Mecanismos de Deterioro de los Mecanismos de Deterioro de los Mecanismos de Deterioro de los Mecanismos de Deterioro de los ALIMENTOSALIMENTOSALIMENTOSALIMENTOS

Juan Carlos Hidalgo Gárate.

¿“¿“¿“¿“alterado” o “deteriorado”?alterado” o “deteriorado”?alterado” o “deteriorado”?alterado” o “deteriorado”?� “alteración” es cualquier cambio en un alimento que le convierte

en inaceptable para el consumidor, ya sea por cuestiones relacionadas con la calidad o con la seguridad.

� El termino “vida útil”� El termino “vida útil”

� Se define como el tiempo en el que un alimento conservado en unas condiciones determinadas reúne tres condiciones:

1) Es seguro;

2) Mantiene unas características químicas, físicas, microbiológicas y sensoriales adecuadas; y

3) Cumple las especificaciones nutricionales declaradas en su etiquetado.

El Código Alimentario Español define:El Código Alimentario Español define:El Código Alimentario Español define:El Código Alimentario Español define:

� “alimento alterado” como todo aquel “que durante su obtención, preparación, manipulación, transporte, almacenamiento o tenencia, y por causas no provocadas tenencia, y por causas no provocadas deliberadamente, sufre variaciones en sus caracteres organolépticos, composición química o valor nutritivo de tal forma que la aptitud para el consumo queda anulada o disminuida, aunque permanezca inocuo”.

Factores en la alteración de alimentosFactores en la alteración de alimentosFactores en la alteración de alimentosFactores en la alteración de alimentos

FÍSICAS QUÍMICAS

Calor, H, viento

BIOLÓGICAS

Golpes, cortes, congelación, desecación

Enranciamiento

Pardeamiento

Enzimas, parásitos, Microorganismos

(insectos, roedores, aves y otros animales)

Mecanismos de deterioro de los alimentosMecanismos de deterioro de los alimentosMecanismos de deterioro de los alimentosMecanismos de deterioro de los alimentos

Factores físicos� Suelen aparecer durante la manipulación, preparación o

conservación de los alimentos. No afectan por sí mismos al alimentos; pero si su valor comercial. Ejemplo: golpes y daños sufridos durante la recolección de frutas.

•Transferencia de humedad y/o vapor de agua

•Transferencia física de otras sustancias

CambiosCambiosCambiosCambios enenenen lalalala calidadcalidadcalidadcalidad dededede algunosalgunosalgunosalgunos alimentosalimentosalimentosalimentos debidosdebidosdebidosdebidos aaaa lalalalatransferenciatransferenciatransferenciatransferencia dededede humedadhumedadhumedadhumedad y/oy/oy/oy/o vaporvaporvaporvapor dededede aguaaguaaguaagua

Factores Químicos� Se manifiestan durante el almacenamiento de alimentos. Son

alteraciones graves y con frecuencia perjudican la comestibilidaddel producto. Ejemplo de ellas son el enranciamiento y elpardeamiento.

� Oxidación de grasas y aceites

� Oxidación de los pigmentos alimentarios� Oxidación de los pigmentos alimentarios

� Oxidación de las vitaminas (C-D y A-E)

� Hidrólisis

� Reacción de Maillard (pardeamiento no enzimático)

� Cambios químicos inducidos por la luz

Factores biológicos� Enzimáticas: Acción de las propias enzimas del alimento.

� Parasitarias: Infestación por insectos y roedores.

� Microbiológicas: Responsables de las alteraciones más frecuentes y son las más graves. Intoxicación.

Crecimiento microbiano en alimentosCrecimiento microbiano en alimentosCrecimiento microbiano en alimentosCrecimiento microbiano en alimentos

� La habilidad de los microorganismos para crecer o multiplicarse en un alimento esta determinada por:

1.El ambiente del alimento (factores intrínsecos)

2.El ambiente en el que el alimento es almacenado (factores extrínsecos)extrínsecos)

Factores IntrínsecosFactores IntrínsecosFactores IntrínsecosFactores Intrínsecos Factores ExtrínsecosFactores ExtrínsecosFactores ExtrínsecosFactores Extrínsecos

� Nutrientes

� pH

� Potencial redox y oxígeno

� Actividad de agua

� Constituyentes antimicrobianos

� Temperatura

� Humedad relativa del ambiente

� Presencia y concentración de gases atmosféricos

� Presencia y actividades de otros microorganismos

antimicrobianos

� Estructura biológica otros microorganismos

Factores Intrínsecos.

� Los alimentos están compuestos por diferentes nutrientes como son los hidratos de carbono, grasas, proteínas, vitaminas y minerales.

� Al ser seres vivos, los MO necesitan nutrientes para poder llevar a cabo sus funciones orgánicas, por lo que los alimentos representan una fuente importante para su crecimiento y desarrollo.

� Los MO presentes en alimentos varían ampliamente en su

� Nutrientes

� Los MO presentes en alimentos varían ampliamente en su requerimiento de nutrientes, siendo las bacterias las que requieren más nutrientes, seguidas por las levaduras y los mohos.

Los más apetecibles son:

- Salsas (mayonesa)

- Productos de pastelería (cremas y natas)

- Huevos y derivados- Huevos y derivados

- Carnes y derivados

- Leche y derivados

- Pescado y derivados

�pH y AcidezpH y AcidezpH y AcidezpH y Acidez

� El pH mide la acidez de los alimentos. Cada microorganismotiene un pH de crecimiento óptimo, mínimo y máximo. Elrango óptimo oscilaría entre 6,6 – 7,5.

� En general, la presencia de ácidos en el alimento produce unaimportante reducción de la supervivencia de losmicroorganismos.microorganismos.

� Los ácidos fuertes producen una rápida bajada del pH externo,aunque su presencia en la mayoría de los alimentos esinaceptable.Efecto del pH sobre el crecimiento microbiano•Altera el funcionamiento de sus enzimas.•Se altera el transporte de nutrientes al interior de la célula.•La morfología de algunos microorganismos puede resultar alterada por el pH.

Rangos de pH de algunos alimentos

La actividad de agua (aw)La actividad de agua (aw)La actividad de agua (aw)La actividad de agua (aw)

� Es la cantidad de agua libre en el alimento, es decir, el agua disponible para el crecimiento de microorganismos y para que se puedan llevar a cabo diferentes reacciones químicas. Tiene un valor máximo de 1 y un valor mínimo de 0.

� La escala de la actividad de agua (Aw) se extiende desde 0 (seco) a 1.0 (pura agua) sin embargo la mayoría de los alimentos contienen un nivel de actividad acuosa en un rango de 0.2 para alimentos secos a 0.99 para alimentos frescos.

Actividad de agua y crecimiento microbianoActividad de agua y crecimiento microbianoActividad de agua y crecimiento microbianoActividad de agua y crecimiento microbiano

� La disponibilidad de agua se expresa como actividad de agua (aw)

• Influye en la multiplicación de los microorganismos.• En su actividad metabólica.• En su resistencia y supervivencia.

Métodos para reducir aw

• Congelación• Secado/deshidratación• Adición de solutos– Sal (NaCl, KCl, fosfatos)– Azúcares (sacarosa, glucosa, fructosa, maltosa, lactosa)fructosa, maltosa, lactosa)– Polialcoholes (sorbitol, glicerina, manitol, propilen glicol)– Ácidos (fosfórico, cítrico, ascórbico, fumárico)– Hidrolizados de proteína– Aminoácidos (alanina, glicina)

�Potencial redox (Eh) y oxígenoPotencial redox (Eh) y oxígenoPotencial redox (Eh) y oxígenoPotencial redox (Eh) y oxígeno

� El potencial redox es un importante factor selectivo en todos los ambientes, incluidos los alimentos, porque influye en los tipos de microorganismos presentes y en su metabolismo.

� El Eh indica las relaciones de oxígeno de los MO vivos y puede ser utilizado para especificar el ambiente en que un puede ser utilizado para especificar el ambiente en que un MO es capaz de generar energía y sintetizar nuevas células sin recurrir al oxígeno molecular: los microorganismos aerobios requieren valores redox positivos y los anaerobios negativos.

� Cada tipo de microorganismo sólo puede vivir en un estrecho rango de valores redox.

Potencial redox y crecimiento de Potencial redox y crecimiento de Potencial redox y crecimiento de Potencial redox y crecimiento de

MO en los alimentosMO en los alimentosMO en los alimentosMO en los alimentos

�Aerobios: – Obligados: requieren O2 para crecer (21%).

Pseudomonas, Micrococcus, Bacillus, mohos.

–Facultativos: Son microorganismos que pueden crecer en presencia o ausencia de oxigeno. Enterobacterias,presencia o ausencia de oxigeno. Enterobacterias,Staphilococcus

� Microaerofílicos:

Requieren O2, pero a niveles más bajos que los atmosféricos (1 -15 %). Lactobacillus, Streptococcus, Pediococcus

Potencial redox y crecimiento de Potencial redox y crecimiento de Potencial redox y crecimiento de Potencial redox y crecimiento de

MO en los alimentosMO en los alimentosMO en los alimentosMO en los alimentos

�Anaerobios: organismos que carecen de sistemas

respiratorios y no pueden utilizar el O2 como aceptor final de electrones.

– Estrictos: mueren en presencia del oxígeno; Clostridium, PropionibacteriumPropionibacterium

– Facultativos: Pueden realizar metabolismo energético aerobio o anaerobio

– Aerotolerantes: pueden tolerar el O2y crecen en su presencia aunque no pueden utilizarlo

PotencialPotencialPotencialPotencial redoxredoxredoxredox yyyy crecimientocrecimientocrecimientocrecimiento dededede MOMOMOMO enenenen loslosloslos

alimentosalimentosalimentosalimentos

Factores Extrínsecos

Clasificación según la temperatura:

� Psicrófilos: crecen a partir de entre -5 a 5ºC

– Obligados (óptimos a 15-18ºC)

�Temperatura

– Obligados (óptimos a 15-18ºC)

– Facultativos, psicrotolerantes o psicrotrofos (óptimos a 20-30ºC)

� Mesófilos (óptimos 25-40ºC)

� Termófilos (óptimos >50ºC)

–Hipertermófilos (óptimos >80ºC)

–Termófilos facultativos: pueden crecer a <37ºC

�Humedad RelativaHumedad RelativaHumedad RelativaHumedad Relativa� Se entiende por HR, la relación entre la presión parcial de vapor de

agua y su presión de saturación a una temperatura dada.

� Las HR elevadas favorecen la multiplicación de MO, especialmente a temperaturas de almacenamiento altas.

� HR muy bajas determinan pérdidas de peso en el alimento.

Gasesatmosféricos

Clasificación de los alimentos según la aw y

los gases más adecuados para su envasado

Aw Productos Alteraciones Envasado

BajaCafé, snacks, frutos secos deshidratados

Oxidaciones N2

Embutidos,

Media

Embutidos, precocidos, panadería,quesos, pasta, pizza

Oxidación,Mohos(bacterias)

N2 + CO2

AltaCarne fresca, pescado,vegetales

BacteriasN2 + CO2 + O2

�La luz

La luz altera el valor nutricional de algunos alimentos al destruir las vitaminas. También hace que algunos alimentos se pongan rancios y que otros pierdan el color.e)

�El oxígeno del aire

Cuando la cáscara de algunas frutas o vegetales es removida y se expone al oxígeno del aire, ocurre un oscurecimiento enzimático.

�El tiempo

Para la gran mayoría de los alimentos, el tiempo es un enemigo y nada puede sustituir a la frescura. El desarrollo de MO, la destrucción por insectos, los efectos del calor, el frío, la humedad, el oxígeno y la luz progresan con el tiempo y muchas veces es difícil luchar contra él.

PROCESOS DE ALTERACIÓN DE LOS PROCESOS DE ALTERACIÓN DE LOS PROCESOS DE ALTERACIÓN DE LOS PROCESOS DE ALTERACIÓN DE LOS PROCESOS DE ALTERACIÓN DE LOS PROCESOS DE ALTERACIÓN DE LOS PROCESOS DE ALTERACIÓN DE LOS PROCESOS DE ALTERACIÓN DE LOS ALIMENTOSALIMENTOSALIMENTOSALIMENTOS

Pardeamiento no enzimático. Reacción

de Maillard

� Reacciones complejas que en determinadas condiciones, los azúcares reductores reaccionen con las proteínas produciendo pigmentos de color pardo oscuro y cambios en el olor y sabor de los alimentos. en algunos casos es deseable (café, té, frituras) y en otros indeseables como deseable (café, té, frituras) y en otros indeseables como los colores oscuros que se desarrollan en el almacenamiento.

Reacción de Maillard

� Paso inicial: No hay producción de color.

� Paso intermedio: Aparición de colores amarillos y producción de olores desagradables.

� Paso final. Formación de pigmentos pardos.

En el paso intermedio lo mas grave no es la producción de olores desagradables, sino que estos pueden resultar potencialmente tóxicos las premelanoidinas.

Enranciamiento de Lípidos� Aceites y grasas susceptibles a reacciones de deterioro que

reducen el valor nutritivo del alimento y forman compuestos volátiles que producen olores y sabores desagradables

Enzimas naturales de los alimentos

� Después del sacrificio o recolección si las enzimas no son desactivadas, continúan catalizando reacciones químicas que hasta cierto punto son deseables como en la maduración de frutas y ablandamiento de la carne; pero si se pasan del límite conllevan a la descomposición de los alimentos y límite conllevan a la descomposición de los alimentos y debilitamiento de tejidos.

Microorganismos� El proceso de deterioro por microorganismos es variable, ya

que esta condicionado por el tipo y número de especies microbianas presentes, que a su vez está condicionado por la naturaleza química del sustrato y condiciones de conservación como temperatura y presencia de Oxígenoconservación como temperatura y presencia de Oxígeno

Principales Microorganismos alterantes

de los alimentos

BACTERIAS BACTERIAS TIEMPO DE INCUBACIÓN

Salmonella 6-48 horas, en general de 12 a 36 horas

Clostridium perfringes 8-22 horas

Clostridium botulinum En general 18 a 36 horas

Sataphylococcus aureus 0.5 a 6 horas

Vibrio parahaemolyticus 2 a 48 horas generalmente de 12 a 18 horas

Bacillus cereus 8 a 16 horas para la forma diarréica

1 a 15 horas para la forma emética

Escherichia coli 12 a 72 horas

Campylobacter 2 a 5 días(o más algunas veces)