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Microbiología
de los
Alimentos
Dra. Juana Rodríguez Bullido
Departamento de Biomedicina y Biotecnología
Universidad de Alcalá
Es la parte de la Microbiología que estudia los
microorganismos en relación con los alimentos desde
distintos puntos de vista, en particular, desde una
óptica sanitaria y económica
Microbiología de los alimentos:
1. Factores que afectan al crecimiento de los microorganismos en los alimentos
2. Microorganismos que alteran los alimentos
3. Conservación de los alimentos: métodos físicos, químicos y sistemas naturales de acción conservadora
4. Enfermedades transmitidas por los alimentos
5. El papel de los microorganismos en la producción de alimentos
1. Factores que afectan al crecimiento de los microorganismos en los alimentos
1.- Factores intrínsecos
Son los factores inherentes al alimento: pH, actividad de agua
de agua, nutrientes, estructura del alimento, compuestos
añadidos al alimento, etc.
2.- Factores extrínsecos
Son los factores derivados de las condiciones físicas del
ambiente en el que se almacena o produce el alimento:
temperatura y composición gaseosa, principalmente.
3.- Tratamientos tecnológicos
Son los factores que modifican la flora inicial de un alimentos
como consecuencia de su procesado: UHT, pasteurización,
enlatado, etc.
1.- Factores intrínsecos. Son los factores inherentes al alimento: pH,
actividad de agua de agua, nutrientes, estructura del alimento,
compuestos añadidos al alimento, etc.
pH
Acidófilos
Neutrófilos
Basófilos
Actividad de agua
No halófilos
Halotolerantes
Halófilos / halófilos extremos
2.- Factores extrínsecos. Son los factores derivados de las condiciones físicas
del ambiente en el que se almacena o produce el alimento: temperatura y
composición gaseosa, principalmente.
a) Aerobios estrictos
b) Anaerobios estrictos
c) Anaerobios facultativos
d) Microaerófilos
e) Anaeobios aerotolerantes
Relación con el O2
Tª
Psicrófilos/psicrotrofos
Mesófilos
Termófilos/hipertermófilos
Piel, pelo, pezuñas
Tracto gastrointestinal
Desuello
EscaldadoAturdido
Desuello
Evisceración
2. Microorganismos alterantes de los alimentos
DespieceEnfriado
Mildíu de hortalizas por Bremia
Antracnosis por Colletotrichum
Podredumbre gris por Botrytis
Podredumbre negra. Aspergillus niger
Podredumbre blanda acuosa por Sclerotinia
Frutas y verduras
- Mohos y levaduras
- Bacterias
2. Microorganismos alterantes de los alimentos
3. Métodos de conservación de alimentos
1.- Conservación por métodos físicos:
Deshidratación (secado o desecación, liofilización)
3. Métodos de conservación de alimentos
1.- Conservación por métodos físicos:
Temperatura:
- Refrigeración; congelación
- Pasteurización; esterilización,
tratamiento térmico en microondas
3. Métodos de conservación de alimentos
Conservación por métodos físicos:
Irradiación:
- Radiaciones ionizantes
- Radiaciones UV
3. Métodos de conservación de alimentos
Conservadores químicos (ácido acético; ácido láctico; ác benzoico, sulfitos…)
Conservación por métodos químicos:
3. Métodos de conservación de alimentos
Curado
Salazón
Ahumados, marinados,
Conservación por métodos químicos:
3. Métodos de conservación de alimentos
Sustancias antimicrobianas naturales:
Origen animal:
Sistema lactoperoxidasa- tiocianato/H2O2
Lactoferrina y ovotransferrina
Avidina
Lisozima
3. Métodos de conservación de alimentos
Sustancias antimicrobianas naturales:
Origen vegetal:
Especias y aceites esenciales:
clavo, canela, orégano y
tomillo: eugenol y carvacrol.
Cebollas y ajos: alicina
Manzanas, uvas, ciruelas…:
flavonoides
Conservación por métodos biológicos:
Bacterias del ácido láctico (BAL): Bacterias probióticas
3. Métodos de conservación de alimentos
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¿Qué son los alimentos funcionales? Alimentos o
productos alimenticios que han demostrado,
satisfactoriamente, que mejoran el estado de salud y
el bienestar (más allá de los efectos nutricionales
habituales) y/o reducen el riesgo de enfermedad
(Diplock et al., 1999).
Probióticos
Prebióticos
Otros: antioxidantes, vitaminas, minerales, etc.
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De 33 billones $ en 2000 a 176,7 billones $ en 2013
(60-70% probióticos).
USA-Europa-Japón: 90 % de las ventas
USA: 2-3% del mercado de alimentación.
25 billones $ en 2006.
Europa: Alemania, Francia, UK y Holanda.
15 billones $ en 2006
Japón: 5,7 billones $ en 2006. > 500 productos
España: 3000 millones de € en 2011.
Probiótico:
“Microorganismos vivos que ingeridos en cantidades
adecuadas producen efectos beneficiosos para la salud,
que se añaden a su valor puramente nutricional”
Las bacterias lácticas como probióticos
(F. Guarner y G. Schaafsma, 1998)
Efectos de los probióticos sobre el organismo:
Intolerancia a la lactosa
Prevención de infecciones intestinales:
diarrea infantil, diarrea post-tratamiento
antibiótico y síndrome del intestino irritable
Gastritis producida por Helicobacter pylori
Estreñimiento
Respuesta inmune
Cáncer
Colesterol sérico
Hipertensión
Infecciones no intestinales
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• Gibson et al. (2004): “ingredientes que al ser fermentados
selectivamente dan lugar a cambios específicos en la
composición y/o actividad de la microbiota intestinal
confiriendo beneficios tanto para la salud como para el
bienestar del individuo”.
¿Qué es un prebiótico?
• Food and Agriculture Organization (FAO) y la International
Scientific Association for Probiotics and Prebiotics (ISAPP)
(2008): “ingredientes alimentarios que al ser fermentados
selectivamente producen cambios específicos en la
composición y/o actividad de la microbiota gastrointestinal
confiriendo beneficios en la salud del individuo”.
4. Enfermedades transmitidas por los alimentos
Infecciones alimentarias: Salmonella, Shigella, Yersinia, Vibrio….
Intoxicaciones alimentarias: Bacillus, Clostridium, Staphylococcus
1.- Bacterianas
3.-Virus
2.- Hongos productores de micotoxinas
PÉRDIDAS ECONÓMICAS DEBIDAS A LOS PRINCIPALES AGENTES BACTERIANOS DE CONTAMINACIÓN ALIMENTARIA
Salmonella (excluyendo S. typhi) 3.991.000.000
Staphyloccocus aureus 1.516.000.000
Listeria monocytogenes 313.000.000
156.000.000Campylobacter spp.
Escherichia coli (excluyendo O157:H7) 139.000.000
123.000.000Clostridium perfringens
Yersinia enterocolitica 109.000.000
84.000.000Echerichia coli O157:H7
Shigella
37.000.000
63.000.000
Vibrio vulnificus
Bacillus cereus 36.000.000
Otras bacterias 123.000.000
Total 6.777.000.000
Aplicaciones industriales de las bacterias del ácido láctico
5. El papel de los microorganismos en la producción de alimentos
Leches fermentadas
1.- Yogur
Lactobacillus delbrueckii ssp.bulgaricus
Streptococcus thermophilus
2.- Yogur acidófilo
L. delbrueckii ssp. bulgaricus
Streptococcus thermophilus
L. acidophilus y/o Bifidobacterium bifidum
5.- Yakult
L. delbrueckii ssp. bulgaricus
4.- Leche acidófila
3.- Leche búlgara
L. acidophilus
L. casei; B. bifidum
6.- Kefir
Lactobacillus kefir
Candida kefir
Concentración de la leche
Pasteurización y Homogenización
Adición de sabores
o frutas
Adición de sabores o frutas
Envasado
Envasado
Fermentación
Fermentación
Enfriado en el
envase
Enfriado
Refrigeración Refrigeración
Batido
Lactobacillus delbrueckii
Streptococcus thermophilus
Tipo firme Tipo batido
Elaboración del yogur
Preparación de la
leche:
-Pasteurización
-Homogenización
Cultivos iniciadores:
-Lactococcus-Lactobacillus-Streptococcus-Leuconostoc
Coagulación Corte de la
cuajada
Molienda y salado
(para algunos tipos
de quesos)
Tratamiento de la cuajada
-Chedarización
-Cocimiento
-Lavado, etc.
DesueradoEscaldado
o cocinado
de la cuajada
SaladoPrensadoMoldeado
Maduración:-Hongos
-Propionibacterias
-Brevibacterias
Elaboración del queso
Embutidos secos
Productos cárnicos fermentados
Lactobacillus plantarum
L. acidophilus
L. casei
Pediococcus cerevisiae
P. acidilactici
P. pentosaceus
Embutidos ahumados/
curados semisecos
Productos vegetales fermentados
Leuconostoc mesenteroides
Lactobacillus brevis
Pediococcus cerevisiae
Lactobacillus plantarum
Col fermentada
(sauerkraut)
Aceitunas
Pepinillos
Otros microorganismos implicados en la
producción de alimentos
Saccharomyces cerevisiae:
Acetobacter, Gluconobacter Aspergillus niger