Factores que afectan la supervivencia de los microorganismos en los alimentos.

Así como nosotros, los microorganismos pueden utilizar a los alimentos como fuente de nutrientes y energía. Es por esto que el uso de digeridos de carne (peptona y triptona), infusiones de carne, jugo de tomate, extracto de malta, azúcar y almidón son productos ampliamente utilizados en la preparación de medios de cultivo. La inhabilidad de un microorganismo para utilizar cualquier componente mayoritario en el alimento limitará su capacidad de crecer en el. Los microorganismos capaces de producir enzimas amilolíticas (que degradan almidón) serán exitosos al crecer en granos y cereales. La adición de frutas que contienen sacarosa y otros azúcares al yogurt incremente la cantidad de carbohidratos disponibles y facilita la contaminación de éste producto por diversas especies de levaduras, aunque en la mayoría de los casos se ha demostrado que es improbable que la cantidad de azúcares en los alimentos sea un factor limitante. Existen algunas excepciones como el caso de la clara de huevo, en donde la escasez de nutrientes es utilizada como defensa contra una infección microbiana.

II. pH.La alcalinidad o acidez del ambiente tiene efectos profundos sobre el comportamiento de las macromoléculas como las enzimas. Las bacterias crecen mas rápido en pHs 6.0-8.0, las levaduras de 4.5-6.0 y lo hongos filamentosos de 3.5-4.0. Obviamente existes excepciones, como las bacterias del ácido acético o los lactobacilos cuyo pH óptimo es de 5.0 a 6.0.La mayoría de los alimentos son ligeramente ácidos. Los alimentos que tienen un pH alcalino generalmente tienen un sabor desagradable. Las verduras poseen un pH moderadamente ácido esto las hace potencialmente susceptibles a ser contaminadas por bacterias como Erwinia carotovora y algunas Pseudomonas produciendo podredumbre. En las frutas, un pH mas bajo las protege del ataque de las bacterias, sin embargo las hace un blanco fácil para las levaduras y los hongos.En congelación, el pescado se contamina mucho mas rápido que la carne esto porque el pH de los músculos de los mamíferos post-mortem se encuentra alrededor de los 5.6 que es más bajo que el de la carne de pescado (6.2-6.5). Los peces que tienen un pH más bajo en su carne se preserva mejor. La habilidad de los pHs bajos para preservar los alimentos se ha empleado desde tiempos antiguos en la forma de ácido acético (vinagre) y ácido láctico.Con excepción de las bebidas que contienen ácido fosfórico, la acidez de los alimentos se debe a la presencia de ácidos orgánicos débiles.

III. Potencial Redox, Eh.En una reacción de oxidación-reducción los electrones son transferidos entre los átomos o moléculas. En los seres vivos éste proceso es vital para llevar a cabo el proceso de fosforilación oxidativa y otras cadenas de electrones en el metabolismo para producir energía .La tendencia de un medio a ceder o donar electrones se le conoce como potencial redox (Eh) un potencial redox positivo quiere decir que se está aceptando electrones, por lo

tanto el elemento se está oxidando. El potencial negativo indica que el elemento dona electrones y que se está reduciendo. El oxígeno se encuentra presente en el aire a un nivel aproximado del 21% y es un poderoso agente oxidante.El crecimiento microbiano en los alimentos reduce su potencial redox. Esto debido a la combinación de la reducción de oxígeno y a la producción de agentes reductores. Esta es la base de algunas pruebas rápidas que se aplican a los alimentos. El colorante redox Azul de metileno o la rezasurina son empleados para indicar cambios en le potencial redox que son correlacionados con los niveles de microorganismos presentes. El azul de metileno se emplea también para determinar el porcentaje de levaduras viables en la producción de cerveza. Una suspensión teñida con éste colorante se visualiza bajo el microscopio; las células viables con un citoplasma reductor se ven incoloras, mientras que las no-viales no son capaces de reducir el colorante y aparecen azules.Los aerobios obligados generan la mayor parte de su energía de la fosforilación oxidativa empleando al oxígeno como aceptor final en le proceso, por lo tanto requieren altos potenciales redox para sobrevivir. Estos microorganismos crecen mayoritariamente en las superficies de los alimentos. Los anaerobios estrictos viven a un potencial redox bajo o negativo. Bacterias del género Clostridium, crecen en ambientes anaerobios como en alimentos empacados al vacío y enlatados.Los anaerobios aerotolerantes pueden crecer en presencia de oxígeno aunque no lo necesitan para respirar. Muchas de las bacterias del ácido láctico pertenecen a ésta categoría. IV. Barreras antimicrobianas y constituyentes.

Todos los alimentos alguna vez fueron parte de organismos vivos. Como tal, fueron equipados para combatir infecciones microbianas.El integumento (piel, concha, cáscara o corteza de un producto) es una barrera física a la infección por microorganismos. Regularmente se encuentra compuesta de macromoléculas relativamente resistentes a la degradación. El daño físico al integumento posibilita la invasión por parte de los microorganismos. Es de todos sabido que la fruta dañada es la que se pudre más rápidamente. Para el productor o granjero es importante mantener éstas barreras intactas lo mas posible, especialmente durante la cosecha y el transporte del producto.Muchos tejidos contienen sustancias antimicrobianas. En las plantas, cualquier daño físico rompe células especializadas en el almacenamiento de aceites esenciales que poseen propiedades antimicrobianas como los isotiocianatos (como en la mostaza, col, berro y los rábanos así como en los ajos, cebolla y los puerros). Las fitoalexinas son otros antimicrobianos producidos por las plantas como respuesta a una invasión, ejemplo de ello es el compuesto antifúngico,faseolina, producida por el fríjol.Muchos constituyentes naturales de las plantas poseen propiedades antimicrobianas, tales como: pigmentos alcaloides y resinas. Los ácidos benzóico y sórbico se encuentran de manera natural en el arándano y en otras moras respectivamente.Muchas hierbas aromáticas y especias contribuyen a la estabilidad microbiológica de los alimentos gracias a sus aceites esenciales (fracciones volátiles de olor y sabor) tales como

ajo, pimiento, orégano, tomillo y canela. A pesar de lo anterior se deben tomar algunas precauciones ya que en algunos casos éstos componentes pueden contribuir a la contaminación microbiana. Existen casos de botulismo asociados con aceite de ajo y enlatados caseros de pimientos. Lo anterior demuestra que incluso grandes concentraciones de éstos agentes antimicrobianos no son garantía de seguridad.

IV. aw, actividad de agua.

Para que el crecimiento de un microorganismo se de activamente, el citoplasma debe permanecer en estado líquido.La actividad de agua se define como: el cociente entre la presión del vapor de aire en equilibrio con una sustancia y la presión de vapor de agua pura a la misma temperatura.En pocas palabras, la actividad de agua nos da una idea de la cantidad de agua que se encuentra biodisponible para efectuar procesos metabólicos. Un parámetro relacionado con la aw es la presión osmótica que puede imaginarse como la fuerza por unidad de área que se requiere para detener el flujo neto de las moléculas de agua que viajan de una zona de alta a una de menor actividad de agua.El citoplasma es una solución acuosa, por lo tanto, debe tener menor aw que el agua pura, por esto, si colocamos a un microorganismo en agua pura el agua del ambiente tenderá a entrar hacia el citoplasma. Si esto no se controla, el microorganismos tenderá a hincharse y posteriormente a estallar. Las bacterias, los hongos y las algas posee paredes celulares gruesas y rígidas que les ayudan a resistir las presiones osmóticas de sus citoplasmas que pueden alcanzar las 30 atm en las bacterias Gram-positivas o ser tan pequeñas como de 0.5 atm en las especies Gram-negativas. Los protozoarios de agua dulce expulsan constantemente el exceso de agua de sus citoplasmas a través de vacuolas contráctiles.En la siguiente tabla se muestran las actividades de agua mínimas a las cuales crecen distintos grupo de microorganismos. Grupo de microorganismos. Aw mínima.Mayoría de bacterias Gram-negativas. 0.97Mayoría de bacterias Gram-positivas. 0.90Mayoría de las levaduras. 0.88Mayoría de los hongos filamentosos. 0.80Bacterias haófilas. 0.75Hongos xerófilos. 0.61

Deterioro de las frutasLas frutas tienen en torno al 85% de agua y en torno a un 13% de hidratos de carbono, por lo que la cantidad de agua disponible es claramente inferior a la de los vegetales, y los porcentajes medios de proteínas y grasas son 0,9 y 0,5% respectivamente.

El contenido en otros nutrientes como vitaminas y coenzimas es similar al de los vegetales; por tanto, en principio, sobre las frutas también pueden crecer mohos, levaduras y bacterias.

Sin embargo el pH de frutas es demasiado bajo, en general, para que pueda haber crecimiento bacteriano y elimina estos microorganismos del deterioro incipiente de frutas, que es llevado a cabo por hongos y levaduras.

DETERIORO DE VEGETALES.

El contenido medio de agua es el 88%, y de nutrientes: 8,6% de carbohidratos, 1,9% proteínas y 0,3% de grasa.

Desde el punto de vista nutritivo los vegetales pueden permitir el crecimiento de levaduras, hongos y bacterias y, por tanto, ser alterados por estos microorganismos.

Puesto que hay un alto contenido en agua y un bajo contenido en carbohidratos, la mayoría del agua está en forma libre, por lo que el crecimiento de bacterias está muy favorecido.

El pH de los vegetales también es compatible con el de muchas bacterias y, por tanto, éstas pueden crecer fácilmente.

Los vegetales tienen unos valores de oxidación/reducción altos por lo que el crecimiento de microorganismos aerobios está favorecido.

Prevención de la alteración de los alimentos-eficacia.

-ausencia de toxicidad.

-no modificación de las características organolépticas o sensoriales (esto depende de cada técnica de conservación). Hay técnicas químicas, como la fermentación o las usadas en embutidos que modifican las caract. organolépticas.

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