untitled2. Consecuencias higinicas de la alteracin de los alimentosJUAN MIGUEL RODRGUEZ GMEZDepartamento de Nutricin, Bromatologa y Tecnologa de los Alimentos.Facultad de Veterinaria. Universidad Complutense de Madrid.1.LA ALTERACIN DE LOS ALIMENTOS EN EL CONTEXTO DE LA HIGIENE ALIMENTARIALos consumidores demandan alimentos con una calidad cada vez mayor y esperan que esa calidad se mantenga durante el periodo entre su adquisicin y su consumo. En nuestra vida cotidiana, se escucha con frecuencia decir que un alimento se ha alterado o deteriorado. Y, sin embargo, el trmino altera- cin tiene, hasta cierto punto, una gran carga de subjetividad; as, un alimen- to en fase de deterioro que resulta repugnante para una persona puede consti- tuir toda una exquisitez para otra.En un sentido amplio, alteracin es cualquier cambio en un alimento que le convierte en inaceptable para el consumidor, ya sea por cuestiones relaciona- das con la calidad o con la seguridad. En consecuencia, el trmino vida til se define como el tiempo en el que un alimento conservado en unas condicio- nes determinadas rene tres condiciones: 1) es seguro; 2) mantiene unas carac- tersticas qumicas, fsicas, microbiolgicas y sensoriales adecuadas; y 3) cum- ple las especificaciones nutricionales declaradas en su etiquetado (1).Tradicionalmente, se ha considerado que la Higiene de los Alimentos debe velar por el cumplimiento de estos tres aspectos ya que, de hecho, su misin fundamental es garantizar que los alimentos sean aptos para el consumo huma- no. Sin embargo, la actual normativa europea relativa a la higiene de los pro- ductos alimenticios (el conocido paquete de higiene) considera apto como sinnimo de seguro o inocuo. Desde este punto de vista, la funcin de laJUAN MIGUEL RODRGUEZ GMEZCONSECUENCIAS HIGINICAS DE LA ALTERACIN DE LOS ALIMENTOSHigiene de los Alimentos sera garantizar la seguridad alimentaria. Se trata de una visin demasiado restrictiva ya que ignora la funcin del higienista en otros aspectos que resultan fundamentales para la aceptacin de los alimentos, entre los que destaca la prevencin y control de las alteraciones.Todos los alimentos se alteran si no se consumen en un tiempo prudencial y/o si no se conservan en unas condiciones adecuadas. El Cdigo Alimentario Espaol define alimento alterado como todo aquel que durante su obtencin, preparacin, manipulacin, transporte, almacenamiento o tenencia, y por cau- sas no provocadas deliberadamente, sufre variaciones en sus caracteres orga- nolpticos, composicin qumica o valor nutritivo de tal forma que la aptitud para el consumo queda anulada o disminuida, aunque permanezca inocuo. Como se desprende de la definicin, un alimento alterado puede ser inocuo pero no apto para el consumo. Por el contrario, tambin puede suceder que un ali- mento con unas propiedades sensoriales y nutricionales adecuadas represente un riesgo para la salud pblica (Figura 1).De las palabras anteriores se deduce que, en general, alteracin suele tener una connotacin tpicamente negativa, ya sea por el desarrollo de colores, olores,FIGURA 1. La relacin entre alteracin y seguridad alimentaria no es siempre unvoca.texturas o sabores indeseables, por la reduccin del valor nutricional del alimen- to o por la presencia de contaminantes que puedan representar un riesgo para la salud. Esta ser bsicamente la aproximacin que se adoptar en este captulo. Sin embargo, conviene tener presente que no siempre es as ya que algunos procesos alterativos son esenciales para que ciertos alimentos adquieran las propiedades or- ganolpticas que les caracterizan. De hecho, el control de ciertas alteraciones que se producen de forma natural ha servido a la Humanidad para disponer de alimen- tos con una vida til mucho mayor que la de las materias primas de partida, tal y como sucede con el amplio espectro de alimentos fermentados.2.FACTORES QUE INFLUYEN EN LA ALTERACIN DE LOS ALIMENTOSLa alteracin alimentaria puede obedecer a diversas causas fsicas, qumi- cas y/o biolgicas, entre las que destacan las siguientes (2): 1) lesiones fsicas (por abrasiones, presiones, congelacin, desecacin); 2) actividad enzimtica de los propios alimentos y otras reacciones qumicas inherentes a su composi- cin qumica; 3) crecimiento y actividad metablica de bacterias, levaduras y mohos; y 4) accin de insectos, roedores, aves y otros animales. A menudo es- tas causas no actan aisladamente. Por ejemplo, las bacterias, los mohos, los in- sectos y la luz pueden actuar simultneamente para deteriorar un alimento en un almacn. Igualmente, el calor, la humedad y el aire afectan tanto al creci- miento y actividad de los microorganismos como a la actividad qumica de las enzimas propias del alimento en cuestin. En consecuencia, las condiciones en las que se manipulan, procesan y almacenan los alimentos resultan crticas para su vida til; sin embargo, las condiciones reales de conservacin no suelen ser las ms idneas. Por ejemplo, el abuso en la temperatura sigue siendo relativa- mente comn en la cadena de distribucin y se convierte en prctica rutinaria en los hogares. Por este motivo, es importante que las industrias contemplen las caractersticas de un producto bajo el amplio espectro de condiciones de alma- cenamiento que, en la prctica, se observan en la cadena alimentaria.Los factores que influyen en la velocidad y grado de alteracin de un ali- mento se suelen clasificar en intrnsecos y extrnsecos. Los intrnsecos se refie- ren a las propias caractersticas del producto y estn influenciados por el tipo y calidad de las materias primas, la formulacin y la estructura del producto. En- tre ellos cabe citar la actividad de agua, el pH, el potencial redox, el oxgeno disponible, los nutrientes, la microbiota natural, los enzimas, los aditivos, etc. Los factores extrnsecos son aquellos a los que se expone el alimento segnavanza por la cadena alimentaria: tratamientos trmicos, temperatura durante el almacenamiento y la distribucin, presin, exposicin a la luz, tipo de atmsfe- ra, contaminaciones microbianas Como se ha comentado anteriormente, to- dos estos factores pueden operar de una forma interactiva y, a menudo, impre- decible; de hecho, las interacciones que se establecen pueden estimular o inhibir (hasta un cierto lmite) los procesos alterativos. Algunos de los principales me- canismos responsables de la alteracin de diversos grupos de alimentos se mues- tran, a modo de ejemplos, en la Tabla 1. A continuacin se describirn los fac- tores fsicos, qumicos y microbiolgicos ms relevantes en el proceso de deterioro de los alimentos.TABLA 1. Mecanismos de deterioro de diversos alimentosAlimentoMecanismosCambios limitantesFruta frescaDegradacin enzimtica Crecimiento de mohos Prdida de humedadAblandamiento de la texturaMohos visiblesApariencia secaMermeladasSinresisOxidacinSeparacin del suero Crecimiento visible de mohos Prdida de flavorCarnes frescasOxidacinCrecimiento microbianoPrdida de color, rancidezOlor y flavor desagradablesCarnes congeladasOxidacinSublimacin del hieloRancidezQuemadurasPescado frescoDiversas reacciones qumicasCrecimiento microbianoAlteracin del aspectoOlor y flavor desagradablesPanRetrogradacin del almidnMigracin de humedadAlteracin de textura y flavorApariencia seca;crecimiento de mohosCafPrdida de compuestos voltilesOxidacinAlteracin del flavorRancidezLecheOxidacinReacciones de hidrlisisCrecimiento microbianoRancidezOlor y flavor desagradablesHeladoMigracin de humedadOxidacinFormacin de cristales de hieloRancidezYogurSinresisOxidacinSeparacin del sueroRancidez2.1. Factores fsicos2.1.1. Transferencia de humedad y/o vapor de aguaEl agua es un componente muy importante de muchos alimentos ya que, no slo ofrece un medio para reacciones qumicas y bioqumicas, sino que tambin participa en ellas. Su presencia afecta notablemente a las propiedades sensoria- les de los alimentos, que pueden verse alteradas cuando se produce una trans- ferencia de humedad o vapor de agua entre el ambiente y el alimento o entre los propios ingredientes de un mismo alimento (Tabla 2). Adems, el agua re- presenta un factor crtico para el crecimiento microbiano.2.1.2. Transferencia fsica de otras sustanciasLa transferencia de otras sustancias, desde o al alimento, puede comprome- ter la calidad del producto. Por ejemplo, la prdida progresiva de dixido de carbono en las bebidas refrescantes carbonatadas envasadas en botellas de po- lietileno conlleva la prdida de uno de sus atributos de calidad. Igualmente, la adsorcin de aromas (limonenos y otros) por parte de los materiales que recu- bren los envases de los zumos de naranja disminuye la intensidad del aroma aTABLA 2. Cambios en la calidad de algunos alimentos debidos a la transferencia de humedad y/o vapor de aguaProductoCambioMecanismo de deterioroVerduras frescasMarchitadoPrdida de humedadFrutas frescasAspecto seco y poco atractivoPrdida de humedadEnsaladas aliadasCambios en la texturade los vegetales; cambios en la consistencia del alioMigracin de humedad de los vegetales al alioGalletas y cereales de desayunoReblandecimiento;prdida de la texturaGanancia de humedadCaramelosSe hacen pegajososGanancia de humedadAlimentos en polvoApelmazamientoGanancia de humedadCarne congeladaQuemaduras por froTransferencia de vapor de agua;sublimacin del hieloctricos de la bebida. En sentido contrario, ciertos alimentos pueden adquirir aro- mas extraos o desagradables del envase o del ambiente que le rodea; los deri- vados del chocolate suelen ser bastante susceptibles a estos cambios debido a su alto contenido en grasa.2.2. Cambios qumicos y/o bioqumicosA excepcin de las fermentaciones intencionadas o de la maduracin de la fruta despus de su recoleccin, la mayora de los cambios qumicos y bioqu- micos que ocurren en los alimentos son indeseables y, en consecuencia, afectan a su calidad y/o seguridad. Los cambios qumicos y bioqumicos ms relevan- tes son la oxidacin, la hidrlisis, el pardeamiento no enzimtico, el pardeamien- to enzimtico y las interacciones alimento-envase.2.2.1. Oxidacin de grasas y aceitesLa oxidacin de las grasas y aceites provoca el desarrollo de olores y aro- mas no deseables (a rancio) en los alimentos y el rechazo (o una menor acep- tacin) por parte del consumidor. La rancidez oxidativa (autooxidacin) es una reaccin qumica con una baja energa de activacin y, por lo tanto, no se de- tiene bajando las temperaturas de almacenamiento del alimento. Puede tener lu- gar mediante tres mecanismos: 1) el mecanismo clsico que implica la presen- cia de radicales libres y precisa de un catalizador (por ejemplo, cobre); 2) la fotooxidacin en presencia de un agente sensibilizante, por ejemplo mioglobi- na, y que se desencadena por accin de la luz; y 3) la va de la lipoxigenasa, una enzima ampliamente distribuida en los alimentos, tanto en los de origen ve- getal como animal. En todos los casos, el primer producto es un hidroperxido lipdico, que es inodoro pero que se descompone en molculas de menor tama- o que causan la rancidez.La oxidacin rancia disminuye la calidad nutritiva del alimento debido a que los radicales libres y los perxidos generados destruyen los cidos grasos poliinsaturados y las vitaminas liposolubles. Estos productos intermedios tam- bin reaccionan con los enlaces sulfonados de las protenas, disminuyendo su calidad. As mismo, se conoce que diversas sustancias presentes en la grasa oxi- dada tienen efectos txicos. Entre ellas se incluyen los cidos grasos peroxida- dos y sus metabolitos, las sustancias polimricas y los esteroles oxidados. Loshidrocarburos policclicos aromticos derivados de la pirlisis de las grasas du- rante asado de las carnes y pescados son agentes carcingenos conocidos (3).2.2.2. Oxidacin de los pigmentos alimentariosTodos los pigmentos alimentarios son inestables. La prdida o cambio del color natural de un alimento no significa necesariamente que su valor nutritivo se haya reducido pero tales variaciones pueden afectar a su aceptabilidad. Un buen ejemplo es el color de la carne fresca, debido a la presencia de mioglobi- na. Esta protena puede existir de tres modos: la oximioglobina (roja), la mio- globina reducida (prpura) y la metamioglobina (marrn). La prdida de color de la carne se debe a que la oximioglobina y la mioglobina se oxidan para pro- ducir metamioglobina. Por ello el color de la carne se emplea como uno de los indicadores de frescura.2.2.3. Oxidacin de las vitaminasLas vitaminas son un grupo heterogneo de sustancias, sin un mecanismo de destruccin comn. En cualquier caso, diversas vitaminas hidrosolubles (C, B1) y liposolubles (A, E) son sensibles al oxgeno y a la luz. Con el aumento del uso de vitaminas aadidas en muchos alimentos, como los cereales de des- ayuno y las bebidas isotnicas, los niveles de vitaminas declarados en el etique- tado pueden ser utilizados como indicadores de caducidad. De hecho, los pro- ductores suelen aadir una concentracin superior de cada una de las vitaminas que constan en la etiqueta para compensar su degradacin a lo largo de la vida til. Esa diferencia entre la formulacin y lo declarado en la etiqueta se cono- ce como antienvejecimiento del producto.2.2.4. HidrlisisConsiste en la divisin de las molculas en presencia de agua, un proceso que pueden afectar a la caducidad de algunos alimentos. Por ejemplo, el aspar- tano es un edulcorante de gran intensidad utilizado en los refrescos light y otros productos bajos en caloras. En condiciones adecuadas de temperatura y pH se hidroliza, lo que hace que el producto sea cada vez menos dulce. Esta prdida de dulzor puede ser un factor limitante de la caducidad.La hidrlisis de los triglicridos libera cidos grasos de cadena corta que confieren olores desagradables (rancio) a los alimentos. La enzima habitualmen- te implicada es una lipasa o estearasa. La rancidez hidroltica afecta principal- mente a productos que tengan aceites luricos, como el de palma y coco. Entre los cidos grasos que se liberan destacan el cprico, el lurico y el mirstico, que confieren aroma a jabn. Por ello el enranciamiento hidroltico se conoce tambin como rancidez jabonosa. Las lipasas tambin se encuentran en cerea- les y productos de molienda como el trigo integral, el salvado de trigo y arroz, la avena o el arroz integral. El tratamiento habitual para inactivar la enzima y estabilizar estos productos es el tratamiento trmico, que resulta inadecuado para los productos integrales. Cuando la rancidez se desarrolla en los productos lc- teos, se suele deber o bien al uso de leche de baja calidad o a la contaminacin de la leche durante o despus del procesado. Las alteraciones hidrolticas enzi- mticas tambin pueden producirse en la carne cuando existe crecimiento mi- crobiano, pero no son muy comunes. Ocasionalmente, este tipo de enranciamien- to puede ser deseable, como sucede en la elaboracin de algunos quesos de sabor fuerte tipo Stilton.2.2.5. Reaccin de Maillard (pardeamiento no enzimtico)La reaccin de Maillard es un mecanismo de pardeamiento no enzimtico que se origina entre el grupo amino de un aminocido y el grupo carbonilo de un azcar reductor. Se trata de una de las reacciones ms tpicas en los alimen- tos calentados aunque tambin se ha observado en sistemas que no estaban ex- puestos a calentamiento, incluyendo productos almacenados a bajas tempera- turas. Las caractersticas de estos productos, as como la tasa de pardeamiento que llegan a alcanzar, dependen de varios factores, como la naturaleza y la ra- zn molar de los reactantes, contenido de humedad, pH y temperatura, entre otros. La reaccin se ve facilitada a temperaturas altas, en condiciones alcali- nas y en presencia de fosfatos. Se caracteriza por un pardeamiento acompaa- do de una prdida del valor nutritivo del alimento, especialmente por la prdi- da de lisina, un aminocido esencial que reacciona rpidamente con los azcares reductores. Adems, algunos de los productos resultantes de la reaccin de Mai- llard poseen efectos txicos y carcinognicos. Entre los alimentos ms sensi- bles a este proceso alternativo destacan las frutas y vegetales deshidratados, el pur de patata, el huevo en polvo y la leche en polvo. Las consecuencias de los productos de reaccin de Maillard sobre la salud se contemplarn poste- riormente.2.2.6. Pardeamiento enzimticoEl pardeamiento de algunas frutas, verduras, hortalizas y setas (manzanas pe- ladas, pltanos, lechuga, champin laminado) es una alteracin debida a la oxi- dacin enzimtica de los compuestos fenlicos, un proceso catalizado por la en- zima polifenoloxidasa o fenolasa. Los factores ms importantes que afectan a la velocidad del pardeamiento son las concentraciones de fenolasa activa y de com- puestos fenlicos, el pH, la temperatura y la disponibilidad de oxgeno en el teji- do. En ciertos alimentos, como las uvas pasas o las hojas de t fermentadas, este pardeamiento es deseable ya que puede mejorar sus propiedades sensoriales.2.2.7. Cambios qumicos inducidos por la luzEn el caso de los cambios inducidos por la luz, los factores ms importan- tes son la longitud de onda de la luz, su intensidad, la duracin de la exposi- cin, la presencia de agentes sensibilizantes, la temperatura y el oxgeno dispo- nible. Los cambios finales dependen de cada alimento pero, en general, los ms conocidos son los siguientes:1. Fotooxidacin de algunas vitaminas, como el cido ascrbico, que se descompone rpidamente en presencia de luz y oxgeno.2. Fotooxidacin de los pigmentos xido ntricos en el jamn cocido y pro- ductos similares. En presencia de cantidades mnimas de oxgeno, la luz induce la oxidacin de los pigmentos xido-ntricos, produciendo una al- teracin en el color de los productos.3. Aceleracin del enranciamiento oxidativo de los alimentos. Se produce tras exposiciones prolongadas a la luz artificial, como la de los tubos fluorescentes en los supermercados. Afecta a productos como las pata- tas fritas o las galletas. Por este motivo, la mayora de los productos de aperitivo se envasan con papeles metalizados.4. Fotodescomposicin del aspartano. En solucin acuosa tiene una estabi- lidad limitada y su descomposicin se ve acelerada por la luz.3. MICROORGANISMOS ALTERANTESLa alteracin de los alimentos constituye un grave problema econmico en todo el mundo y, en muchas ocasiones, se debe al crecimiento no deseado demicroorganismos que, durante su metabolismo, producen compuestos voltiles detectables por los sentidos del gusto y del olfato. En principio, y con las sal- vedades que se comentarn posteriormente, un alimento alterado no es peligro- so pero carece de la calidad que de l esperan los consumidores; por lo tanto, se trata de un problema de calidad y no de seguridad. Los trminos alterado e inalterado son subjetivos puesto que la aceptacin alimentaria depende de lo que el consumidor espera. As, la produccin de cido actico durante el al- macenamiento del vino es rechazable pero su sntesis a partir del vino es nece- saria para la obtencin de vinagre.Muchas materias primas empleadas en la elaboracin de alimentos contie- nen su propia microbiota natural. Adems, durante las operaciones de procesado y distribucin, los alimentos pueden contaminarse con una gran variedad de mi- croorganismos. Su composicin qumica y las condiciones en las que se encuen- tren pueden favorecer el crecimiento y predominio de algunos de ellos y condu- cir a la alteracin alimentaria. En general, cuanto mayor sea la carga bacteriana inicial del alimento, ms breve ser su vida til debido al aumento de las activi- dades microbianas (Figura 2). La alteracin no slo se debe al crecimiento mi- crobiano visible sino tambin a la produccin de metabolitos finales que origi- nan olores, colores y/o sabores repugnantes, gas, limosidad o prdida de la textura normal. Obviamente, los signos de alteracin varan notablemente dependiendo de los alimentos, su carga microbiana y las condiciones ambientales.Entre las bacterias alterantes Gram-negativas destacan diversas especies de los gneros Pseudomonas, Alteromonas, Shewanella y Aeromonas. Durante el almacenamiento en fro, pueden alterar todos aquellos alimentos caracterizados por una gran actividad de agua y un pH cercano a la neutralidad y que se sue- len conservar en un ambiente aerobio (leche y productos lcteos, carnes, pesca- dos, mariscos, huevos...). Muchos de estos microorganismos producen pigmen- tos y proteasas y lipasas termoestables y, en consecuencia, son capaces de producir olores y sabores repugnantes incluso cuando las clulas vegetativas han sido destruidas mediante un tratamiento trmico (por ejemplo, en la leche des- pus de la pasteurizacin). Tambin producen pigmentos en la alteracin de los huevos.Por lo que respecta a las bacterias Gram-positivas no esporuladas, destacan las bacterias lcticas (Pediococcus spp., Leuconostoc spp., Lactobacillus spp., Enterococcus spp.), las acetobacterias (Acetobacter spp.) y Brocothrix thermos- phacta. Muchas de ellas tienen una importancia capital en la industria alimen- taria ya que forman parte de cultivos iniciadores, adjuntos o probiticos. Sin embargo tambin existen numerosas cepas con capacidad para alterar los ali-FIGURA 2. Efecto de la carga microbiana inicial en la vida til. Adaptado de Forsythe (4)mentos fermentados o aquellos envasados en atmsferas modificadas o al va- co. La causa suele ser la produccin de dixido de carbono, un exceso de aci- dificacin debido a la produccin de cido lctico, la produccin de exopolisa- cridos que originan mucosidad, viscosidad o filamentosidad o la sntesis de sustancias indeseables, como las aminas bigenas. El envasado en atmsferas modificadas y al vaco suele fomentar el predominio de este tipo de bacterias.Entre los microorganismos alterantes Gram positivos y esporulados, diver- sas especies de Bacillus y Clostridium constituyen importantes agentes alteran- tes de los alimentos procesados trmicamente, ya que las esporas sobreviven a estos tratamientos. Por ejemplo, B. cereus crece en la leche pasteurizada, alma- cenada a 5 C y produce la coagulacin dulce (coagulacin sin acidificacin) y la nata amarga. B. stearothermophilus origina la acidificacin plana de los alimentos enlatados ya que se desarrolla produciendo cido pero no gas por lo que la lata no se abomba; por el contrario Cl. thermosaccharolyticum gene- ra gas y altera los alimentos enlatados produciendo un abombamiento del enva- se. Por su parte, Desulphotomaculum nigrificans es responsable de la alteracin maloliente sulfurosa debida a la produccin de sulfuro de hidrgeno y al con- siguiente abombamiento y mal olor. Cl. tyrobutyricum y Cl. butyricum causanel hinchamiento tardo en quesos, que se caracteriza por la formacin de cido butrico que conduce a la formacin de gases y olores anmalos, con prdida de calidad.Las levaduras y mohos, en general, toleran mejor que las bacterias las con- diciones de baja actividad de agua y/o pH cido. Consecuentemente son alte- rantes tpicos de alimentos como frutas, hortalizas, cereales y productos horne- ados. Sintetizan enzimas pectolticas que ablandan los tejidos de las frutas y verduras ocasionando las podredumbres blandas. As, se estima que las espe- cies del gnero Penicillium son responsables de ms del 30% de toda la fruta alterada. Los mohos producen tambin esporangios pigmentados que colorean visiblemente a los alimentos. Rhizopus nigricans es un moho alterante del pan (pan florecido, con manchas negras) y tambin lo son Neurospora sitophila (pan rojizo), Penicillium (moho azul) y Aspergillus (moho verde). Las le- vaduras osmfilas de los gneros Saccharomyces y Torulopsis crecen a concen- traciones de azcar elevadas (65-70%) y alteran zumos, mermeladas y miel. Los hongos tambin causan diversos tipos de alteracin crnica, como enmoheci- miento algodonoso debido a diversas especies de Mucor spp., Rhizopus spp. y Thamnidium spp.4. METABOLISMO MICROBIANO EN LOS ALIMENTOSEn general, las fases de mximo crecimiento (proceso eminentemente ana- blico) y mxima actividad metablica (proceso eminentemente catablico) de un microorganismo determinado no suelen acontecer al mismo tiempo. Este he- cho es importante para comprender la cintica de deterioro de los alimentos. Se- guidamente, se exponen las principales caractersticas del metabolismo de los microorganismos, prestando especial inters a su relacin con la alteracin de los alimentos.4.1. Metabolismo de carbohidratosLos principales alimentos frescos de origen vegetal tienen una actividad de agua elevada y contienen almidn u otros compuestos de peso molecular eleva- do, tales como celulosa y pectina. Por este motivo, suelen ser degradados por bacterias capaces de utilizar estos constituyentes como nutrientes. Los mohos y las levaduras suelen crecer ms lentamente y, en consecuencia, su importanciaes menor. nicamente adquieren protagonismo como agentes predominantes de la alteracin en los alimentos cidos y en aqullos ricos en carbohidratos y con una actividad de agua inferior a 0,5. Estos microorganismos emplean diversas vas metablicas y, por consiguiente, tanto el perfil de productos finales como las concentraciones a las que se encuentran son muy variables. Entre ellos, des- tacan los siguientes: cido lctico, cido actico, cido succnico, etanol, acetil- meti1carbinol y diacetilo. Adems, se puede producir cido galacturnico por disimilacin microbiana de la pectina.En las primeras fases de la alteracin microbiana de diversos alimentos refri- gerados, como las carnes, los microorganismos existentes en la superficie exter- na son capaces de emplear los escasos carbohidratos disponibles y de sintetizar exopolisacridos, conduciendo al fenmeno de limosidad o viscosidad superficial.4.2. Metabolismo de protenas y pptidosLos pptidos y aminocidos libres son degradados por desaminacin y des- carboxilacin. Entre los productos finales, destacan el amonaco, sulfuro de hi- drgeno, mercaptanos, disulfuros, dixido de carbono, cidos grasos voltiles y alcoholes. Un aminocido dado puede ser atacado por vas metablicas diferen- tes; por ejemplo, la lisina es descarboxilada por ciertas bacterias mientras que es desaminada por otras. En algunos casos, el metabolismo de protenas y pp- tidos produce los compuestos caractersticos de la putrefaccin de los huevos y de la alteracin putrefactiva de los productos marinos y de la carne de aves. En otros, como en ciertos quesos blandos madurados, la degradacin de la prote- na por la microbiota forma parte del proceso normal de maduracin y, de he- cho, este proceso se considera como muy deseable. De modo similar, el sabor a bravo que se desarrolla durante el colgado de las aves de caza probable- mente es debido, en gran medida, a cambios proteolticos.Los carbohidratos ejercen una actividad ahorradora de protenas en la al- teracin de los alimentos. En cualquier alimento que contenga un 5-10% de car- bohidratos, la alteracin suele ser de tipo fermentativo ms que de tipo putre- factivo. Este hecho se debe a que en tales alimentos los carbohidratos son degradados rpidamente por los microorganismos glucolticos, dando lugar a concentraciones relativamente elevadas de diversos cidos orgnicos y, en con- secuencia, inhibiendo el desarrollo de los microorganismos proteolticos. De este modo, no se originan los desagradables productos nitrogenados propios de la degradacin proteica.4.3. LipolisisMuchos microorganismos poseen enzimas lipolticos que pueden originar la alteracin lipoltica de la fase acuosa de un alimento. Las lipasas hidrolizan los lpidos a cidos grasos libres (AGLs) y glicerol. El glicerol es metabolizado r- pidamente por muchos microorganismos pero los AGLs se pueden acumular y, si son de peso molecular bajo, contribuir a la alteracin conocida como enran- ciamiento o rancidez. Los microorganismos se diferencian por la especificidad de las lipasas que producen. Por lo tanto, la naturaleza, el porcentaje de los di- ferentes AGLs liberados y los efectos organolpticos de la lipolisis microbiana variar en funcin de las cepas implicadas, de la composicin en cidos grasos y de la estructura lipdica de los alimentos. La actividad de las lipasas tambin se ve influida por otros factores intrnsecos. Por ejemplo, la presencia de cido oleico o de una concentracin elevada de carbohidratos suele inhibir la activi- dad de las lipasas. Los factores extrnsecos que influyen en la actividad de las lipasas incluyen la temperatura de almacenamiento y la disponibilidad de ox- geno. Los cambios de la temperatura influyen en los porcentajes de los diferen- tes AGLs producidos, mientras que el aumento de la presin de oxgeno suele aumentar la actividad lipoltica general.La produccin de rancidez por oxidacin o autooxidacin, en vez de por hi- drlisis de las grasas, suele considerarse como una reaccin qumica espont- nea ms que un proceso microbiolgico. Sin embargo, pueden estar implicados microorganismos que producen metabolitos con sabores y olores desagradables, tales como perxidos, 2,4-dienos y metil cetonas. Los microorganismos que es- tn implicados con mayor frecuencia en la lipolisis y rancidez de los alimentos son Streptomyces spp., Pseudomonas spp., Micrococcus spp., Yarrowia lipolyti- ca, Geotrichum candidum, Aspergillus spp., Cladosporium spp. y Paecilomyces spp. Aunque los productos de la degradacin de los lpidos generalmente son considerados indeseables, algunos estn implicados en el desarrollo de sabores deseables en productos tales como quesos, embutidos crudos madurados y ja- mn curado.4.4.Otros metabolitos microbianos que afectan negativamente a la aceptabilidad de los alimentosAdems de los procesos anteriores, en los alimentos pueden tener lugar mu- chos otros cambios de origen microbiolgico que contribuyen a la alteracin.As, la adicin de sorbatos como conservantes conduce, en ciertas circunstan- cias, a la aparicin un olor a petrleo o gasolina. Este hecho se debe a la existencia de cepas de Penicillium spp. capaces de descarboxilar el cido srbi- co y transformarlo en 1,3-pentadieno, un compuesto tpico de la gasolina y el queroseno. Otro ejemplo es el olor anormal a ahumado/fenlico que se detec- ta en algunas leches chocolateadas o vainilladas y que es fruto de la produccin de guayacol por parte de microorganismos de los gneros Alicyclobacillus, Ba- cillus, Pseudomonas, Rhanella, Rhodotorula y Streptomyces.5. INDICADORES DE VIDA TILLa vida til es un atributo importante de todos los alimentos; guarda rela- cin con la calidad total del alimento y depende de los ingredientes, del sistema de produccin, del transporte y del almacenamiento (incluyendo el que se reali- za en los hogares). La vida til puede determinarse mediante una combinacin de anlisis microbiolgicos y qumicos en muestras del alimento tomadas a lo largo de su vida de almacn, siguiendo diversas estrategias (Figura 3). Por ejem- plo, las pruebas de almacenamiento, en las que se toman muestras a ciertos in- tervalos de tiempo y se determina su carga microbiana total y la de ciertos mi- croorganismos alterantes, como Pseudomonas, Brochothrix thermosphacta oFIGURA 3. Indicadores de vida til de un alimento. Adaptado de Forsythe (4).bacterias lcticas. Los recuentos de bacterias viables se comparan con la evalua- cin qumica y sensorial del producto, y se establecen correlaciones para identi- ficar los indicadores clave de la alteracin inicial de los alimentos. Adems, cada vez tiene ms relevancia la modelacin predictiva, a pesar de que todava la ma- yora de los modelos predictivos tienen por objetivo a los microorganismos pa- tgenos en vez de a los alterantes, que son los que ms limitan la vida til de cualquier producto alimenticio.Diversos compuestos qumicos se emplean como indicadores para determi- nar y predecir la vida til de los alimentos. La mayora son sustratos que em- plean los microorganismos para crecer o bien metabolitos que se producen en la fase estacionaria del crecimiento microbiano (5). Entre ellos, destacan los si- guientes (4):(a) Glucosa: Representa el principal nutriente para los microorganismos en las carnes rojas, incluidas aquellas envasadas en atmsferas modificadas y a va- co. Tras su agotamiento, las Pseudomonas inician la utilizacin de los amino- cidos, lo que conduce a una rpida alteracin.(b) cidos glucnico y 2-oxoglucnico: Proceden del metabolismo de la glucosa por especies del gnero Pseudomonas.(c) cidos L-lctico, D-lctico, actico y etanol: La produccin de estas sustancias a partir de la glucosa podra ser un buen indicador de iniciacin de la alteracin de algunos alimentos, como la carne de cerdo o de vacuno.(d) Aminas bigenas o biolgicamente activas: Ciertas enterobacterias y bacterias lcticas producen aminas bigenas, como la tiramina o la histamina, en una amplia variedad de alimentos. Su produccin no conlleva una alteracin organolptica manifiesta pero representa un riesgo para la salud debido, entre otras, a sus propiedades vasoactivas. Estas sustancias se tratarn en detalle pos- teriormente.(e) Compuestos voltiles: La determinacin de los compuestos voltiles re- sulta particularmente til ya que no requiere el empleo de mtodos de extrac- cin a partir del alimento y permite la deteccin simultnea de productos deri- vados de la actividad microbiana y otros originados por reacciones qumicas en las que no participan los microorganismos. As, durante la alteracin de la le- che, se puede detectar 2-metil-butanal, 3-metil-butanal, 2-propanol, etilhexano- ato, etilbutanoato, 1-propanol, 2-metil propanol y 1-butanol. Por otra parte, se ha propuesto el empleo de la acetona, metil etilcetona, dimetil sulfuro y dime- til disulfuro como indicadores de alteracin de la carne picada, de la acetona y el diacetilo para el magro de cerdo y de la trimetilamina para el pescado.6. ALTERACIONES DE DIVERSOS GRUPOS DE ALIMENTOSA continuacin, se analizar los procesos de alteracin de diversos grupos de alimentos. Hay que sealar que no se pretende realizar una revisin exhaus- tiva ya que existen excelentes monografas (6, 7) sino simplemente presentar una serie de ejemplos que sirvan para ilustrar las relaciones entre los factores qumicos y microbiolgicos en los procesos alterativos o las existentes entre la alteracin de los alimentos y la seguridad alimentaria.6.1. Alteracin de la carneLa carne es un buen sustrato para el crecimiento de microorganismos alte- rantes y patgenos ya que posee una elevada actividad de agua (0,99), es rica en protenas, lpidos, diversos componentes solubles de bajo peso molecular, vi- taminas y minerales y contiene una pequea concentracin de carbohidratos (0-1,2%). Adems, la carne se puede contaminar fcilmente durante las operacio- nes de sacrificio, carnizacin, procesado y almacenamiento.Durante la fase de rigor, cesa la respiracin en las clulas musculares, que dejan de sintetizar ATP. Subsiguientemente, la glicolisis conduce a una acumu- lacin de cido lctico y, en consecuencia, descende el pH del tejido muscular. El pH final (5,5-5,8) y la concentracin de glucgeno residual dependen del con- tenido inicial de glucgeno en el msculo. Inicialmente, los microorganismos crecen a expensas de los materiales de bajo peso molecular (glucosa, ribosa, gli- cerol, lactato, aminocidos), algunos de los cuales resultan de la gliclisis anae- robia del glucgeno almacenado y de la hidrlisis del adenosintrifosfato (ATP) a inosinmonofosfato (IMP). Durante el almacenamiento de la carne, el IMP y la inosina continan su degradacin a hipoxantina, ribosa y ribosa fosfato, sus- tancias que sirven para el crecimiento de Brochothrix thermosphacta, bacterias lcticas y bacterias Gram-negativas. La proteolisis microbiana de las protenas estructurales se produce en las ltimas fases de la alteracin.La concentracin de glucgeno muscular en los animales vivos es variable pero se agota rpidamente con el ayuno, el ejercicio y/o el estrs previo al sa- crificio. Una baja concentracin de glucgeno muscular resulta en una menor produccin de cido lctico y un valor de pH ms elevado. Cuando el pH es mayor de 6, el oxgeno penetra menos en la carne y disminuye la concentracin de oximioglobina visible por lo que la carne aparece ms oscura de lo normal y se se suele denominar carne oscura, firme y seca (DFD, del ingls Dark,Firm and Dry). Las carnes DFD son ms corrientes en vacuno pero pueden apa- recen en otras especies de abasto. La alteracin de estas carnes es ms rpida que la de las carnes con un pH normal debido a la ausencia de glucosa en los tejidos. En estas circunstancias, las bacterias (y, en particular, las Pseudomonas) tienen que recurrir a los aminocidos como primera fuente de carbono y su de- gradacin es la responsable de la aparicin de caractersticas sensoriales repug- nantes.La carne de cerdos sometidos a estrs (y, en menor medida la de otras es- pecies) puede sufrir una glicolisis acelerada que hace que el msculo alcance su pH final mientras su temperatura es todava elevada. Cuando esto sucede, las carnes reciben el apelativo de plidas, blandas y exudativas (PSE, del ingls Pale, Soft and Exudative), ya que son sus principales caractersticas. En con- traste con las carnes DFD, las PSE suelen observar un patrn de alteracin si- milar al de las carnes normales.Los microorganismos psicrotrofos son los responsables de la alteracin de las canales en condiciones de refrigeracin (Tabla 3). Entre la microbiota alte- rativa destacan los bacilos aerobios Gram-negativos pertenecientes a los gne- ros Pseudomonas (que representa ms del 50% de la microbiota alterante, des- tacando las especies P. fragi, P. lundensis y P. fluorescens), Alcaligenes, Acinetobacter, Moraxella, Aeromonas y Psychrobacter (8) mientras que B. ther- mosphacta suele representar una proporcin minoritaria. La velocidad de la al- teracin aumenta con: 1) la concentracin inicial de psicrotrofos que contami- nan la canal, 2) el aumento de la temperatura de almacenamiento y 3) el aumento de la actividad de agua de la superficie de la canal (que depende de la veloci- dad del aire y de la humedad relativa). La alteracin se manifiesta por cambios en el olor, flavor y aspecto de la carne, incluyendo la aparicin de colonias bac- terianas visibles macroscpicamente. En las canales magras, los olores repug- nantes se aprecian cuando la concentracin bacteriana alcanza, aproximadamen- te, 107 unidades formadoras de colonia (ufc)/cm2. La viscosidad aparece cuando la actividad de agua est prxima a 0,99 y el recuento se sita en torno a 108 ufc/cm2. Cuando la superficie permanece seca pueden aparecer colonias de mi- crococos, levaduras y mohos. A temperatura ambiente, la microbiota alterante est constituida por bacterias mesfilas, predominantemente clostridios (C. per- fringens), enterobacterias y Acinetobacter.Durante el almacenamiento de la carne en refrigeracin y en condiciones aerobias, la glucosa termina desapareciendo y entonces las bacterias deben re- currir al cido lctico y a los aminocidos como fuentes de carbono. La degra- dacin de los aminocidos resulta en la produccin de una mezcla compleja desteres, alcoholes, compuestos azufrados, amoniaco, aminas, hidrocarburos in- saturados, cetonas y otros compuestos, lo que origina la aparicin de caracters- ticas sensoriales repugnantes (Tabla 3). Las cepas de P. fragi son las mayores productoras de steres etlicos, responsables del olor afrutado dulce caracters- tico de la fase inicial de deterioro (8). Estas y otras cepas pertenecientes a otras especies de Pseudomonas tambin producen putrescina a partir de la arginina y una serie de compuestos azufrados responsables de los olores ptridos de la fase avanzada de alteracin. B. thermosphacta origina cidos y alcoholes de cadena ramificada, acetona y diacetilo mientras que las enterobacterias (Enterobacter agglomerans, Hafnia alvei, Serratia liquefaciens) contribuyen a la formacin de compuestos azufrados y de cadaverina a partir de la lisina. El crecimiento fn- gico aparece tras un almacenamiento prolongado (2) y suelen estar implicadas especies de los gneros Mucor, Rhizopus y Thamnidium (florecido algodono- so), Cladosporium y Penicillium (manchas negras amarillas y verdes) o Spo- rotrichum y Chrysospoium (manchas blancas).En la carne envasada al vaco, la atmsfera que se genera inhibe el creci- miento de la flora aerobia Gram-negativa y favorece el predominio de ciertas bacterias lcticas, fundamentalmente de los gneros Lactobacillus, Carnobacte- rium y Leuconostoc (Tabla 3). El crecimiento de otras especies, como B. ther- mosphacta, Clostridium laramie o Shewanella putrefaciens, depende del pH, de la permeabilidad de la pelcula y de la temperatura. El desarrollo de estas bac- terias da lugar a una amplia variedad de productos finales de su metabolismo (Tabla 3) y origina la prdida de sus propiedades organolpticas. Por ejemplo, el cido sulfhdrico formado reacciona con la oximioglobina para originar sul- fohemoglobina, sustancia responsable del enverdecimiento de estos alimentos.6.2. Alteracin del pescado frescoEl nmero de especies de pescados explotadas habitualmente como alimen- to es mucho mayor que el de especies de mamferos utilizados para producir carne. Este hecho se refleja en la enorme variabilidad en la composicin del pes- cado dependiendo de la especie, la fase de desarrollo, el caladero, la estacin, la alimentacin y los mtodos de captura (o cultivo en el caso de la acuicultu- ra) y manipulacin. La composicin media de las especies magras, como el ba- calao, suele ser de un 80% de agua, un 18% de protena, un 1% de carbohidra- tos y menos de un 1% de lpidos. En contraste, el contenido lipdico de los pescados grasos, como la caballa, puede variar entre un 1 y un 30%. En gene- ral, los componentes solubles no proteicos constituyen aproximadamente un38JUAN MIGUEL RODRGUEZ GMEZTABLA 3. Bacterias alterantes de la carne: sustratos utilizados para su crecimiento y principales metabolitos finalesSustratos para el crecimientoaPrincipales metabolitos finalesMicroorganismoAerobiosisAnaerobiosisAerobiosisAnaerobiosisPseudomonasGlucosa1Aminocidos2cido lctico3Exopolisacridos (limo), sulfuros, steres, aminocidosAcinetobacter/ MoraxellaAminocidos1cido lctico2steres, nitrilos, oximos, sulfurosShewanellaGlucosa1Aminocidos2cido lctico3Glucosa1Aminocidos2Sulfuros voltilesH2SBrochothrixGlucosa1Ribosa2Glucosacido actico, acetona, cido isovalrico, cido isobutricocido lctico, cidos grasos voltilesEnterobacterGlucosa1Glucosa 6- fosfato2Aminocidos3cido lcticoGlucosa1Glucosa 6- fosfato2Aminocidos3Sulfuros, aminasH2S, aminasBacterias lcticasGlucosaAminocidoscido lctico, cidos grasos voltilesa Los superndices indican el orden de preferencia en la utilizacin de sustratos.CONSECUENCIAS HIGINICAS DE LA ALTERACIN DE LOS ALIMENTOSJUAN MIGUEL RODRGUEZ GMEZ1,5% del msculo del pescado y entre ellos se incluyen azcares, minerales, vi- taminas, aminocidos libres, amoniaco, xido de trimetilamina, creatina, tauri- na, anserina, cido rico, betaina, carnosina e histamina. Los elasmobranquios (rayas, tiburones) contienen una concentracin ms elevada de estos compues- tos y particularmente de urea (2%).Los cambios alterativos empiezan tan pronto como el pez muere o, inclu- so, antes si ha gastado parte de sus reservas de energa durante la resistencia a la captura. Los principales agentes de alteracin son las enzimas y las bacterias endgenas. Se observan dos fases solapadas en el proceso de deterioro: la au- tlisis, debida a la rotura del equilibrio de las funciones metablicas del pez, y la fase bacteriana, donde se producen los efectos ms evidentes (9).La actividad celular contina despus de la muerte, impulsada por las re- servas de energa (fundamentalmente glucgeno). La degradacin del glucge- no en glucosa y cido lctico es similar a la que se produce en la carne de los mamferos excepto en la fase inicial, en la que se produce glucosa fundamen- talmente por va hidroltica y no por reacciones fosforolticas. Aunque la cada del pH es ms rpida en los pescados que en los mamferos, la mayor parte de los peces vivos tienen menos glucgeno en los msculos y gran parte del mis- mo se pierde durante la captura, de manera que el pH final es relativamente alto. Hay diferencias significativas entre las diferentes especies de pescado y dentro de una misma especie el pH del msculo puede variar considerablemente, de- pendiendo de la estacin del ao y del estado biolgico. Se han observado va- lores de pH por debajo de 6,0 en algunas especies, como el fletn, la caballa y el atn pero en la mayor parte de los dems pescados suele estar entre 6 y 7. Cuando el pH desciende, las protenas del msculo se acercan a su punto isoe- lctrico y comienza la desnaturalizacin, con un descenso de la capacidad de retencin de agua y la liberacin de pequeas cantidades de exudado (goteo). En los casos ms extremos, la carne se vuelve opaca (yesosa) y adquiere una textura blanda.La prdida de las reservas de energa celular se traduce en un desequilibrio qumico intracelular que activa ciertas enzimas endgenas proteolticas, gene- rando rupturas de los enlaces peptdicos que provocan el aflojamiento de la es- tructura muscular. En este momento termina el rigor mortis y es cuando el pes- cado presenta la mejor calidad para ser degustado. El sabor del pescado cocinado despus del rigor difiere del cocinado antes o durante dicho proceso. En el caso de pre-rigor, el sabor es menos dulce pero suele tener una nota metlica y la textura suele ser ms dura y algo fibrosa. Inmediatamente despus del rigor la textura es firme pero fcil de masticar y el sabor cambia hacindose clara-mente dulce con notas caractersticas que dan a las diferentes especies sus sa- bores tpicos y reconocibles. Sin embargo, aunque el pescado post-rigor es ms gustoso, hay tambin una prdida de frescura ya que la actividad continuada de las enzimas endgenas ha provocado la degradacin casi total de ATP, va ade- nosina difosfato (ADP), a adenosina monofosfato (AMP), seguida de una rpi- da desaminacin a inosina monofosfato (IMP). El dulzor del pescado fresco co- cinado se debe principalmente a la presencia de azcares, como la glucosa, la fructosa y sus fosfatos. El dulzor adicional y gran parte de los sabores caracte- rsticos de las diversas especies procede del sinergismo entre el IMP y los ami- nocidos libres. El IMP tambin hace su propia contribucin al flavor.A partir de este punto de mxima suculencia, se produce un descenso gra- dual del aspecto, olor, textura y sabor del pescado causado por la accin enzi- mtica continuada. Los ojos se aplanan y la piel pierde la impresin visible de los paquetes musculares subyacentes, aunque la carne pueda mantenerse toda- va suficientemente firme. La limosidad se hace ms visible al perder su trans- parencia y desarrollar un tono lechoso diluido. El color de las agallas se mar- chita, los cambios en las concentraciones de alcoholes y de compuestos carbonilo provocan cambios en el aroma y la intensidad del flavor se reduce al disminuir la concentracin de IMP.Los cambios hasta ahora descritos, debidos casi exclusivamente a la activi- dad de las enzimas endgenas, son considerables en trminos qumicos y esta- blecen la diferencia entre un producto muy atractivo y otro que, como mucho, puede calificarse de inspido. Una de las consecuencias ms dramticas de la actividad autoltica de las enzimas que puede producirse en el pescado no evis- cerado, especialmente en las especies de pescados pelgicos pequeos que se han alimentado abundantemente antes de ser capturadas y almacenadas con poco o ningn hielo, es lo que se conoce como reventn o explosin de tripa.Solapndose con los fenmenos de autolisis, tiene lugar el deterioro de ori- gen microbiano. La microbiota bacteriana de los pescados de aguas fras de las regiones rticas y templadas consiste fundamentalmente en psicrfilos aerobios Gram-negativos. La mayor parte de la flora externa del pescado consiste en mi- croorganismos de dos grupos genricos principales: Pseudomonas-Alteromonas- Shewanella y Moraxella-Acinetobacter. Otros aerobios encontrados en la carne fresca del pescado incluyen miembros de gneros Vibrio, Flavobacterium y Cytophaga, y tambin algunos Gram-positivos, como Micrococcus y Coryne- bacterium. Tambin suele haber un pequeo nmero de anaerobios obligados como Clostridium spp. Entre estas bacterias las ms corrientemente implicadas en la alteracin son especies de los gneros Shewanella y Pseudomonas, sien-do Shewanella putrefaciens la que predomina a bajas temperaturas (10). Las bac- terias Gram negativas predominan en el pescado descompuesto a temperaturas relativamente elevadas (10-37 C) y, en tales condiciones, destacan Aeromonas (en especial Aeromonas hydrophila) y Vibrio (11). La alteracin del bacalao en- vasado se ha atribuido a Photobacterium phosphoreum que produce unas trein- ta veces ms trimetilamina que S. putrefaciens (12).Los olores y flavores ms propios de la alteracin son, en esencia, el resul- tado de la utilizacin bacteriana de molculas relativamente pequeas e hidro- solubles de los tejidos del pescado, en especial los constituyentes de nitrgeno no proteico de los tejidos del pescado: aminocidos, pptidos pequeos y, en los pescados marinos, xido de trimetilamina (TMAO). Al progresar la alteracin, el pH del msculo aumenta y permite que se liberen cantidades cada vez ma- yores de amonaco que contribuyen a crear el tpico olor del pescado descom- puesto. Sin embargo, la causa predominante del olor amoniacal es la trimetila- mina (TMA), que se produce por degradacin del TMAO. Se piensa que tiene una funcin osmorreguladora dado que el TMAO va desapareciendo del ms- culo de los salmnidos segn avanzan desde el mar a los ros para desovar. La mayor parte de los pescados de agua dulce contienen poco o ningn TMAO pero existen excepciones como el lucio. Las cantidades de TMAO de los pes- cados marinos varan mucho, desde cerca de 100 a ms de 1.000 mg por cada100 g. Otros productos del metabolismo bacteriano que contribuyen significati- vamente a la percepcin sensorial de la alteracin son los cidos de cadena cor- ta (lctico, butrico), los aldehdos y cetonas procedentes de los lpidos titula- res, los sulfuros voltiles (sulfuro de hidrgeno, sulfuro de dimetilo, mercaptano de metilo) que derivan de los aminocidos que contienen azufre (cistena, me- tionina), las aminas (indol, escatol, histamina, putrescina, cadaverina) as como el amonaco procedente de los aminocidos y, ms tarde, de las protenas. La produccin de proteinasas bacterianas est reprimida al principio pero se acele- ra en las ltimas fases alterativas.El factor principal del control de la alteracin microbiana del pescado cru- do es la temperatura (10). En general, cuando el pescado de las regiones templa- das se mantiene a unos 0 C hay una fase de latencia de 1 a 5 das, un creci- miento logartmico de 6 a 14 das y una fase estacionaria despus. Bajo la mayora de las condiciones comerciales, la vida organolptica inicia un rpido deterioro de la calidad a partir de los 12 das. Esto corresponde a la acumulacin de los productos metablicos bacterianos que vara de unas especies de pescado a otras.La contaminacin del pescado durante su manipulacin y estiba a bordo afecta al deterioro (13). Esto es especialmente importante en los pescados quetienen niveles altos de histidina libre endgena, como el atn o la caballa, ya que puede dar lugar a concentraciones peligrosas de histamina (vase ms ade- lante). Cuando las temperaturas ambientales son altas los retrasos en la refri- geracin acortan significativamente la vida til durante el subsiguiente alma- cenamiento en refrigeracin (11). Durante las operaciones de captura el pescado contacta con las redes, cuerdas, puente del barco y manos y ropas de los pes- cadores. Este contacto contina durante las operaciones de estiba en las bode- gas. No debe sorprender, por lo tanto, que el pescado fresco, excesivamente manipulado de las aguas templadas o fras, lleve un nmero elevado de bacte- rias Gram-positivas, entre las que se incluyen especies de los gneros Coryne- bacterium, Micrococcus, Bacillus y Staphylococcus. La contaminacin micro- biana del pescado tambin tiene lugar durante las operaciones de descarga de los barcos, las subastas pblicas y la venta. Estibadores, subastadores, vende- dores, compradores y espectadores pasean entre y alrededor de los recipientes del pescado al que aportan otros microorganismos. Aves, roedores, insectos y otros animales pueden tener acceso al pescado y contaminarlo. El ambiente del mercado de pescado contribuye a la incidencia de bacterias descarboxilantes de la histidina (14).Durante el procesamiento del pescado, la contaminacin ms corriente pro- cede de su manipulacin directa (coliformes, estafilococos), de la transferencia directa de bacterias intestinales, de las agallas o de la piel a las superficies de los filetes y del paso al pescado de las bacterias del entorno (superficies conta- minadas, cuchillos, mquinas, etc.). Este hecho puede acelerar el deterioro del pescado y/o implicar problemas para la seguridad del consumidor.6.3. Alteracin microbiana de la leche y productos lcteosLa leche es un excelente medio para el crecimiento de muchos microorga- nismos debido a su elevado contenido en agua, su pH cercano a la neutralidad y la variedad de nutrientes disponibles. Algunos microorganismos no pueden utilizar la lactosa por lo que dependen de los procesos de proteolisis o liplisis para su crecimiento. Los productos lcteos representan ambientes sustancialmen- te distintos ya que algunos componentes de la leche pueden haber desapareci- do mientras que otros pueden estar ms concentrados; adems sus valores de pH o actividad de agua pueden ser mucho menores que los de la leche.La conservacin de la leche cruda depende de unas buenas condiciones hi- ginicas y de que las operaciones de refrigeracin inicial, pasteurizacin, enva-sado y refrigeracin de la leche pasteurizada se realicen adecuadamente. Las bac- terias psicrotrofas que alteran la leche cruda y la pasteurizada pertenecen mayo- ritariamente a la Familia Pseudomonadaceae y, en menor medida, a miembros de la Familia Neisseriaceae y a los gneros Flavobacterium y Alcaligenes (Ta- bla 4). Las especies ms asociadas con defectos en el flavor son Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas fragi, Pseudomonas putida y Pseudomonas lundensis. Son incapaces de utilizar la lactosa por lo que tales defectos son el resultado deTABLA 4. Principales defectos que se producen en la leche y los quesos como consecuencia del crecimiento microbianoDefectoMicroorganismosEnzimasMetabolitosA. LecheFlavor amargoBacterias psicrtrofas,Bacillus spp.Proteasas, peptidasasPptidos amargosFlavor rancioBacterias psicrtrofasLipasascidos grasos libresFlavor afrutadoBacterias psicrtrofasEsterasassteres de etiloCoagulacinBacillus spp.ProteasasDesestabilizacin de las casenasFlavor cidoBacterias lcticasEnzimas glicolticoscido lctico, cido acticoFlavor malteadoBacterias lcticasOxidasas3-metil-butanalTextura viscosaBacterias lcticasPolimerasasExopolisacridosB. QuesosFisurasLactobacilos heterofermentativosDixido de carbonoGas tempranoColiformes, levadurasDixido de carbono, hidrgenoGas tardoClostridium spp.Dixido de carbono, hidrgenoRancidezBacterias psicrtrofascidos grasos libresAfrutamientoBacterias lcticassteres de etiloDepsitos blanquecinosLactobacillus spp.Excesivo D-lactatoDescoloracin rosaLactobacillus spp.Alto potencial redoxla produccin de proteasas (flavores amargos y ptridos; coagulacin), lipasas(rancidez, flavores afrutados), fosfolipasa y otras enzimas hidrolticas.Las proteasas formadas en la leche cruda representan una de las principales causas de alteracin (amargor, formacin de precipitados, coagulacin) de la le- che UHT (comercialmente estril). Este tipo de leche es ms sensible que la cru- da a los defectos inducidos por las proteasas, seguramente por los cambios que el tratamiento trmico provoca en la estructura micelar de las casenas y/o por la inactivacin de los inhibidores de las proteasas. El efecto de las proteasas pro- ducidas por las bacterias psicotrofas sobre la calidad del queso y otros produc- tos lcteos fermentados es mnima ya que la combinacin de bajo pH y baja tem- peratura inhibe su actividad y, adems, la mayor parte de las proteasas se eliminan con el suero. Sin embargo, el crecimiento de bacterias proteolticas en la leche cruda disminuye el rendimiento quesero ya que los productos de la degradacin de las caseinas se pierden con el suero en vez de incorporarse al queso.Por lo que respecta a las lipasas bacterianas, su actividad suele afectar la leche y productos lcteos con una vida til larga y/o que se almacenan a una temperatura elevada, como la leche UHT, algunos quesos, mantequilla y leche entera en polvo. El flavor a rancio se debe normalmente a la liberacin de ci- dos grasos de la serie C4-C8. Los cidos grasos de tamao mayor producen un flavor jabonoso. P. fragi origina un flavor afrutado debido a la esterificacin de cidos grasos libres con etanol; los steres mayoritarios suelen ser el etil bu- tirato y el etil hexanoato. Los quesos son ms susceptibles a los defectos cau- sados por lipasas que a los provocados por las proteasas ya que las primeras se concentran, junto con la grasa, en la cuajada. La acidez de muchos quesos limi- ta (aunque no inactiva) la actividad lipsica. Por este motivo, aquellos quesos cuyo pH aumenta hasta casi la neutralidad durante su maduracin (Camembert, Brie) son ms proclives a este tipo de defectos.La alteracin de la leche y productos lcteos por el crecimiento de bacte- rias lcticas de los gneros Lactococcus, Lactobacillus, Leuconostoc, Pediococ- cus, Streptococcus o Enterococcus tiene lugar cuando las temperaturas de alma- cenamiento son lo suficientemente altas como para que se impongan sobre las psicrotrofas o cuando la composicin del producto inhibe el crecimiento de las bacterias Gram-negativas aerobias citadas anteriormente (Tabla 4). As, la pre- sencia de cido lctico en leche es un buen indicador de que este fluido se ex- puso a temperaturas de almacenamiento inaceptablemente elevadas ya que per- mitieron el crecimiento de bacterias lcticas. La acidificacin de la leche por bacterias lcticas produce un olor y sabor desagradables, que derivan fundamen- talmente de las pequeas cantidades de cido actico y propinico formadas msque del cido lctico, que es el metabolito mayoritario. Otros defectos que pue- den aparecer son el flavor malteado, debido al crecimiento de ciertas cepas de Lactococcus lactis capaces de producir 3-metil-butanal, 2-metil-butanal y los correspondientes alcoholes, y la aparicin de viscosidad, debido a la produccin de exopolisacridos. Algunos coliformes, fundamentalmente de los gneros En- terobacter y Klebsiella, tambin pueden alterar la leche pero se trata de un pro- blema raro debido al predominio de bacterias psicrotrofas a temperaturas de re- frigeracin o de bacterias lcticas a temperaturas ms elevadas.Diversas bacterias lcticas pueden provocar defectos en el aspecto y flavor de los quesos por diversos mecanismos (Tabla 4). En el caso de algunos lacto- bacilos heterofermentativos (Lactobacillus brevis, Lactobacillus casei) se debe a la produccin de gas y diversos metabolitos durante la maduracin. El crecimiento de ciertas cepas de Lactobacillus delbrueckii (que no pueden redu- cir el potencial redox del queso) o propionibacterias (que producen pigmentos) puede aparejar la aparicin de una coloracin rosacea. Finalmente, algunos lac- tococos producen esterasas y dan lugar a flavores afrutados.La leche recin obtenida suele contener bacterias Gram-positivas formado- ras de esporas, predominantemente del gnero Bacillus (B. licheniformis, B. ce- reus, B. subtilis, B. megaterium, B. stearothermophilus, B. coagulans, B. circu- lans) y, en menor medida, del gnero Clostridium. La germinacin de esporas tras la pasterizacin conduce a la coagulacin dulce, ya que la actividad de una proteasa similar a la quimosina hace que la leche se corte sin generar de gas y sin desarrollar un flavor anmalo. Este mismo defecto se puede observar en la leche condensada. Eventualmente, la enzima degrada la casena suficientemen- te como para producir un sabor amargo. Por lo que respecta a los quesos, el ma- yor defecto causado por estas bacterias es la formacin de gas, normalmente por crecimiento de Clostridium tyrobutyricum y, ocasionalmente, de Clostridium butyricum o Clostridium sporogenes (Tabla 4). Este defecto, que altera tanto el aspecto como el flavor, se conoce como hinchamiento tardo ya que se pre- senta cuando el queso lleva varias semanas de maduracin y afecta ms a que- sos con elevada humedad y pH y bajas concentraciones de sal en su interior (Emmental, Swiss, Gouda, Edam). El hinchamiento tardo implica la fermen- tacin del cido lctico y la subsiguiente formacin de cido butrico, cido ac- tico, dixido de carbono e hidrgeno.Finalmente, el crecimiento de mohos (Penicillium, Aspergillus, Mucor, Fu- sarium, Cladosporium, Geotrichum, Hormodendrum) y levaduras (Kluyve- romyces, Debaromyces, Candida, Rhodotorula, Yarrowia, Torulospora, Pichia) es una causa comn de alteracin de los productos lcteos fermentados debidoa su capacidad para crecer en ambientes acdicos. Se manifiesta por la aparicin de olores anmalos y la formacin de gas.6.4. Alteracin microbiana de los cerealesLos carbohidratos de los cereales constituyen la mayor fuente de energa de que disponen los seres humanos; adems, estos alimentos contienen cantidades significativas de protenas, lpidos, minerales y vitaminas, especialmente de los grupos B, D y E. Todo ello, unido a su pH cercano a la neutralidad, hace que sean alimentos muy propicios para el crecimiento microbiano, que se previene desecndolos hasta que alcanzan una actividad de agua inferior a 0,7.Todos los cereales estn expuestos a una gran variedad de microorganis- mos, que pueden proceder del suelo, agua, fertilizantes, plantas enfermas o ani- males mientras estn en el campo o del polvo, contenedores, cintas, sacos, de- psitos, manipuladores o vectores durante su transporte y almacenamiento. Los principales microorganismos que hay que considerar en estos productos son los mohos y las bacterias esporuladas. Los primeros causan los principales proble- mas asociados a la produccin de cereales. Los mohos del campo, presentes en los granos al recolectarlos, suelen ser especficos de cada especie, al contra- rio que los mohos de almacenamiento. En cualquier caso, pueden provocar manchas, escoriaciones, decoloraciones o apelmazamientos, reduciendo su cali- dad. Los granos muy infectados desprenden un olor a moho muy caracters- tico. Algunos mohos provocan la prdida de calidad del gluten en las harinas y en las masas que se hagan con ellas. Los granos mohosos tienen una escasa ca- pacidad de germinacin y bajas propiedades de malteado por lo que igualmen- te son inaceptables para la elaboracin de bebidas alcohlicas. En general, tam- bin pueden reducir considerablemente su valor nutritivo. Si el crecimiento fngico no se controla adecuadamente, la temperatura de los granos puede ele- varse hasta valores que provoquen la prdida de la capacidad de germinacin, decoloraciones masivas e incluso su combustin espontnea.El crecimento de los mohos lleva aparejado ciertos cambios qumicos que colaboran en los procesos alterativos de los granos. As, puede haber un aumen- to del ndice de acidez como consecuencia de la actividad de las lipasas de los mohos sobre los triglicridos. De hecho, el ndice de acidez se emplea como medida de la actividad fngica. La cantidad de dixido de carbono que se libe- ra a la atmsfera y la prdida de materia seca tambin se relacionan bien con la concentracin de mohos contaminantes. Adems, la alteracin del flavor y elaroma es debida, en parte, a la produccin de compuestos aromticos voltiles, entre los que destacan el 3-metil-butanol, 3-octanona, 3-octanol y 1-octanol.Por otra parte, muchos de los hongos que contaminan a los cereales son micotoxignicos (Tabla 5) y representan un grave problema mundial para el abastecimiento de cereales y derivados ya que, una vez formadas, no se pue- den controlar con las tcnicas habituales de manipulacin post-cosecha y de al- macenamiento. Una vez ms, se establece una asociacin entre alteracin y se- guridad alimentaria.Las bacterias que se encuentran en los granos pertenecen fundamentalmen- te a las familias Pseudomonadaceae, Micrococcaceae, Lactobacillaceae y Ba- cillaceae. Las bacterias esporuladas forman parte de la microbiota caractersti- ca de los cereales y, algunas de ellas, como Bacillus subtilis y Bacillus cereus, pueden sobrevivir a la coccin. De hecho, esta ltima especie es la ms impor- tante como causa de intoxicaciones alimentarias asociadas al consumo de arroz cocido. Los granos y harinas pueden actuar como portadores de bacterias pat- genas, como Salmonella spp., cuando se contaminan a partir de vectores, mani- puladores, utensilios, etc. Estas bacterias no suelen crecer en condiciones de baja actividad de agua pero si las harinas contaminadas se emplean para la elabora- cin de un alimento hmedo, entonces se puede producir una toxiinfeccin. En general, los problemas alterativos son infrecuentes en las masas refrigeradas. Sin embargo, si las condiciones de almacenamiento son inadecuadas puede haber un crecimiento de bacterias lcticas (especialmente del gnero Leuconostoc) y levaduras, que pueden originar diversos problemas, desde viscosidad a cambios indeseables en la textura aroma o flavor.TABLA 5. Principales mohos toxignicos que contaminan los cerealesCerealMohosMicotoxinasMazFusarium moniliformeAspergillus flavusFumonisinas, fusarinasAflatoxinasTrigoFusarium graminearumAlternaria alternataDeoxinivalenol, nivalenol, zearalenonacido tenuaznicoCentenoFusarium poaeFusarium sporotrichioidesT-2T-2SorgoAlternaria alternatacido tenuaznicoCebadaPenicillium verrucosumOcratoxina A7.LA ALTERACIN COMO INDICADORA DE LA PRESENCIA DE MICROORGANISMOS PATGENOSLos alimentos se contaminan frecuentemente con microorganismos poten- cialmente patgenos y, sin embargo, las tasas de toxiinfecciones alimentarias son relativamente bajas en los pases desarrollados. Este hecho se debe a dos factores: 1) el estado de salud de los hospedadores y 2) el rechazo a la inges- tin de alimentos alterados. Muchos microorganismos saprofitos se multiplican ms rpidamente que los patgenos cuando se encuentran en los alimentos y, adems, suelen tener un metabolismo ms activo en este tipo de sustratos. De este modo, se produce una serie de metabolitos que alteran las caractersticas organolpticas del alimento antes de que los patgenos hayan alcanzado una do- sis infecciosa. En consecuencia, el consumidor rechazar ese alimento. Parad- jicamente, se considera que cuanto menor es la concentracin de los microor- ganismos alterantes activos, mayor es el riesgo de que pase desapercibida la contaminacin con patgenos (15). Por ejemplo, se ha observado que la conser- vacin de los esprragos en atmsferas modificadas restringe el crecimiento de los alterantes y aumenta su vida til; de esta manera, se permite que Listeria monocytogenes alcance una concetracin mucho mayor que la que tendra tras un almacenamiento aerobio tradicional (16).Obviamente, la alteracin de los alimentos es una seal imperfecta ya que en algunas ocasiones, los patgenos pueden alcanzar concentraciones clnica- mente relevantes antes en los alimentos antes de que stos muestren signos de alteracin. Por ejemplo, en el caso de alimentos tratados trmicamente y que su- fren una recontaminacin posterior por un patgeno. El tratamiento o procesa- do de los alimentos destruye o reduce al mnimo la concentracin de microor- ganismos contaminantes en los alimentos preparados. En este contexto, un contaminante fortuito, como Staphylococcus aureus o Salmonella spp., ni ten- dr la competencia de los alterantes ni producir cambios organolpticos que re- velen su presencia. En consecuencia, es necesario seguir unos estrictos proce- dimientos de higiene para evitar la recontaminacin de los alimentos procesados.Por otra parte, hay que tener en cuenta que la dosis infectiva no es la mis- ma para todas las personas, existiendo grupos de poblacin para los que una concentracin baja de ciertas especies, como Listeria monocytogenes, puede de- sarrollar una enfermedad grave e incluso mortal. Por este motivo, la primera prioridad de un estudio de caducidad es garantizar la seguridad del alimento eva- luado (6) sobre la base de la correcta implantacin del sistema de Anlisis de Peligros y Puntos de Control Crtico (APPCC), en el que se tenga en cuenta lapoblacin diana a la que va destinada el alimento en cuestin. Los grupos de consumidores de riesgo incluyen a los nios menores de 5 aos, las mujeres em- barazadas, las personas mayores de 65 aos y las personas inmunodeprimidas.Finalmente, algunos tipos de alteraciones pueden incluso suponer un au- mento de los riesgos microbiolgicos al crear un microambiente favorable para el crecimiento de patgenos. En este sentido, se ha observado que Salmonella enterica serovar Typhimurium crece mejor en tomates, patatas y cebollas en pre- sencia de mohos alterativos de los gneros Botrytis o Rhizopus que cuando s- tos estn ausentes (17).8.EFECTOS NEGATIVOS DE LA ALTERACIN ALIMENTARIA EN LA SALUD DE LOS CONSUMIDORESTradicionalmente, se ha considerado que los alimentos deteriorados tenan unas propiedades organolpticas indeseables para los consumidores pero no comprometan su salud. Actualmente, se sabe que numerosos compuestos origi- nados durante distintos procesos alterativos son potencialmente perjudiciales para la salud tras una exposicin ms o menos prolongada. Por ejemplo, los l- pidos del pescado correctamente conservado son importantes desde el punto de vista nutricional pero su oxidacin conlleva efectos negativos sobre diversos procesos fisiolgicos. Sin embargo, la principal consecuencia del consumo del pescado que ha perdido las atractivas propiedades del producto fresco puede ser el rechazo por parte de los consumidores de una parte muy valiosa de una die- ta variada.Dado que la simple enumeracin de las reacciones alterativas, sustancias re- sultantes y posibles efectos asociados resultara demasiado extensa, se tomarn como ejemplo dos grupos de compuestos que se pueden presentar en un amplio espectro de alimentos. En primer lugar, los productos derivados de la reaccin de Maillard (PRM), procedentes de un proceso alterativo que, en general, no de- pende de la presencia de microorganismos; en segundo lugar, las aminas bige- nas derivadas del metabolismo de ciertos microorganismos.8.1. Reaccin de MaillardLa gran complejidad qumica que entraa la reaccin de Maillard, as como la frecuencia con la que se produce en los alimentos, ha suscitado un enormeinters. Esta reaccin es especialmente importante para la industria alimentaria, ya que se da frecuentemente en los alimentos durante procesos como el horne- ado, tostado, fritura, etc. La reaccin les confiere nuevos colores, olores, sabo- res y texturas que pueden ser agradables para el consumidor pero, al mismo tiempo, puede originar sustancias que los alteren o que sean peligrosos para la salud. Adems la reaccin de Maillard puede disminuir el valor nutritivo de los alimentos aunque las consecuencias nutricionales de la reaccin no estn estan- darizadas debido a que varan en funcin de una serie de parmetros como, por ejemplo, la estructura qumica de los reactantes, sus concentraciones, la tempe- ratura, el pH, la presin, el tiempo y la actividad de agua (18).La reaccin de Maillard puede dividirse en tres etapas (Figura 4):1) Etapa temprana: esta etapa corresponde a una serie de reacciones qumicas, conocidas y caracterizadas, en las que an no se produce pardeamiento. Comienza con la condensacin entre el grupo carbo- nilo del azcar reductor o un lpido oxidado y el grupo amino de un aminocido, pptido o protena, originando la base de Schiff, que su- fre una reorganizacin llamada de Amadori. Esto origina ya una pr- dida de valor nutritivo, porque el grupo amino queda bloqueado y no es disponible. El producto que se obtiene se llama compuesto de Amadori (N-sustituido-l-amino-1-deoxi-2-cetosa) y se ha detectado en alimentos calentados, liofilizados y almacenados (19).2) Etapa avanzada: en condiciones de temperatura ms extremas se for- man gran cantidad de compuestos que son los responsables de los olo- res que desprenden los alimentos cocinados. En esta etapa se produce la fragmentacin de los azcares y la degradacin de los aminocidos, for- mndose compuestos coloreados y fluorescentes. El pH influye decisi- vamente en el desarrollo de la reaccin, de manera que pueden seguir- se tres rutas diferentes a partir del compuesto de Amadori: 1) Prdida de molculas de carbono por escisin que da lugar a la formacin de com- puestos que pueden contener nitrgeno y reaccionar con otros produc- tos intermedios de la reaccin, responsables de los aromas caractersti- cos. 2) Deshidratacin dando reductonas y dihidrorreductonas que pueden reaccionar con aminocidos que sufren la denominada degrada- cin de Strecker dando lugar a piracinas y aldehdos componentes del olor y sabor de los alimentos cocinados (20). El compuesto de Amado- ri puede degradarse y originar precursores de los PRM (21). En concre- to la hidroxiacetona es un precursor de la piracina mientras que el gli- ceraldehdo y el metilglioxal son ms propensos a participar en losmecanismos de pardeamiento. 3) Deshidratacin fuerte que produce fur- fural y derivados responsables del aroma.3) Etapa final: incluye una serie de reacciones de condensacin, originan- do oligmeros y polmeros insolubles de elevado peso molecular. Se tra- ta de pigmentos pardos llamados melanoidinas, difciles de aislar y cuya estructura y caracterizacin todava son objeto de estudio.FIGURA 4. Esquema bsico de la reaccin de Maillard8.1.1. Efectos en la ingestaAlgunos estudios in vivo han mostrado que la presencia de PRM en la die- ta afecta negativamente a la ingesta y al peso, produciendo su disminucin con respecto a los que no los consumen. En ratas, la disminucin en la ingesta ali- mentaria aumenta paralelamente al incremento del calentamiento y, en conse- cuencia, del pardeamiento (22). Otros autores tambin han observado una dis- minucin de peso en ratas alimentadas con frmulas infantiles lquidas esterilizadas con respecto a las que consumieron las frmulas en polvo. Esto puede deberse a que durante la esterilizacin de la leche, la lactosa se hidroli- za dando lugar a la formacin de un azcar denominado lactulosa (23), que pue- de modificar el f1avor y el olor de la leche hacindola menos aceptable.8.1.2. Efectos en las protenas y aminocidosUna de las consecuencias ms importantes de la reaccin de Maillard es la degradacin de las protenas producida durante el calentamiento de los alimen- tos, ya que supone la interaccin de grupos amino terminales con grupos car- bonilo asociados a azcares reductores o lpidos oxidados, producindose, por tanto, el bloqueo del aminocido. La disminucin en la calidad nutritiva de la protena se produce debido a: a) la reduccin de la disponibilidad de aminoci- dos, ya que stos pueden quedar retenidos por muchos compuestos derivados de la descomposicin de los productos de Amadori impidiendo su absorcin (24); b) la inhibicin de la actividad de determinadas enzimas implicadas en su di- gestin, y/o c) por la reduccin de la digestibilidad de la protena debido a cam- bios estructurales de la misma (25).Aminocidos como la metionina, el triptfano, la arginina o la histidina pue- den afectarse durante el tratamiento trmico de los alimentos pero el aminoci- do ms sensible es la lisina, debido a la reactividad de su grupo e-amino inclu- so cuando forma parte de una cadena peptdica (26). Aun cuando el calor aplicado no sea excesivo, la prdida de lisina disponible puede traducirse en una disminucin del valor biolgico. Sin embargo, cuando la intensidad del trata- miento trmico es mxima, la reduccin de la calidad de la protena puede ser mayor que la consecuente a la prdida aparente de lisina disponible. Estudios en alimentos como la leche y sus derivados con un elevado contenido en lisina, indican que cuando este aminocido reacciona con el grupo carbonilo de la lac- tosa, queda bloqueado y, por tanto, no es biodisponible, de manera que el valor nutricional de este alimento desciende considerablemente. Rerat et al., (24) eva-luaron las consecuencias de la ingesta de leche con un alto contenido en lactu- losil-lisina en la dieta de los cerdos, pudiendo comprobar que la lisina unida a la lactosa no era biodisponible y que la prdida del valor nutritivo de la prote- na era proporcional al deterioro de la lisina durante el calentamiento de la le- che y, en menor grado, a la disminucin de su digestibilidad. La disponibilidad de la lisina tambin puede afectarse durante el tratamiento trmico de otros ali- mentos como el pan, las galletas, las pastas, frmulas infantiles, etc. (24, 26). No obstante, el grado de reduccin del valor nutricional de la protena depende de muchos factores comentados anteriormente, tales como la naturaleza de los azcares y protenas, temperatura, tiempo, actividad de agua, etc. (27).Existen numerosos estudios in vivo encaminados a dilucidar los posibles mecanismos implicados en la disminucin de la digestibilidad de la protena (24). Las melanoidinas procedentes del sistema modelo glucosa-glicina pueden modificar la absorcin de algunos aminocidos y reducir la digestibilidad de la protena mientras que, otras veces, sta reduccin puede deberse a la inhibicin de determinadas enzimas implicadas en su digestin, como las enzimas pancre- ticas o las enzimas proteolticas intestinales como la aminopeptidasa N (28). Estudios recientes realizados en humanos manifiestan que la ingesta de dietas ricas en PRM afecta negativamente la digestibilidad de la protena, y tiende a mermar la utilizacin global del nitrgeno de la dieta (29).8.1.3. Efectos en los carbohidratosEl desarrollo de la reaccin de Maillard produce tambin el bloqueo pro- gresivo de los azcares presentes en los alimentos y adems afecta a las enzi- mas intestinales implicadas en su digestin. Los PRM de bajo peso molecular, procedentes de mezclas calentadas de glucosa-lisina, inhiben dbilmente la ac- tividad de enzimas como la lactasa, invertasa, maltasa y trealasa, mientras que los PRM de elevado peso molecular se comportan como potentes inhibidores de esas disacaridasas, siendo las ms afectadas la sacarasa y lactasa. La inhibicin de la actividad de estas enzimas por parte de los PRM, con la consecuente dis- minucin en la absorcin de los hidratos de carbono, puede causar diarrea y un descenso en el peso de ratas alimentadas con dietas ricas en PRM, debido po- siblemente a un efecto osmtico de los carbohidratos no absorbidos en el intes- tino. Estos efectos varan en funcin de la naturaleza de los productos de la re- accin y son ms pronunciados cuanto mayor sea su grado de pardeamiento. Adems, se ha observado que en la elaboracin y almacenamiento de frmulas enterales se producen cambios en la composicin de los carbohidratos, con laconsiguiente disminucin de la biodisponibilidad de nutrientes esenciales para el organismo (30, 31).8.1.4. Efectos en las vitaminasSe ha observado que durante el calentamiento de alimentos como la leche, en la que se forman PRM, se produce un aumento en la prdida de vitaminas, como es el caso de algunas del grupo B y el cido pantotnico mientras que otras como el cido nicotnico y la biotina apenas se ven afectadas. La destruc- cin de vitaminas tambin se ha estudiado en alimentos, como la leche en pol- vo, almacenados a elevadas temperaturas en la que se observaron pequeas pr- didas de tiamina, vitamina B6 y B12, descensos que aumentaron con el avance del pardeamiento (32). De igual modo, determinados procesos utilizados en la tecnologa alimentaria como la extrusin, en la que llegan a aplicarse tempera- turas superiores a 200 C, favorecen el desarrollo de la reaccin de Maillard ge- nerando productos que pueden reducir la biodisponibilidad de las vitaminas (33). Las vitaminas A, E, C, los tocoferoles y el -caroteno pueden degradarse du- rante la aplicacin de un calor excesivo en el proceso de extrusin (34).8.1.5. Efectos en los mineralesNumerosos autores han sugerido que la capacidad quelante de los PRM se debe a que estos compuestos se comportan como polmeros aninicos capaces de formar complejos con ciertos iones metlicos pudiendo alterar el proceso de absorcin o afectar su normal metabolismo y excrecin y reduciendo, en defi- nitiva, su biodisponibilidad.Las dietas que contienen PRM producen un aumento en la excrecin urina- ria de cobre, hierro y zinc, tanto en animales de experimentacin como en hu- manos (35). Estudios en alimentos como el tomate, indican que determinados productos de Amadori como la D-fructosa-L-histidina, se comportan como po- tentes quelanles de cobre a pH fisiolgico, capaces de formar complejos ms estables que otros ligandos de reconocida actividad quelante y antioxidante como la L-histidina y la L-carnosina (36). Adems, se ha observado que tanto las me- lanoidinas solubles como las insolubles, obtenidas tras el calentamiento de di- ferentes sistemas modelo aminocido-azcar, son capaces de quelar calcio y magnesio. El calcio puede ser quelado dbilmente por los productos pardos pre-sentes en el pan tostado. La adicin de lactosa al pan y su posterior tostado in- crementa la afinidad de estos PRM por el calcio, llegando a afectar significati- vamente su solubilidad (37). El hierro es uno de los minerales ms sensible a la presencia de los PRM, tanto de bajo como de elevado peso molecular. La pro- gresiva disminucin de la solubilidad de hierro en relacin con el calentamien- to se debe a una disminucin de la lisina libre y a la formacin de melanoidi- nas insolubles (38).8.1.6. Efectos mutagnicos y carcinognicosDada la escasa informacin disponible sobre la relacin entre estructura- efecto de los PRM de la dieta tanto en el propio alimento como en el organis- mo humano, se han fomentado diversas acciones europeas (COST 919: Mela- noidins in Food and Health y COST 927: Thermally Processed Foods: Possible Health Implications), cuyo objetivo principal es el de investigar los mtodos para obtener alimentos procesados ms saludables y conocer ms ampliamente los riesgos y beneficios de los compuestos que se forman durante el tratamien- to trmico de los mismos, entre los que destacan los PRM (39).Las aminas heterocclicas procedentes de la reaccin entre aminocidos, mo- nosacridos y creatinina durante el tratamiento trmico de los alimentos repre- sentan un potencial factor de riesgo en la etiologa del cncer en humanos (40). En concreto, los procedentes de las carnes rojas asadas o del pescado a la pa- rrilla, que se han relacionado, junto con otros metabolitos txicos, con el incre- mento en el riesgo de desarrollar cncer de colon y cncer heptico (41). Ade- ms, estas aminas, una vez absorbidas pueden ser transformadas a nivel heptico en compuestos incluso ms txicos y reactivos y ser reabsorbidos por la micro- biota intestinal.Otro compuesto clasificado como neurotxico y carcingeno es la acrilami- da. En 2002, investigadores de la Universidad de Estocolmo realizaron un des- cubrimiento sorprendente: la formacin de acrilamida en los alimentos (42). Des- de entonces se ha encontrado esta sustancia en una amplia variedad de alimentos procesados a temperaturas elevadas. La acrilamida puede formarse en algunos alimentos durante el proceso de calentamiento, cuando se alcanzan temperatu- ras de 120 C o ms al frer, tostar o asar. Por ejemplo, inicialmente se descu- bri que las patatas fritas, las galletas dulces y saladas, el pan tostado, los ce- reales de desayuno, las patatas asadas, ciertos productos de confitera y el caf la contenan. Las investigaciones posteriores tambin han hallado acrilamida enlas frutas deshidratadas, las verduras asadas, las aceitunas negras y en algunos frutos secos tostados.Muchos datos de la bibliografa sugieren efectos mutagnicos o genotxi- cos de diferentes mezclas de PRM o melanoidinas capaces de inducir aberra- ciones cromosmicas en las clulas ovricas de hamster, conversin de genes en levaduras y mutaciones en Salmonella typhimurium.8.1.7. Efectos alrgicosSon numerosos los estudios que han demostrado la asociacin entre los PRM y el desarrollo de alergias alimentarias, especialmente en la leche (43) y en los ca- cahuetes (44). Por el contrario, algunas protenas presentes en frutas como la cere- za, la manzana y en horalizas como el apio pueden perder su alergenicidad debi- do a su unin con carbohidratos reductores durante su tratamiento trmico (45).8.1.8. Reaccin de Maillard in vivoLa reaccin de Maillard in vivo da lugar a compuestos conocidos como pro- ductos de glicacin avanzada o AGE (del ingls, Advanced Glication End-pro- ducts), que seran realmente los homlogos endgenos de los PRM de la dieta. La formacin de estos compuestos en el organismo se produce de forma mucha ms lenta, debido a las menores temperaturas, vindose favorecida por la pre- sencia de hidratos de carbono y protenas endgenas como el colgeno y las en- zimas (39). Su presencia ha sido relacionada con ciertas enfermedades como diabetes, neuropatas, retinopatas, desrdenes oculares como formacin de ca- taratas, glaucoma y degeneracin macular, impotencia, fibrosis pulmonar, enfer- medades cardiovasculares, o enfermedades neurodegenerativas. Se postula que inducen el estrs oxidativo con el consecuente dao neuronal, provocan la muer- te celular programada o apoptosis y estn relacionados con el envejecimiento. La relacin entre los PRM de la dieta y los AGE endgenos es hoy da motivo de estudio, ya que an se desconoce si poseen efectos sinrgicos o antagnicos.8.2. Aminas bigenasLas aminas bigenas (AB) son compuestos nitrogenados de bajo peso mo- lecular que se forman principalmente por descarboxilacin de aminocidos (46).Atendiendo a su estructura qumica se pueden clasificar en alifticas (putrescina, espermidina, espermita, cadaverina), aromticas (tiramina, feniletilamina) o he- terociclicas (histamina, triptamina) y, en funcin del nmero de grupo aminos de la molcula, podemos hablar de monoaminas (histamina, feniletilamina, tirami- na), diaminas (putrescina, cadaverina) o poliaminas (espermidina, espermina). Desde un punto de vista biolgico, las AB son molculas con funciones fisiol- gicas esenciales para los seres vivos. En plantas, la putrescina y algunas polia- minas, como la espermidina y la espermina, estn implicadas en diversos proce- sos celulares de respuesta al estrs y al envejecimiento. En animales estn implicadas en procesos tan relevantes como la divisin celular o la transmisin nerviosa (47). Sin embargo, la descarboxilacin de algunos aminocidos, lleva- da a cabo por determinados microorganismos, puede provocar la presencia de concentraciones altas de AB en los alimentos, de forma que tras su ingestin pa- san a la circulacin sangunea desde donde ejercen diversos efectos txicos. Las AB ms frecuentes en alimentos son histamina, tiramina, putrescina, cadaverina, triptamina, -feniletilamina, espermina y espermidina, si bien, las intoxicaciones alimentarias ms frecuentes estn relacionadas con la histamina y la tiramina, cu- yos aminocidos precursores son la histidina y tirosina, respectivamente.La intoxicacin por histamina es la ms conocida, existiendo referencias des- de finales del siglo XIX sobre la incidencia de esta enfermedad, conocida como enfermedad escombroide debido se produca tras la ingestin de pescados escm- bridos. La intoxicacin producida por tiramina se conoce tambin como reaccin del queso, debido a los altos niveles que esta AB presenta en algunos quesos. Adems de su propia toxicidad, estudios recientes han demostrado que la tirami- na favorece la adhesin de patgenos como Escherichia coli O157:H7 a la mu- cosa intestinal (48). Por otro lado, diaminas como putrescina y cadaverina pue- den reaccionar con nitritos dando lugar a la formacin de nitrosaminas de conocido efecto cancergeno. Cabe destacar que hay personas especialmente sen- sibles a las AB debido a que los enzimas responsables de su destoxificacin, la monoamino oxidasa (MAO) o la diamino oxidasa (DAO) no son funcionales, bien por problemas genticos o por la presencia de inhibidores como el alcohol o determinados frmacos antidepresivos. Por tanto, es difcil establecer los nive- les txicos para cada una de las AB ya que depende de la eficacia de los siste- mas de destoxificacin y por lo tanto vara de unos individuos a otros. Adems, tambin depende de la presencia de otras AB ya que pueden tener efectos sinr- gicos. Sin embargo, aunque en la actualidad no existe una ninguna legislacin sobre las concentraciones permitidas en los alimentos, las autoridades sanitarias recomiendan reducir al mximo la ingestin de estos compuestos. En el caso de personas con tratamientos antidepresivos basados en inhibidores de la MAO estcontraindicado el consumo de queso, debido a los altos niveles de tiramina que puede contener. No obstante, es necesario subrayar que las concentraciones de AB varan no slo de un tipo de alimento a otro, sino tambin dentro de un mis- mo tipo de alimento. As por ejemplo, se han encontrado dentro de un mismo tipo de queso, variaciones que van desde 90 mg/kg hasta 2.100 mg/kg (49).La presencia de AB en alimentos debe de atribuirse a la accin microbiana sobre la fraccin proteica de la materia prima y ms especficamente a las re- acciones de descarboxilacin de los aminocidos precursores llevadas a cabo por determinadas bacterias. Por lo tanto, hay dos factores clave para su acumu- lacin en los alimentos: la presencia de las bacterias con actividad aminoacil- descarboxilasa y la disponibilidad de los sustratos de la reaccin. Los alimen- tos que presentan una mayor posibilidad de contener AB son aquellos que contienen una elevada carga proteica, aunque tambin en este aspecto ser ne- cesaria la intervencin de los microorganismos y de su maquinaria pro