Microbiología de los Alimentos Procesados Térmicamente CAPÍTULO 2.
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Food Food Processor’s Processor’s Institute Institute Microbiología de Microbiología de los Alimentos los Alimentos Procesados Procesados Térmicamente Térmicamente CAP CAP Í Í TULO 2 TULO 2
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Food Processor’s Food Processor’s
InstituteInstitute
Microbiología de los Microbiología de los Alimentos Alimentos
ProcesadosProcesadosTérmicamenteTérmicamente
CAPCAPÍÍTULO 2TULO 2
IntroducciónIntroducción
La microbiología es el estudio de La microbiología es el estudio de pequeños organismos vivos que pequeños organismos vivos que se pueden observar solo bajo el se pueden observar solo bajo el
microscopiomicroscopio
Food Processor’s InstituteFood Processor’s Institute
La Microbiología del La Microbiología del Procesamiento de Alimentos Procesamiento de Alimentos Appert - empezó procesando alimentos Appert - empezó procesando alimentos
para preservar para preservar Pasteur - demostró que microorganismos Pasteur - demostró que microorganismos
causan descomposición de alimentoscausan descomposición de alimentos Estudio de microbiología de alimentos que Estudio de microbiología de alimentos que
empezó en 1895 unió las dos ideasempezó en 1895 unió las dos ideas
Food Processor’s InstituteFood Processor’s Institute
Características y Características y Comportamiento de los Comportamiento de los
MicroorganismosMicroorganismos Alimentos no procesados contienen Alimentos no procesados contienen
microorganismosmicroorganismos Los microorganismos de importancia Los microorganismos de importancia
son bacterias, hongos y levadurasson bacterias, hongos y levaduras
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hongos
levadura bacteria
Fig. 1 Apariencia visual de hongos, levaduras y bacterias en cultivos (centro) y microscópicamente como unidades individuales.
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Clasificación de los Clasificación de los MicroorganismosMicroorganismos
Apariencia visual en crecimientos Apariencia visual en crecimientos masivos llamados coloniasmasivos llamados colonias
El material que usan de alimentoEl material que usan de alimento Productos resultantes de la Productos resultantes de la
descomposición de estos alimentosdescomposición de estos alimentos Su tolerancia al ambiente (oxígeno, Su tolerancia al ambiente (oxígeno,
temperatura, productos químicos, etc.)temperatura, productos químicos, etc.)
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Funciones Útiles de los Funciones Útiles de los MicroorganismosMicroorganismos
Producción de alimentos fermentadosProducción de alimentos fermentados Producción de agentes químicos útilesProducción de agentes químicos útiles Descomposición de materia orgánica Descomposición de materia orgánica
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Algunos Microorganismos Algunos Microorganismos Causan EnfermedadesCausan Enfermedades
Muy pocos son perjudiciales al hombreMuy pocos son perjudiciales al hombre Solo algunos pueden ser transmitidos a Solo algunos pueden ser transmitidos a
través de los alimentostravés de los alimentos
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Microorganismos de Microorganismos de Importancia en el Importancia en el
Procesamiento de AlimentosProcesamiento de Alimentos
HongosHongos LevadurasLevaduras BacteriaBacteria
Food Processor’s InstituteFood Processor’s Institute
Hongos
Levaduras
Bacterias
Fig. 2 Los microorganismos de importancia en la preservación de los alimentos.
HongosHongos Filamentos tubulares multicelulares Filamentos tubulares multicelulares Reproducción por medio de estructuras Reproducción por medio de estructuras
llamadas esporasllamadas esporas Mas grandes que las bacterias, y mas Mas grandes que las bacterias, y mas
largos que las levaduraslargos que las levaduras Ampliamente distribuidos en la naturalezaAmpliamente distribuidos en la naturaleza Sobreviven en amplia variedad de medios Sobreviven en amplia variedad de medios Mas tolerantes al frió que al calorMas tolerantes al frió que al calor
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HongosHongos
Pueden alterar el pH de los alimentos Pueden alterar el pH de los alimentos ácidos, eliminando las condiciones que ácidos, eliminando las condiciones que inhiben al inhiben al Clostridium botulinum Clostridium botulinum
La mayoría no resisten el calor La mayoría no resisten el calor AeróbicosAeróbicos
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LevadurasLevaduras Organismos unicelulares, generalmente Organismos unicelulares, generalmente
en forma ovoideen forma ovoide Mas pequeñas que los hongos, pero mas Mas pequeñas que los hongos, pero mas
grandes que las bacteriasgrandes que las bacterias Se reproducen por gemaciónSe reproducen por gemación Ampliamente distribuidos en la naturalezaAmpliamente distribuidos en la naturaleza Asociados con alimentos líquidos que Asociados con alimentos líquidos que
contienen azúcar y ácidocontienen azúcar y ácido Mas tolerantes al frió que al calorMas tolerantes al frió que al calor
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Hongos
Levaduras
Bacteria
Fig. 2 Los microorganismos de importancia en la preservación de los alimentos.
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LevadurasLevaduras
Poca resistencia al calorPoca resistencia al calor Producen alcohol y dióxido de carbono Producen alcohol y dióxido de carbono No representan un problema de salud No representan un problema de salud
publicapublica
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BacteriasBacterias
Mas importante y problemáticoMas importante y problemático Pueden excretar enzimas or toxinasPueden excretar enzimas or toxinas UnicelularesUnicelulares Existen en diversas formasExisten en diversas formas
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Hongos
Levaduras
Bacteria
Fig. 2 Los microorganismos de importancia en la preservación de los alimentos.
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Reproducción de las Reproducción de las Células BacterianasCélulas Bacterianas
Se reproducen por un proceso de Se reproducen por un proceso de división llamado fisióndivisión llamado fisión
Al incremento en número de bacterias Al incremento en número de bacterias se le conoce comúnmente como se le conoce comúnmente como “crecimiento”“crecimiento”
Bajo condiciones favorables, en Bajo condiciones favorables, en promedio una célula se divide cada 20-promedio una célula se divide cada 20-30 minutos30 minutos
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Fig. 3 Las bacterias se producen solo por división de las células individuales. Cando una célula esta lista para dividirse se agranda en tamaño y finalmente se forma una pared que separa la célula en dos células idénticas.
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Reproducción de una célula singular
1 4 16 1 billion
0 horas 1 hora 2 horas 15 horasAcumulación de bacterias en una banda
(recuentos por pulgada cuadrada de correa)
75,000 300,000 4,800,000
0 horas 1 hora 3 horas
Fig. 4 Crecimiento bacteriano potencial bajo condiciones favorables.
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Bacterias Formadoras Bacterias Formadoras de Esporasde Esporas
Algunas bacterias en forma de bastón Algunas bacterias en forma de bastón forman esporasforman esporas
Espora = forma de vida latenteEspora = forma de vida latente
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Fig. 5 De entre las diferentes bacterias formadoras de esporas, la espora formada puede variar en forma, tamaño y localización en la célula, pero su apariencia y localización son siempre especificas para cada tipo de organismo.
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Resistencia de las Resistencia de las Esporas al AmbienteEsporas al Ambiente
Las esporas son resistentes al calor, al Las esporas son resistentes al calor, al frió, y a los agentes químicosfrió, y a los agentes químicos
Las células vegetativas son menos Las células vegetativas son menos resistentes resistentes
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Fuentes de Organismos Fuentes de Organismos en los Alimentosen los Alimentos
La tierra y el agua de donde se obtienen los alimentos so las fuentes mas comunes de bacterias (células
vegetativas) y esporas (células latentes)
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Condiciones que Afectan el Condiciones que Afectan el Crecimiento de las BacteriasCrecimiento de las Bacterias
Requerimientos alimenticiosRequerimientos alimenticios– la presencia de alimentos es lo mas crítico la presencia de alimentos es lo mas crítico
para el crecimientopara el crecimiento
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Requerimientos de Requerimientos de HumedadHumedad
El grado de humedad y su disponibilidad en el alimento son
factores críticos para el crecimiento de las bacterias
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Requerimientos de OxígenoRequerimientos de Oxígeno
Aerobias - necesitan oxígeno para vivirAerobias - necesitan oxígeno para vivir Anaerobias - el oxígeno les impide Anaerobias - el oxígeno les impide
crecercrecer Anaerobias Facultativas - toleran la Anaerobias Facultativas - toleran la
presencia o ausencia de oxígenopresencia o ausencia de oxígeno
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Requerimientos de Requerimientos de TemperaturaTemperatura
Los nombres de los grupos están basados en la temperatura óptima para
crecimiento
Psicotrópicos (14-20°C)
Mesofílicos (30-37°C)
Termofílicos (50-66°C)
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El Grupo PsicotroficoEl Grupo Psicotrofico
Crecen mejor a 14-20°CCrecen mejor a 14-20°C Puede crecer lentamente a los 4°CPuede crecer lentamente a los 4°C Solamente Solamente C. botulinum C. botulinum Tipo E y sepas Tipo E y sepas
no proteolíticas de los Tipo B y F nos no proteolíticas de los Tipo B y F nos preocupan en alimentos procesadospreocupan en alimentos procesados
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El Grupo MesofílicoEl Grupo Mesofílico
Crece mejor a 30 a 37°CCrece mejor a 30 a 37°C Incluye a casi todos los Incluye a casi todos los
microorganismos que afectan la microorganismos que afectan la seguridad de alimentos (food safety)seguridad de alimentos (food safety)
C. botulinum - C. botulinum - formaforma e esporas - cae en sporas - cae en este grupoeste grupo
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El Grupo TermofílicoEl Grupo Termofílico
Termófilos obligados crecen mejor de Termófilos obligados crecen mejor de 50 a 66°C50 a 66°C
Las esporas tienen mucha resistencia Las esporas tienen mucha resistencia al caloral calor
No son bacterias de importancia para la No son bacterias de importancia para la salud publicasalud publica
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Deterioro BacterianoDeterioro Bacteriano
La mayoría de las bacterias producen La mayoría de las bacterias producen gasgas
Algunas producen ácido sin producción Algunas producen ácido sin producción de gasde gas
Indicadores de deterioro bacteriano
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Causas de Deterioro Causas de Deterioro BacterianoBacteriano
Deterioro incipienteDeterioro incipiente Contaminación luego del procesamientoContaminación luego del procesamiento Procesamiento térmico inadecuadoProcesamiento térmico inadecuado Deterioro termofílicoDeterioro termofílico
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Deterioro Incipiente Deterioro Incipiente Antes del ProcesamientoAntes del Procesamiento
Deterioro microbiano causado por demoras entre la operación de
sellado y el procesamiento térmico
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Contaminación Después Contaminación Después del Procesamientodel Procesamiento
Infiltración de microorganismos Infiltración de microorganismos Generalmente debido a sellos Generalmente debido a sellos
defectuosos, latas dañadas o agua de defectuosos, latas dañadas o agua de enfriamiento contaminadaenfriamiento contaminada
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Procesamiento Térmico Procesamiento Térmico InadecuadoInadecuado
El proceso está diseñado para destruir El proceso está diseñado para destruir a los microorganismos de importancia a los microorganismos de importancia para la salud publicapara la salud publica
El procesamiento térmico inadecuado, El procesamiento térmico inadecuado, puede causar serios problemas de puede causar serios problemas de salud publicasalud publica
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Deterioro TermofílicoDeterioro Termofílico
Las esporas son muy resistentes al Las esporas son muy resistentes al calorcalor
Los procesos para alimentos de baja Los procesos para alimentos de baja acidez no destruyen las esporas acidez no destruyen las esporas termofílicastermofílicas
Los productos se deben enfriar por Los productos se deben enfriar por debajo de 41°Cdebajo de 41°C
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BotulismoBotulismo
Una enfermedad causada cuando se Una enfermedad causada cuando se consume células vegetativas de consume células vegetativas de Clostridium botulinumClostridium botulinum que han crecido y que han crecido y producido toxinaproducido toxina
La toxina puede ser letalLa toxina puede ser letal C. botulinumC. botulinum se encuentra en tierra y se encuentra en tierra y
agua en todas partes del mundoagua en todas partes del mundo
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Clostridium botulinumClostridium botulinum
Anaeróbico, formador de esporasAnaeróbico, formador de esporas Esporas sobreviven condiciones Esporas sobreviven condiciones
desagradables como calor intensadesagradables como calor intensa Varios cepas y tiposVarios cepas y tipos
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Clostridium botulinumClostridium botulinum
Esporas se encuentran en todas partes, Esporas se encuentran en todas partes, pero pero solamente la forma vegetativa solamente la forma vegetativa produce toxinaproduce toxina
Algunas Algunas esporas sobrevivenesporas sobreviven 5-10 5-10 horas en agua hirviendo (100ºC)horas en agua hirviendo (100ºC)
La La toxina toxina nono es resistente es resistente al calor al calor
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Efecto del pH Efecto del pH en Crecimientoen Crecimiento
Esporas de Esporas de C. botulinumC. botulinum no germinarán no germinarán ni crecerán en alimentos con pH ni crecerán en alimentos con pH menoresmenores de 4.8 de 4.8
pH 4.6 es la línea divisora pH 4.6 es la línea divisora
Alimentos de acidez alta Alimentos de acidez bajapH 3.0 pH 4.6 pH 7.0
Pescado
Maíz Carne
Guisantes Espárragos
Espinaca
Habichuelas tiernasRemolachas
ZanahoriasBatata
TomatesAlbaricoques
Peras
Fresas
PiñaCerezas
Ciruelas Col Agria
Calor moderado Acido Calor moderado Alta Temperatura
Bacteria
(Celula vegetativa)Bacteria
(con espora)Bacteria
(Celula vegetativa)Bacteria
(con espora)
Se requiere calor moderado, ya que el acido inhibe las esporas
Se requiere alta temperatura para destruir las esporas
Figura 6. Influencia del pH del producto sobre el grado de procesamiento térmico
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Control de Bacterias por Control de Bacterias por medio de lamedio de la
Actividad de Agua (aActividad de Agua (aww)) Disponibilidad de agua es importante Disponibilidad de agua es importante
para el crecimiento de las bacteriaspara el crecimiento de las bacterias Se puede medir mediante la Se puede medir mediante la
determinación de la actividad de aguadeterminación de la actividad de agua Influenciado por la capacidad de los Influenciado por la capacidad de los
ingredientes de combinarse con el agua ingredientes de combinarse con el agua
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Metodos para Metodos para Determinar el aDeterminar el aww
Higrómetro eléctrico se usa para medir Higrómetro eléctrico se usa para medir humedad relativa de equilibrio humedad relativa de equilibrio
Instrumento para medición del punto de Instrumento para medición del punto de rocío también se usarocío también se usa
La mayoría de los alimentos tienen un La mayoría de los alimentos tienen un aaw w mayor de 0.95 y la mayoría de los mayor de 0.95 y la mayoría de los microorganismos crecerán por encima microorganismos crecerán por encima de este puntode este punto
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Fig. 7. Higrómetro con el sensor en un frasco con alimento, para medir la humedad relativa en equilibrio en el espacio de cabeza y el agua disponible para las bacterias en el alimento
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Fig. 8. Higrómetro con el sensor removido del frasco con alimento
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Actividad de Agua (aActividad de Agua (aww))
Las esporas de Las esporas de C. botulinum C. botulinum están están inhibidas a un ainhibidas a un aw w menos de 0.93 menos de 0.93
Si la actividad de agua es 0.85 o Si la actividad de agua es 0.85 o menos, no necesita proceso térmicomenos, no necesita proceso térmico
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Actividad de AguaActividad de Agua
Un factor crítico en el control de
actividad de agua es la capacidad
de los ingredientes de combinarse
con el agua
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Cuadro 1.Cuadro 1. Requerimientos Mínimos Requerimientos Mínimos de ade aww para el Crecimiento de los para el Crecimiento de los
MicroorganismosMicroorganismosHongos (e.g. Aspergillus) 0.75
Levaduras 0.88
C. botulinum 0.93
Staphylococcus aureus* 0.85
Salmonella 0.93
*Bacteria, no formadora de esporas, causante de contaminación en alimentos, se destruyen rápidamente con calor. Síntomas severos, pero rara vez muerte
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Sal y Actividad de AguaSal y Actividad de Agua
El crecimiento de las cepas de C.
botulinum están inhibidos a
concentraciones de sal mas de
10 por ciento
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Cuadro 2.Cuadro 2. Actividad de Agua de Actividad de Agua de Algunos Alimentos Comunes Algunos Alimentos Comunes
Alimento aw Queso de untar 0.95 Salsa de soya 0.80 Salsa de chocolate 0.83 Alimentos de humedad intermedia para animales
0.83
Mantequilla de maní – 15% humedad total
0.70
Leche en polvo - 8% Humedad total 0.70 Embutido de hígado 0.96 Salami 0.82
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Deterioro No MicrobianoDeterioro No Microbiano de Alimentos de Alimentos
Reacciones químicas que producen Reacciones químicas que producen hidrógeno gaseoso, el envase se infla, y hidrógeno gaseoso, el envase se infla, y puede causar perforaciones pequeñaspuede causar perforaciones pequeñas
Sobrellenado de envases dar la impresión Sobrellenado de envases dar la impresión de deterioro de deterioro
Sellar las latas con ningún o poco vacío Sellar las latas con ningún o poco vacío puede dar la impresión de deterioro.puede dar la impresión de deterioro.
Preguntas?Preguntas?
