 1977 un científico de apellido Nealson estudia los primeros mecanismos de comunicación intercelular entre bacterias, que son la base del concepto de quorum sensing. Desde entonces se han descripto numerosos procesos biológicos regulados por estos sistemas mostrando en algunos casos una gran complejidad: formación de biofilm, producción de factores de virulencia, transferencia de material genético, bioluminiscencia, entre otros. Esto permite suponer que algunas bacterias pueden desarrollar un comportamiento “multicelular” que les suponga una ventaja selectiva frente a las que no poseen estos mecanismos. Para que ocurra este comportamiento los microorganismos deben reunir tres condiciones: ser capaces de generar una señal de comunicación, la comunicación que sea percibida por el resto de la población y que, esta población reaccione mediante una acción concertada alcanzando una concentración determinada denominada Quórum. El ejemplo más sencillo de estos sistemas de comunicación celular es el descripto en la bacteria Staphylococcus aureus. Se trata de una bacteria de la microbiota normal del ser huma84

no, que en determinadas circunstancias se con vierte en virulenta e invade los tejidos. Este microorganismo desarrolla una estrategia bifásica para generar su patogenicidad. Cuando se encuentra a bajas concentraciones, S. aureus expresa factores proteicos que le permiten adherirse y colonizar superficies. Sin embargo, a ele vadas concentraciones celulares la síntesis de estos factores se reprime y comienza a secretar factores de virulencia. Esto también ocurre en los alimentos, donde es necesaria una concentración elevada de células de esta bacteria para producir la toxina responsable de la intoxicación alimentaria.

ENDOSPORAS BACTERIANAS Algunas especies de bacterias Grampositivas, principalmente de los géneros Bacillus y Clostridium, disponen de una serie de estrategias adaptativas cuando se ven sometidas a privación de nutrientes en su medio ambiente. En principio, intentan alcanzar un medio ambiente más propicio, pero si finalmente la situación de ausencia de nutrientes se mantiene, las células se preparan para un largo período de carencia nutricional.

En este caso ingresan en un proceso de diferenciación celular (esporulación) que conduce a


3

Tema la producción de una estructura especial llamada endospora, o forma de reposo, durmiente (criptobiótica, es decir de metabolismo prácticamente detenido) y que es capaz de resistir una amplia gama de agentes agresivos ambientales, físicos y químicos. La espora bacteriana es única en su resistencia al calor y su descubrimiento hizo pensar en técnicas que aplicaran altas temperaturas durante un determinado tiempo para destruirlas. La esterilización con el uso de temperaturas próximas a 121°C es un ejemplo. La ebullición no las destruye. Estas formas bacterianas suelen encontrarse en medios nutricionalmente pobres (suelos, hierba seca, etc.).

Salida de la célula vegetativa de una espora

http://www.ugr.es/~eianez/Microbiologia

Las endosporas son importantes desde el punto de vista clínico y de la industria alimentaria porque son resistentes a procesos que matan normalmente a las células vegetativas. Tales procesos incluyen calentamiento, congelación, desecación, uso de compuestos químicos y de radiaciones. Mientras que la mayoría de las células vegetativas son destruidas por temperaturas que superen los 70 °C, las endosporas pueden sobrevivir una hora o más en agua hirviendo.


La germinación es el proceso por el cual una espora se convierte al estado vegetativo. Es mucho más rápida que la esporulación. La germinación de la espora se produce tratándola a altas temperaturas (pero inferiores a su inactivación: 100oC durante unos minutos), por radiaciones ionizantes, por pH bajos, por tratamientos con ciertas enzimas.

Las bacterias formadoras de esporas constituyen un problema en la industria alimentaria porque tienen posibilidades de sobrevivir en caso de cualquier defecto en el tratamiento y porque cuando pueden germinar, algunas especies, producen toxinas que pueden causar enfermedades. Los métodos utilizados para el control de las esporas incluyen el uso de altas temperaturas (esterilización). Alerta por caso de botulismo

La Administración Nacional de Medicamentos, Alimentos y Tecnología Médica (ANMAT) retiró del mercado y prohibió la comercialización de una conserva de porotos envasados en Córdoba sin la autorización correspondiente, después de 85 5

que una persona muriera por botulismo tras consumirlos, mientras otras dos permanecen internadas en Entre Ríos. Por el caso, la Secretaría de Alimentos cordobesa dispuso el decomiso y prohibición de la venta de porotos en conserva de elaboración artesanal. Fuente: Periódico "Los Andes", 8 de mayo de 2015 Las conservas caseras son la causa más frecuente de botulismo de los alimentos en Argentina cuando son procesadas de manera inapropiada que favorece la germinación de las esporas de Clostidium botulinun. Después de esta publicación otro de los involucrados también falleció. Este tema se desarrollará en el próximo módulo.

FACTORES DE VIRULENCIA EN BACTERIAS PATÓGENAS Se denominan bacterias patógenas aquellas que pueden producir enfermedad. La medida de esta patogenicidad se denomina virulencia y depende tanto del microorganismo como del hospedador y su interacción. Por ejemplo puede haber bacterias de la flora normal que no causan enfermedad pero pueden llegar a ser patógenas en situaciones de inmunosupresión del hospedador. Son muy diversas las formas en que los patógenos producen daños al huésped y están relacionadas con su virulencia.

86

Clostridium botulinum son muy toxicogénicos, otros como Listeria monocytogenes son capa-

ces de invadir y multiplicarse en las células epiteliales del intestino.

Son numerosos los factores de virulencia que los microorganismos liberan extracelularmente y que tienen por finalidad protegerlos de las defensas del hospedador o favorecer su acceso a los nutrientes. En la figura se pueden apreciar la ubicación de los mencionados factores en la bacteria Salmonella. La combinación de algunos o todos hacen que las bacterias estén en mejores condiciones para producir enfermedad. La adhesión y colonización de un patógeno se produce a través de adhesinas, sustancias específicas que se fijan a moléculas complementarias presentes en las células del hospedador y presentes en las fimbrias, como también a partir de adhesinas no fimbriales (proteínas de membrana). Muchas bacterias después de adherirse invaden los tejidos del huésped, para ello es muy importante la disponibilidad de nutrientes. Algunas bacterias producen sustancias que les ayudan a secuestrar el hierro y que se denominan sideróforos y que les permiten, por ejemplo, captar el hierro en el intestino humano y de esta manera poder multiplicarse. Otros microorganismos producen enzimas extracelulares que les permiten, por ejemplo, migrar en los tejidos, protegerse de los ataques del hospedador, destruir células, disminuir las defensas del hospedador, etc.

Los patógenos poseen diversos factores de virulencia que tienen que ver con su capacidad para invadir al hospedador o causarle un daño mediante la producción de toxinas.

Las bacterias toxicogénicas producen dos tipos de toxinas, las que se liberan al medio extracelular, exotoxinas y las producidas como parte de la capa externa de la pared celular que se liberan cuando la célula se lisa (se rompe) y que se denominan endotoxinas.

Tanto la invasividad como la toxigenicidad pueden variar en un amplio rango. Algunos como

Las endotoxinas son pirógenas, es decir acti van mecanismos en el ser humano que elevan la


3

Tema


http://classes.midlandstech.edu/carterp/Courses/bio225/chap15/lecture3.htm

87 5

temperatura corporal (fiebre). Son más resistentes al calor que las exotoxinas y generalmente menos tóxicas. Existen bacterias que producen exotoxinas que actúan sobre el intestino delgado denominadas enterotoxinas causando una secreción masiva de líquido hacia el lumen del intestino (diarrea).

VIRUS Y PARTÍCULAS SUBVIRÁSICAS Otro objeto de estudio de la microbiología son las entidades no celulares como los virus, que a pesar de no poseer ciertos rasgos atribuibles a lo que se entiende por vida, cuentan con individualidad y entidad biológica, y son de dominio de esta ciencia.

Las enterotoxinas son producidas por una variedad de bacterias, entre ellas las que producen ETAs (Enfermedades Transmitidas por Alimentos): Staphylococcus aureus, Clostridium perfringens, Bacillus cereus, Vibrio cholerae, Salmonella Enteritidis, Escherichia coli enterotoxi-

génica.

Otras bacterias liberan citotoxinas, sustancias capaces de inhibir la síntesis de proteínas de la célula hospedadora, en algunos casos puede estar implicada en la adherencia a las células epiteliales del intestino humano. Salmonella, Shigella y Escherichia coli 0157:H7 son bacterias que producen estas toxinas.

Los virus tienen tamaño muy pequeño, normalmente inferior al del más pequeño procariota, se mide en nanómetros (nm). Son agentes infectivos que necesitan su incorporaciónal citoplasma de una célula para que su material genético sea replicado y de esta manera multiplicarse y transmitirse de una célula a otra. Los viroides son un grupo de nuevas entidades infectivas, subvirásicas, descubiertas en 1967 por T.O. Diener en plantas. Están constituidos exclusivamente por una pequeña molécula circular de ARN (ácido ribonucleico).

http://classes.midlandstech.edu/carterp/Cours es/bio225/chap15/lecture3.htm

88

Los priones son agentes infecciosos, constituidos exclusivamente por proteínas, que producen alteraciones neurodegenerativas contagiosas en diversas especies animales. Fueron descubiertas por Stanley Prusiner en 1981, quien recibió el premio nobel de medicina en 1997 por estos hallazgos.


3

Tema

CONFIGURACIÓN NORMAL

Los priones se encuentran en la superficie de muchas células, particularmente de las neuronas. Cuando se introducen en células sanas, la proteína PrPC (en la imagen configuración normal) sufre un plegamiento que la convierte en la proteína patógena PrPSc (configuración alterada). Este cambio de configuración es crucial, la proteína alterada tiene una característica única: interacciona con una molécula de proteína normal, le cambia la conformación y la hace capaz de convertir las estructuras de más proteínas normales, lo cual produce un efecto de "cascada". Ahí radica el poder infectivo de los priones. Se proponen tres modos de infección: transmitido, heredado y por mutación espontánea. Las principales enfermedades dentro de este grupo de entidades son: Enfermedades que afectan al hombre La enfermedad de Creutzfeldt-Jacob (ECJ). El Kuru. Enfermedades que afectan a los animales

CONFIGURACIÓN ALTERADA

El Scrapie en las ovejas. Encefalopatía espongiforme bovina (EBB – vaca loca). El kuru es una enfermedad muy rara. Es causada por una proteína infecciosa que se encuentra en tejido cerebral humano contaminado. El kuru se encuentra entre personas de Nueva Guinea, quienes practicaban una forma de canibalismo en la cual se comían los cerebros de las personas muertas como parte del ritual funerario. Esta práctica cesó en 1960, pero se reportaron casos de kuru durante muchos años después de esto, debido a que la enfermedad tiene un largo período de incubación. El período de incubación es el tiempo que lleva para que los síntomas aparezcan luego de haber sido expuesto al agente que causa la enfermedad. Fuente: Biblioteca Nacional de Medicina de los Estados Unidos http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/ ency/article/000788.htm 89 5

Una partícula vírica aislada es una estructura estática muy estable e incapaz de cambiar o reemplazar sus partes constituyentes. En este estado extracelular, metabólicamente activo, se denomina virión. La información genética se presenta en forma de ácido desoxirribonucleico (virus ADN) ó ácido ribonucleico (virus ARN), nunca los dos simultáneamente. El ácido nucleico se encuentra ubicado en una zona central denominada core. Este centro está rodeado por una cubierta proteica denominada cápside, que puede estar revestida por una capa lipídica adicional denominada "en vuelta". La envoltura vírica consta de una bicapa lipídica (que deriva de las membranas de la célula hospedadora) con proteínas, insertadas en ella. Los virus sin membrana lipídica se denominan virus "desnudos". La mayoría de los virus desnudos son resistentes al medio externo, a la desecación y a los solventes de lípidos. Por el contrario, todos los virus con envol-

TIPOS DE ESTRUCTURAS

Brock 8va. Edición fig. 8.3 pág. 252

90

tura son muy sensibles a los solventes de lípidos, tales como el éter o las sales biliares, a la desecación y al pH ácido. Los virus contienen toda la información necesaria para su ciclo reproductor pero necesitan de ribosomas, enzimas y moléculas de otras células vivas para multiplicarse. Los virus que infectan a las bacterias se denominan bacteriófagos. Se puede considerar los virus como agentes infecciosos productores de enfermedades, cuando infectan una célula, se multiplican, la rompen y se diseminan a otras células. Este proceso se conoce como ciclo lítico y es realizado por la mayoría de los virus. Otros virus no causan lisis ni muerte celular sino que realizan un ciclo lisogénico que se produce cuando el ácido nucleico del virus queda integrado en el de la bacteria y se replica junto con éste. El virus integrado se denomina profa-


3

Tema


go. El ciclo lisogénico fue descubierto en bacteriófagos en 1920, pero se lo comprendió en 1950, cuando fue estudiado por Andre Lwoff, un científico francés que recibió, en 1965, el premio Nobel de Medicina por estos descubrimientos. En la imagen pueden observarse ambos ciclos.

VARIABILIDAD EN BACTERIAS

seres vivos ha surgido, a lo largo de la evolución, por la aparición de mutaciones en el ADN que han ido modificando paulatinamente los genes existentes. La mutación constituye un suceso relativamente raro como unas gotas en el gran mar de la variabilidad genética. La reproducción sexual en los eucariotas, producto de la recombinación de ADN entre la célula del padre y de la madre, genera una enorme diversidad genética, incrementando mucho las posibilidades de evolución y suministrando a la población mayor adaptabilidad al ambiente cambiante.

La gran variabilidad genética existente en los 91 5

Aunque las bacterias no tienen reproducción sexual, se multiplican rápidamente y en grandes cantidades, pudiendo acumular un gran número de mutaciones y por lo tanto conseguir una gran variabilidad. Pero la mutación no es el único mecanismo de variabilidad en las bacterias, porque hay muchas que pueden llevar a cabo, y en determinadas condiciones, la recombinación de ADN con parte del genoma de una bacteria donante.

MUTACIONES Las mutaciones son cambios heredables puntuales de la molécula de ADN. Aunque estos errores ocurren con muy baja probabilidad en cualquier proceso de replicación de ADN, para las bacterias son una fuente importante de variabilidad. Algunas mutaciones denominadas silenciosas no son observables porque no tienen efecto en el fenotipo (expresión de los genes), pero otras, al modificar una proteína estructural o una enzima, dan lugar a cambios observables. Las mutaciones que ocurren en bacterias patógenas pueden modificar su virulencia cuando, por ejemplo, conducen a cambios en antígenos superficiales que no son reconocidos por el sistema inmune del hospedador, otras mutaciones importantes son las que aumentan la resistencia de las bacterias frente a uno o varios antibióticos. En estos casos las bacterias mutantes sustituirán a la bacteria original cuando la característica adquirida por mutación represente una ventaja frente a condiciones selectivas del entorno.

RECOMBINACIÓN DE ADN Algunas bacterias intercambian ADN sobre todo cuando se encuentran en ambientes donde conviven varios géneros y especies como es el intestino de los animales y el hombre. Se conocen tres mecanismos que tienen en común que el ADN sale de una bacteria y entre en otra. No es una etapa esencial del ciclo de vida pero es importante porque genera bacterias con características nuevas. Transformación: En la transformación la bacteria receptora acepta moléculas libres de ADN que penetran desde el medio externo. De forma natural, cuando las bacterias comparten el ecosistema con una población de bacterias que poseen información genética adicional y que mueren, lisan y liberan al medio su ADN, habrá algunas que recibirán parte de este ADN mientras que el resto es destruido rápidamente por enzimas. La probabilidad de intercambio natural es pequeña.

Para que el intercambio ocurra la pared y membrana de la célula receptora deben estar permeables para dejar pasar fragmentos de ADN. Estas bacterias se denominan competentes, es decir, capaces de sufrir transformación. Este tipo de transferencia de ADN se da en especies de Streptococcus, Staphylococcus, Haemophilus, Neisseria y Bacillus. En el laboratorio puede forzarse la competencia mediante pulsos eléctricos que producen agujeros en membranas y paredes permitiendo el ingreso de ADN. Conjugación: Se basa en el intercambio unidireccional de información genética desde una bacteria donante a otra receptora mediante un contacto real.

Para que se realice la conjugación tiene que 92


3

Tema

existir contacto físico entre la bacteria donadora de ADN y la receptora. La capacidad de donar la proporciona un plásmido que se denomina con jugativo, factor de fertilidad o plásmido sexual, que codifica las proteínas necesarias para la con jugación, incluyendo el pili o fimbria sexual, estructura especializada esencial para el contacto entre la bacteria donadora y la receptora. Generalmente, los plásmidos conjugativos causan la transferencia de su propio material genético pero en ocasiones pueden integrarse al cromosoma bacteriano y en el momento de con jugar transferirse llevando genes del cromosoma de la bacteria. 6 3 1 1 / e d o n / m o c . a i g o l o i b s i t r u c . w w w / / : p t t h

Este es un mecanismo muy efectivo para la transferencia de genes de resistencia a antibióticos. Para ampliar conocimientos sobre este tema puede entrar en el siguiente link: https://www.youtube.com/watch?v=VU7brO 7A36w Transducción: En este caso la transferencia de ADN de una bacteria a otra se realiza a tra93 5

vés de un bacteriófago, que se comporta como un vector de ADN entre las dos bacterias.

Existen dos tipos de transducciones: generalizada y especializada, solo desarrollaremos la primera. Ocurre durante el ciclo lítico de los fagos y es capaz de transferir cualquier parte del genoma bacteriano. Después que el fago inyecta su ADN, la infección inicia el ciclo lítico con la ruptura del ADN de la bacteria para posteriormente replicarse. Durante la fase de ensamblaje viral, fragmentos del cromosoma bacteriano pueden quedar en la cápsida viral. La cantidad de ADN bacteriano trasportado depende principalmente del tamaño de la cápsida del virus. Cuando este fago infecta a una nueva bacteria, el material puede ser transferido al cromosoma bacteriano. Finalmente si el segmento de ADN del virus recombina con el de la bacteria, éste último adquiere nueva información. La transformación, transducción, y conjugación son formas naturales por medio de las cuales los microorganismos producen recombinaciones de ADN similares a las de los organismos con reproducción sexual. Cuando estos procesos se realizan en el laboratorio constituyen lo que se ha llamado manipulación genética yde esta manera se puede lograr reunir en el interior de un microorganismo su propio ADN con ADN proveniente de otros organismos no relacionados, haciendo que estos genes se expresen y el microorganismo sintetice proteínas para las cuales no poseía la codificación genética antes de la manipulación. Hay en la actualidad, técnicas disponibles para que de una manera relativamente sencilla se manipulen los genes y se construyan en el laboratorio moléculas de ADN recombinante que probablemente nunca habrían aparecido en la naturaleza en el transcurso de la evolución.

94


3

Tema

Producción de proteínas recombinantes

Las proteínas recombinantes son aquellas proteínas producidas en el laboratorio mediante ingeniería genética en células distintas a las que se producen en la naturaleza, por ejemplo insulina humana producida en Escherichia coli. La primera proteína recombinante aprobada como medicamento en Argentina fue la insulina, en 1982, para el tratamiento de pacientes con diabetes. Hasta ese entonces los pacientes debían inyectarse insulina extraída del páncreas de vacas o cerdos; hoy varios laboratorios farmacéuticos producen insulina humana, tanto a partir de bacterias como a partir de levaduras, de una manera más simple y sin ningún riesgo para la salud.

Fuente: http://www.porquebiotecnologia.com.ar/adc/uploads/cuad_49.jpg

En 2007, Argentina se convirtió en el único país del mundo capaz de producir insulina humana con vacas transgénicas. Prácticamente todas las enzimas que se emplean en la industria (farmacéutica, alimenticia, textil, papel, química, detergentes, etc.) son recombinantes. Muchas de ellas son microbianas, pero resulta más fácil y reproducible su obtención a partir de bacterias bien conocidas y fácilmente culti vables. Por ejemplo, las enzimas resistentes a bajas o altas temperaturas, que se emplean en las diferentes industrias, provienen de microorganismos de laboratorio transformados con genes de extremófilos. Aún más, la ingeniería genética permite modificar al azar o de manera dirigida los genes, creando así variantes de enzimas con nuevas propiedades. Fuente: http://www.argenbio.org/

95 5

CRECIMIENTO BACTERIANO Las bacterias se reproducen por medio de la división celular o fisión binaria. Para reproducirse las bacterias necesitan sintetizar macromoléculas (ADN, ARN, proteínas), formar estructuras celulares (membrana celular, pared celular, flagelos, ribosomas) y crecer hasta el doble de su tamaño para luego dividirse en dos nuevas células. Estas se dividen en cuatro células, estas en ocho y así sucesivamente. El tiempo requerido para un ciclo de crecimiento completo (como el de la figura) es muy variable y depende de factores nutritivos y genéticos, pero en condiciones ideales se duplican muy rápido. Algunas bacterias se duplican cada 15 ó 20 minutos por lo tanto en poco tiempo alcanzan un alto número que puede alterar o producir sustancias tóxicas en los alimentos, en niveles que producen enfermedades. En la tabla siguiente se muestran los valores del número de células partiendo de una bacteria que se duplica cada 30 minutos.

TIEMPO EN MINUTOS 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 10 hs. 96

UNA GENERACIÓN


En este ejemplo al cabo de 4 horas se obtienen 256 células. En alimentos no estériles, por ejemplo la leche cruda donde el nivel de bacterias puede alcanzar a 10.000 - 100.000 por cm3, mantenerla varias horas a temperatura ambiente provocaría un excesivo desarrollo que traería consigo el deterioro de la misma.

N° DE CÉLULAS 1 2 4 8 16 32 64 128 256 512 1024 1.048.576


3

Tema FACTORES QUE AFECTAN EL CRECIMIENTO BACTERIANO Existen muchos factores que afectan el crecimiento bacteriano y, por consiguiente, pueden aumentar o disminuir la probabilidad de la incidencia de enfermedades transmitidas por alimentos. Estos factores pueden relacionarse con las características del alimento (factores intrínsecos) o con el medio en que este alimento se encuentra (factores extrínsecos). Se consideran factores intrínsecos: nutrientes, actividad de agua (aw), acidez (pH), disponibilidad de oxígeno, presencia de sustancias antimicrobianas naturales, estructuras biológicas. Los factores extrínsecos más importantes son: la temperatura, humedad relativa, presencia y concentración de gases atmosféricos.

FACTORES INTRÍNSECOS Nutrientes Los microorganismos se diferencian entre sí, en relación a la demanda de factores de crecimiento y en la capacidad de usar diferentes nutrientes (sustratos) de la composición de los alimentos. Fuente de carbono: el carbono puede ser un factor limitante para el crecimiento de los microorganismos. Por ejemplo la adición de frutas al yogur le incorpora mas azúcares lo que aumenta la gama de carbohidratos disponibles y permite el desarrollo de una microflora variada de microorganismos causantes de alteración. Las grasas y los aceites son usados por microorganismos lipolíti-

cos como muchos mohos, levaduras y bacterias (Pseudomonas, Achromobacter, Alcaligenes y otros); sin embargo muchos microorganismos no pueden crecer en este sustrato. Fuente de nitrógeno: en forma de aminoácidos, nucleótidos, péptidos y proteínas, además de otros compuestos nitrogenados. Los aminoácidos son la fuente más importante de nitrógeno para los microorganismos.

Son muchos los microorganismos aerobios (crecen en presencia de oxígeno) y anaerobios (crecen en ausencia de oxígeno) capaces de realizar la escisión de las proteínas: Aerobios: escinden las proteínas en compuestos más simples por medio de las reacciones oxidativas; los productos finales están totalmente oxidados y no producen olor. Anaerobios: los productos finales no están nunca completamente oxidados sino que forman compuestos intermedios como indol, mercaptanos, ácido sulfhídrico y amoníaco, que hacen al producto maloliente y nauseabundo. Fuente de vitamina: generalmente, los alimentos poseen la cantidad de vitaminas necesarias para el crecimiento de los microorganismos. Las frutas, pobres en vitaminas del complejo B no permiten el crecimiento de algunas bacterias. Las bacterias Gram-positivas son más exigentes que las Gram-negativas y mohos, puesto que no pueden sintetizar sus propios factores de crecimiento. Minerales: a pesar de que estos son utilizados encantidades pequeñas, constituyen un factor indispensable para el crecimiento de los microorganismos debido a su función participati va en las reacciones enzimáticas. Entre los minerales más importantes están: el sodio, potasio, calcio y magnesio.

97 5

Actividad de agua Todos los alimentos contienen agua en mayor o menor proporción que varía entre un 60 y un 95%. En los tejidos vegetales y animales existe en dos formas: agua libre y agua ligada.

El agua libre, predominante, puede extraerse fácilmente de los alimentos aplicando calor. El agua ligada se encuentra en los alimentos como agua de cristalización (en los hidratos de carbono) o ligada a las proteínas y a las moléculas de sacáridos o absorbida sobre la superficie de las partículas coloidales. Estas formas requieren para su eliminación, en forma de vapor, un calentamiento de distinta intensidad. Los microorganismos necesitan del agua libre para su desarrollo y crecimiento. Se entiende por actividad de agua (a w ) al cociente entre la presión de vapor del agua del alimento y la presión de vapor del agua pura.

Es la medida con que el agua interactúa con los otros componentes no acuosos de los alimentos y deja de estar libre para ser usada por los microorganismos que la requieren para vivir. Por ejemplo: comparemos el agua pura, donde todas las moléculas de agua están libres (aw=1); un alimento fresco, donde muchas moléculas no están libres porque interaccionan con moléculas de soluto (proteínas, glúcidos y sales) o se adsorben a superficies de sólidos (aw= 0,98) y un alimento seco y estable, donde la poca cantidad de agua presente no está libre sino ligada a los mismos componentes del ejemplo anterior (aw= 0,60 o menos).Conforme aumenta la cantidad de solutos en el medio, el agua interactúa con ellos y disminuye su disponibilidad para los microorganismos. La mayoría de las bacterias necesitan para crecer y multiplicarse aw entre 0,99 y 0,95 excepto para Staphylococcus aureus que pueden crecer a una aw tan baja como 0,86. Los que son menos exigentes son las levaduras que pueden tolerar altas concentraciones de azúcar y los mohos que pueden permanecer vivos en ambientes muy secos. El agua disponible puede disminuirse de los alimentos por deshidratación o secado (leche en polvo), por congelación o reteniéndola con solu-

AGUA: ENTRE 30 y 50% AGUA: ENTRE 93 y 75%

Aw 0,980 o superior

98

AGUA: ENTRE 3 y 15%

Aw entre 0,93 y 0,85

Aw 0,85 y 0,60


3

Tema tos como el cloruro de sodio o sal común en el proceso de salado (por ej. jamón) o por agregado de azúcar (por ej. dulces, mermeladas, etc.). Cuando un microorganismo se encuentra en un sustrato con una actividad de agua menor que la que necesita, su crecimiento se detiene porque pierde agua de su citoplasma. Esta detención del crecimiento que viene dada por el cese de los procesos metabólicos permite que muchos microorganismos se mantengan viables durante un tiempo más o menos largo. En leche en polvo Salmonella puede mantenerse viva, aunque sin reproducirse por más de 1 año. Algunas bacterias poseen mecanismos com-

Aw

pensatorios que les permiten vivir en alimentos con aw de 0,98 aumentando la concentración de solutos en su interior para garantizar la entrada de agua del ambiente y mantener su metabolismo; en cambio a aw más bajas pueden desarrollar necanismos que impiden la salida de agua de la célula. Una pequeña disminución de la cantidad de agua disponible es a menudo suficiente para evitar la alteración de los alimentos por microorganismos. El siguiente cuadro muestra los grupos principales de alimentos en relación a su aw .

ALIMENTOS

MICROORGANISMOS

0,98 o superior

Carnes y pescados frescos, frutas, hortalizas y verduras frescas, leche, frutas enlatadas en jarabes diluidos.

Los microorganismos crecen sin impedimento alguno. Todos los microorganismos causantes de enfermedades transmitidas por alimentos y los que habitualmente dan lugar a alteraciones.

entre 0,98 y 0,93

Leche concentrada por evaporación, concentrado de tomate, productos cárnicos y de pescados ligeramente salados, embutidos fermentados (no secos), embutidos cocidos, quesos de maduración corta, queso de pasta semidura, frutas enlatadas en almíbar, pan.

Todos los microorganismos conocidos causantes de enfermedades transmitidas por alimentos pueden multiplicarse al menos a los valores más altos de aw comprendidos en este intervalo.

Entre 0,93 y 0,85

Embutidos fermentados y madurados, queso Cheddar salado, jamón tipo serrano, leche condensada azucarada, dulce de leche

Entre las bacterias conocidas, sólo Staphylococcus aureus es capaz de producir enfermedad transmitida por alimentos a estos niveles de aw pero pueden crecer muchos hongos productores de micotoxinas.

Entre 0,85 y 0,60

Los alimentos de humedad intermedia: frutas secas, leche en polvo, harina, cereales, confituras y mermeladas, pescado muy salado, algunos quesos muy madurados.

Las bacterias patógenas no crecen en este intervalo de aw. La alteración, cuando ocurre, se debe a microorganismos que tienen mecanismos para desarrollar en altas concentraciones de solutos.

99 5

Aw Inferior a 0,60

ALIMENTOS

MICROORGANISMOS

Los dulces, chocolate, miel, fideos, papas fritas, verduras secas, huevos y leche en polvo.

La composición de los alimentos o sus tratamientos generan diferentes aw en las distintas partes del alimento, por ejemplo, los productos cocidos al horno, donde se evapora más agua en la superficie que en el interior. Los alimentos que contienen espacios macroscópicos o microestructurales acuosos de diferente actividad de agua, serán propensos a la migración de agua, desde aw altos a aw bajos, dependiendo de la temperatura. Este movimiento es beneficioso en el proceso de salado de quesos o carnes dado que favorece la deshidratación del alimento por salida de agua. En otros casos puede tener consecuencias organolépticas no deseables como en las magdalenas rellenas o los sándwiches de miga porque el agua migra desde el relleno o desde los ingredientes del sándwich, humedece la masa superficial y es probable que permita el desarrollo microbiano. Por esta razón, para evitar que se peguen unas con otras, las magdalenas rellenas se envasan individualmente.

Los microorganismos no se multiplican por debajo de una aw de 0,60 pero pueden permanecer vivos durante largos períodos de tiempo.

bacterias crecen a pH 7.

El agua también puede migrar desde el aire húmedo a los alimentos secos o desde los alimentos húmedos al aire. Como la humedad del aire es típicamente el 50-80 % (aw= 0.5-0.8), los alimentos con más baja aw tenderán a ganar agua mientras aquellos con más alta aw tienden a perder agua, secándose. pH Los microorganismos se desarrollan entre pH 5 y 9, solamente algunas especies se desarrollan a pH 2 o superior a 10. La mayor parte de las 100

Cada microorganismo tiene un rango de pH dentro del cual es posible su desarrollo y un pH óptimo bien definido, que depende de las características de sus enzimas. Para los microorganismos los cambios brus-


3

Tema cos de pH pueden ser lesivos, afectando a la membrana y al transporte de solutos e inhibiendo enzimas. Si el pH citoplásmico cae rápidamente hasta 5 o menos, la bacteria puede morir. Por ejemplo: C. botulinum no crece ni produce toxina por debajo de 4,5. Por debajo de pH 6disminuye mucho la esporulación así como la termo resistencia de gérmenes y esporas, lo cual permite reducir el tiempo de esterilización por calor. El efecto letal del pH ácido sobre los microorganismos tiene aplicación en la conservación de alimentos por acidificación. De esta forma, por ejemplo, la adición de ácido acético en forma de vinagre permite la conservación de alimentos perecederos como escabeches y la producción de ácidos en el curso de fermentaciones naturales permite alargar la vida de los alimentos (por ejemplo: embutidos, repollo fermentado). No sólo el pH incide, sino la composición química del ácido, así el acético es más inhibidor que el ácido láctico y el ácido cítrico. Algunas bacterias como Salmonella o Escherichia coli presentan cepas adaptadas a pH más bajos y son capaces de desarrollarse en alimentos más ácidos y producir enfermedad en los seres humanos. En la industria, por ejemplo, para reducir los niveles de Salmonella en aves se agregan ácidos orgánicos de cadena corta en los alimentos balanceados. Disponibilidad de oxígeno Otro aspecto a tener en cuenta es la necesid a d de oxígeno (O2) de las bacterias para poder vivir. En función de esto se clasifican en: Aerobias estrictas: Dependen de O2 para su crecimiento. En este grupo se incluyen muchas bacterias, principalmente aquellas que deterioran los ali-

mentos (Pseudomonas, Moraxella, Acinetobacter, Flavobacterium, etc.) y algunas bacterias aerobias patógenas (como Bacillus cereus), casi todos los mohos y algunas levaduras. Estos microorganismos desarrollan sobre la superficie de los alimentos. Anaerobias estrictas: se desarrollan en ausencia total de O2. En este grupo se encuentran algunas bacterias patógenas (Clostridium botulinum) y de deterioro (Clostridium thermo saccharolyticum). Estos microorganismos desarrollan en alimentos enlatados o envasados al vacío. Anaerobias Facultati vas: No precisan oxígeno para crecer pero lo hacen mejor en su presencia. En este grupo se encuentran algunas bacterias patógenas como S al monella, S t a p h y l o c o c c u s aureus, bacterias y leva-

duras que se utilizan en la producción de alimentos y bebidas como Saccharomyces cerevisiae y de deterioro como algunas bacterias acido lácticas. Existen otros grupos de bacterias, las microaerófilas que sólo se pueden desarrollar en presencia de bajas tensiones de O2 (menor del 12% en lugar del 20% que es la atmosférica) como Campylobacter. Presencia de sustancias antimicrobianas naturales

La estabilidad de algunos productos de origen animal y vegetal en la naturaleza ocurre debido a la presencia de substancias antimicrobianas. Éstos son algunos ejemplos:

101 5

Albúmina o clara de huevo: entre los factores antimicrobianos que posee podemos citar la lisozima que rompe la pared celular de bacterias Gram-positivas y avidina que actúa contra algunas bacterias y levaduras. Mora, ciruela y fresa: poseen ácido benzoico que tiene acción bactericida y fungicida y es más eficaz a valores de pH entre 2,5 y 4,5. Clavo de olor: contiene eugenol, sustancia que ha demostrado ser efectiva contra las bacterias: Bacillus, S. aureus, Aeromonas y enterobacterias.

Canela: tiene aldehído cinámico y eugenol, los cuales actúan contra los mohos y bacterias, respectivamente. Ajo: se ha demostrado que los componentes allicina y ajoeno pueden inhibir a microorganismos como Salmonella, Shigella, Staphiloccus aureus, Clostridium. botulinum, Cándida albicans, Aspergilus flavus y Penicillium,

entre otros.

Leche: en la leche cruda existen muchos grupos de sustancias con acción antimicrobiana como lactoperoxidasas, lactoferrina, que inhiben el crecimiento de bacterias patógenas y alterantes. Estructuras biológicas La envoltura natural de algunos alimentos proporciona una excelente protección frente a la entrada y daño subsiguiente por microorganismos causantes de alteraciones. Entre los diferentes tipos de envolturas existen estructuras como la testa de las semillas, el tegumento externo de las frutas, las cáscaras de los frutos como en la nuez, la piel de los animales, la cáscara de los huevos.

102

FACTORES EXTRÍNSECOS Temperatura: La temperatura es uno de los principales factores que afectan el crecimiento y la supervivencia de los microorganismos. Cada microorganismo tiene sus temperaturas cardinales, que son: Temperatura mínima: por debajo de la cual no hay crecimiento. Temperatura máxima: por encima de la cual no hay crecimiento. Temperatura óptima: a la que se da el crecimiento óptimo.

Las bajas temperaturas producen gelatinización del citoplasma y se detiene el transporte de nutrientes, las altas temperaturas producen desnaturalización proteica y colapso y ruptura de la membrana plasmática. A la temperatura óptima las reacciones metabólicas alcanzan su máxima actividad. Es habitual clasificar a los microorganismos de acuerdo a su temperatura óptima de crecimiento: Termófilos: son microorganismos que tienen temperatura óptima de crecimiento próxima a 60°C. Otros, denominados hipertermófilos se multiplican bien a 80°C o por encima de los 100°C. Mesófilos: son microorganismos que se reproducen mejor a temperaturas entre 3037°C. Dentro de este grupo se encuentran las bacterias que producen enfermedades transmitidas por alimentos; la mayoría de éstas se desarrollan mejor a temperaturas cercanas a los 37ºC (temperatura del cuerpo humano). Pese a todo pueden crecer entre 5º C y 45ºC sólo que a un ritmo más lento.


3

Tema

Adaptado de http://www.diversidadmicrobiana.com/

Psicrófilos: son microorganismos que se desarrollan a muy bajas temperaturas. Los psicrófilos viven en ambientes terrestres y acuáticos de temperaturas bajas. Mueren rápidamente en climas cálidos. Ejemplo: algas que se desarrollan dentro y bajo el hielo en zonas polares.

las no pueden recuperar su capacidad de división. Este es el fundamento de los procesos de aplicación de calor para preservar alimentos.

Psicrótrofos: son microorganismos que pueden multiplicarse a 0ºC pero su temperatura óptima para hacerlo es de 25-30ºC. Varios géneros de bacterias incluyendo algunas productoras de enfermedades alimentarias, mohos y levaduras tienen miembros que son psicrótrofos que proliferan en carne, leche, productos lácteos, sidra, verduras, frutas que se conservan refrigeradas.

Es importante tener en cuenta que a temperaturas muy bajas, el metabolismo celular es muy lento y las células detienen su crecimiento; pero en su mayoría, no mueren. Por otra parte, cuando la temperatura a la que se exponen las bacterias es superior a la óptima, se produce la muerte celular rápidamente y si se baja posteriormente la temperatura las célu-

http://chefclubsarazabasicoculinario.bligoo.com.ar/media/users/13/6 85122/images/public/84840/seguridad-alimentaria-im.jpg ?v=1313777748628

103 5

Humedad relativa La humedad relativa es esencialmente una medida de la actividad de agua en la fase gaseosa. Cuando se almacena un alimento que tiene una actividad acuosa baja en una atmósfera de humedad relativa elevada, el agua pasará desde la fase gaseosa al alimento. Es posible que transcurra mucho tiempo para que la masa del alimento aumente su actividad de agua, pero puede haber una condensación en la superficie que origine zonas localizadas de elevada actividad de agua. En estas zonas los hongos, que han permanecido viables pero que no han sido capaces de crecer, pueden ahora hacerlo.

La combinación entre la humedad relativa y temperatura no puede despreciarse. Generalmente, cuanto mayor es la temperatura de almacenamiento, menor será la humedad relativa, y viceversa. Alterando los gases de la atmósfera es posible retrasar la multiplicación microbiana en los alimentos sin disminuir la humedad relativa. El almacenamiento de frutas y hortalizas frescas requiere un control muy cuidadoso de la humedad relativa. Si ésta es excesivamente baja, en algunas hortalizas disminuirá el contenido de agua y se marchitarán. Si es excesivamente elevada, puede haber condensación y es posible que se inicie su alteración microbiana.

Composición de la atmósfera Influencia de la concentración del CO2

El CO2 es un fuerte inhibidor del desarrollo de microorganismos por lo que permite extender la vida útil de productos alimenticios. La presencia de determinadas concentraciones de CO2 en la atmósfera interna del envase provoca que los

(*) p.p.m: partes por millón

104

microorganismos permanezcan durante más tiempo sin aumentar el número, sin crecimiento. Cuando se formulan atmósferas con concentraciones de CO2 superiores a un 5 -10 % se logra suprimir el desarrollo de hongos y bacterias aerobias estrictas. Particularmente esas concentraciones son efectivas para inactivar bacterias aerobias gram negativas responsables del deterioro organoléptico de la mayor parte de los alimentos, tales como Pseudomonas (responsables de aromas indeseables y deterioro del color en carnes rojas y pescados), Micrococcus y Bacillus. Influencia del O3 (Ozono)

Algunos vegetales, sobre todo las frutas, se conservan en atmósferas con O3, entre 2 y 3 ppm(*). Este tipo de atmósfera no es recomendado para alimentos con cantidad elevada de lípidos, puesto que el ozono aceleraría la oxidación. El ozono y el gas carbónico son eficaces para retrasar las alteraciones en la superficie de carnes almacenadas por un tiempo largo. Debido a su pequeño tamaño y a su estilo de vida individual, las células procarióticas sufren los cambios ambientales de un modo mucho más directo e inmediato que las células de los organismos pluricelulares. A lo largo de miles de millones de años, las bacterias han venido estando sometidas a diversas presiones ambientales, y han respondido evolutivamente creando numerosos mecanismos de adaptación. Actualmente, las únicas formas de vida existentes en determinados ambientes extremos son exclusivamente procarióticas. Desafiando a nuestras ideas preconcebidas de lo que es la vida "normal" encontramos extraordinarios seres vivos unicelulares viviendo a pH muy ácidos o muy alcalinos, medrando en salmueras y


3

Tema

salinas, o reproduciéndose a temperaturas de más de 100ºC y a grandes presiones.

CAUSAS DE CONTAMINACIÓN DE LOS ALIMENTOS Los microorganismos pueden llegar a los alimentos a través de: Elaire El suelo La vestimenta Los utensilios y herramientas de trabajo La basura Los insectos y roedores Los manipuladores Elagua Los animales La materia fecal Otros alimentos contaminados, contaminación cruzada

AMBIENTE

Los alimentos pueden contaminarse con bacterias presentes en el ambiente que los rodea. Los microorganismos se encuentran en el suelo, el aire, el polvo, las superficies (paredes, pisos, mesadas), utensilios (vajilla), vestimenta, maquinarias, otras estructuras (baños, basureros).

PRESENCIA DE VECTORES Las bacterias no se trasladan por sí mismas; el transporte siempre está mediado por manos, indumentaria, equipos, ingredientes, superficies en contacto. Son considerados vectores animados los animales domésticos (perros, gatos), ratones, ratas, cucarachas, hormigas, arañas, que suelen contaminar el ambiente y a través de éste, los alimentos. Los vectores mecánicos o inanimados son las cintas transportadoras, las guías, las carretillas, el calzado, los elevadores, etcétera, que deben ser sanitizados antes de ingresar a la zona de preparación de alimentos o después de haber terminado una jornada en contacto con los alimentos.

AGUA El agua, si no es potable, puede contener bacterias de origen intestinal (humano o animal) y contaminar los alimentos. En la imagen de la pagina siguiente, se pueden observar las vías de contaminación de vegetales y semillas con E. coli patogénica, a través de la interacción entre el agua, microorganismos, animales, humanos y medio ambiente.

105 5

Adaptado de http://www.fao.org/3/a-i2530e/i2530e03.pdf

Enfermos: los que padecen la enfermedad.

MANIPULADORES El manipulador a tra vés de sus manos, piel, pelos, mucosas y su vestimenta puede ser causa de contaminación de alimentos con microorganismos patógenos. En la manipulación de alimentos no pueden intervenir personas que padezcan enfermedades o que puedan ser portadoras de las mismas. Especialmente merecen destacarse los portadores de bacterias patógenas, de los cuales existen tres tipos:

106

Convalecientes: los que están clínicamente sanos pero siguen eliminando bacterias por períodos más o menos prolongados. Portadores sanos: los que no han tenido signos ni síntomas de la enfermedad cuando han albergado el microorganismo, pero lo eliminan al ambiente.

CONTAMINACIÓN POR MATERIA FECAL La materia fecal del hombre y los animales tiene gran cantidad de microorganismos que pueden llegar a los alimentos por falta de higiene. La contaminación con materia fecal humana se evita con un correcto lavado de las manos después de ir al baño. Esto es muy importante sobre todo porque los manipuladores en deter-


3

Tema minadas ocasiones pueden ser portadores sanos de bacterias patógenas.

CONTAMINACIÓN POR MATERIAS PRIMAS Todos los alimentos crudos son vehículos de contaminación pero si se aplican sistemas que aseguren la calidad de los alimentos en los centros de producción, éstos llegan al consumidor en las mejores condiciones posibles. Los alimentos de origen animal son los que ofrecen un mayor riesgo desde el punto de vista sanitario, como consecuencia de la facilidad con que pueden estar unidos a medios contaminados y a la rapidez con que se multipliquen los microorganismos en estos alimentos.

CONTAMINACIÓN CRUZADA

da directa ocurre cuando un alimento contaminado entra en "Contacto Directo" con uno que no lo está.

Esto sucede cuando se mezclan alimentos cocidos con crudos en platos que no requieren posterior cocción como ser en ensaladas, tortas con crema, postres, etc; cuando hay una mala ubicación de los alimentos en la heladera, cuando en una cocina no hay separación entre la zona de recepción de materias primas y la de elaboración de alimentos, entre otros ejemplos. La contaminación cruzada indirecta es la producida por la transferencia de contaminantes de un alimento a otro a través de las manos, utensilios, equipos, mesadas, tablas de cortar, etc. Por ejemplo, si con un cuchillo se corta un pollo crudo y con ese mismo, sin lavar, se troza un pollo cocido, los microorganismos que estaban en el pollo crudo pasarán al cocido y lo contaminarán.

Generalmente ocurre por el uso de utensilios sucios como también por una mala higiene personal de quien manipula o vende los alimentos. Estos conocimientos fundamentales de microbiología, que pueden ampliarse con la bibliografía citada para este tema, son muy

Los alimentos cocidos y aquellos que están listos para comer son susceptibles a la contaminación si están en contacto con alimentos crudos, jugos de alimentos crudos (carnes, pollo, pescado), utensilios de cocina, manos, tablas, etc. que se encuentren contaminados. Esta transferencia de microorganismos patógenos de un alimento a otro se denomina contaminación cruzada. La contaminación cruza107 5

Bromatologia 3

Recommend Documents