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5.1. MICROBIOLOGA DE LOS CEREALES Y SUS PRODUCTOS

5.1.1. MICROORGANISMOS MAS COMUNES EN CEREALES Y SUS PRODUCTOS (ENFERMEDADES OCASIONADAS).

Entre los cereales mas conocidos podemos encontrar a: avena, cebada, maz, sorgo, trigo y arroz. En los que se derivan algunas harinas, alimento forrajero, pan, etc.

Cuando el cereal se consume tras quitarle las cubiertas y el germen, se denomina cereal refinado. Cuando se procesa sin quitarle las cubiertas, el producto resultante se denomina integral.

MICROORGANISMOS MAS COMUNES EN CEREALES Y SUS PRODUCTOS (ENFERMEDADES OCASIONADAS).

El deterioro de los granos es causado por tres tipos de microorganismos: hongos, bacterias y levaduras.

ARROZ

Enfermedades que padecen los arrozales, la ms temible es la Pericularia oryzae, originada por un hongo microscpico. El micelio del hongo produce una sustancia txica conocida como pericularina, que inhibe el crecimiento de los tejidos y los desorganiza.

AVENA

A la avena le ataca el carbn vestido (Ustilago levis o avenae), del que diremos que se comporta de un modo parecido al tizn del trigo (T. caries). CEBADA

La cebada sufre los ataques de los hempteros Aelia y Eurygaster (paulilla, paulilln, sampedrito, etc.).

Los nematodos tambin perjudican los cultivos de la cebada, sobre todo en aos de otoos poco lluviosos.

La roya de la hoja (Puccinia recondita) es un parsito moderado de la cebada. CENTENO

Al centeno tambin le atacan los cfidos (Cephus pygmaeus y Trachelus tabidus). Pocas veces lo hace el Mayetiola destructor. En cambio, s puede ser afectado por los nematodos.

En las espigas se desarrollan una especie de cuernecillos de 1 a 6 cm de largo y 2 3 mm de grueso, que son el esclerocio del hongo que sirve para perpetuarlo. Este cornezuelo sustituye uno o varios granos de centeno. MAIZGusanos de alambre: Los gusanos de alambre (Agriotes lineatus) son tambin conocidos por otros nombres, tales como doradillos o alfilerillos. Se conocen con este nombre las larvas de unos colepteros de la familia Elatridos. Su piel est muy endurecida y unos anillos se encajan en otros, teniendo estas larvas una forma rgida, de donde les viene el nombre.Gusanos blancos: Se conocen con el nombre de gusanos blancos varias larvas de Escarabeidos que viven bajo tierra y se alimentan de races (Anoxia villosa, Melolontha melolontha y Tropinota hirta). TRIGO

Hetrodera Avenae:El trigo y los dems cereales de invierno pueden verse afectados por varias especies de Nematodos entre la que destaca esta especie.Los ataques de Nematodos suelen presentarse en rodales, tomando las hojas del trigo un color atabacado. Los ataques pueden confundirse con el pulgn de raiz o con encharcamientos, pues los sntomas son parecidos.

DAOS OCASIONADOS Y CONTROL DE LOS MICROORGANISMOS EN CEREALES Y SUS PRODUCTOS.

Los granos y las semillas tambin son vulnerables a los microorganismos, especialmente, si no se almacenan a una baja humedad. El desarrollo de los microorganismos depende de una adecuada humedad en el aire y la semilla. Si hay humedad disponible la rapidez del proceso de deterioro por los microorganismos aumenta destruyendo la fuente de alimento.Sus efectos son claros, decoloran el grano, producen malos sabores y olores, aumentan la temperatura, reducen la germinacin, producen semillas arrugadas y en algunos casos hasta toxinas.

HONGOS

Son los microorganismos ms importantes en el grano. Son aerbicos (necesitan oxgeno para vivir). Se reproducen por medio de esporas que bajo condiciones climticas apropiadas producen estructuras filamentosas llamadas hifas. Las hifas penetran la cubierta del grano, avanzan hasta llegar al embrin. Las esporas son muy resistentes a condiciones adversas como fro, calor, sequedad y falta de nutrientes. Los hongos pueden llegar a sobrevivir meses y aos como esporas.

Los granos pueden ser invadidos por hongos durante la formacin en la planta, durante su cosecha, transporte, acondicionamiento y almacenamiento. Debido a las condiciones ambientales en las cuales se desarrollan los hongos se han clasificado en hongos de campo y hongos de almacn.

Los gneros ms comunes de hongos de campo son: Alternaria, Fusarium, Diplodia, Cladosporium y Mucor, pero tambin se encuentran Helminsthosporium, Curvularia y Phoma. Las esporas son transportadas por el aire o travs del suelo. Su existencia vara de acuerdo al cultivo, localidad, sistema de cosecha, y condiciones ambientales. En general, el microclima alrededor del grano posee condiciones de humedad suficientes para su desarrollo.

DAOS - Las plantas que provienen de semillas enfermizas y dbiles.

- Semillas arrugadas, mal formadas o avellanadas - Algunas veces se detectan cambios de coloracin y el embrin puede morir - Unas pocas especies pueden producir micotoxinas bajo condiciones especialesLos hongos de almacn infestan la semilla o el grano durante el almacenamiento. No daan el grano antes de la cosecha, con la excepcin de Aspergillus flavus que ha sido reportado en mazorcas de maz en el campo. Los hongos de almacn pueden encontrarse en toda clase de granos y sus derivados. La presencia de materiales extraos, granos daados o quebrados, otras especies de granos, malezas partculas del suelo e insectos vivos o muertos pueden propiciar el desarrollo rpido de hongos.

Las especies ms importantes provienen de los gneros Aspergillus y Penicillium

Hongos

AspergillusRestrictus

A. glaucus

A. candidus

A. ochraceus

A. flavus

Penicillum spp.

BACTERIASDentro de los daos causados se encuentra la produccin de potentes toxinas causantes de diarreas e intoxicaciones. La germinacin de semilla es destruida, la temperatura dentro del grano llega a niveles tan altos que ocasiona la combustin del producto. Granos con menos del 30% de contenido de humedad no estn expuestos al crecimiento de bacterias.

DAOS

- El mal olor y sabor es comn, pero no siempre se presenta.- Decoloracin del grano, mala o poca germinacin de la semilla.- La humedad del producto puede cambiar.L- Algunas especies pueden producir micotoxinas causantes de cncer, abortos y otros males (ver folleto de "microorganismos")- La calidad nutricional y digestibilidad del grano es reducida.- El calentamiento ocurre en la etapa final del deterioro.- Si el grano est mojado el desmejoramiento total puede ocurrir rpidamente.

LEVADURASAsociados al proceso de fermentacin. Bajo condiciones de poco o ningn oxgeno, las levaduras metabolizan azcar para formar alcohol. Este proceso ha sido usado por miles de aos para producir bebidas alcohlicas utilizando granos y otros productos vegetales. Usualmente, las levaduras no causan ningn dao en el grano almacenado. Sin embargo, se encuentran siempre presentes en el ambiente y fermentarn el grano si las condiciones son apropiadas.

FUENTES DOCUMENTALES

http://www.ivu.org/spanish/trans/vrg-grains.htmlhttp://www.nacom.es/Saludalia/web_saludalia/vivir_sano/doc/nutricion/doc/cereales.htm#Indicehttp://canales.laverdad.es/canalagro/datos/herbaceos/cereales/cereales.htmhttp://www.terra.es/alimentacion/articulo/html/ali22.htmHongos, Bacterias, Levaduras y Micotoxinas en los CerealesLos microorganismos (mohos u hongos, levaduras y bacterias) causan considerables efectos nocivos a los alimentos en almacenamiento. La presencia de microorganismos en los alimentos da por resultado cambios que llevan a reducirlos y descomponerlos, alterando las cualidades nutricionales y gustativas y en algunos casos, a causa de la presencia de microorganismos, los alimentos pueden volverse txicos al hombre y animales.

La presencia de humedad y mohos puede resultar en el deterioro de envases y el derrame de los productos alimenticios almacenados, hacindose difcil su manejo. Tambin las esporas pendientes en ambientes cerrados pueden afectar la salud humana al aspirarse, causando enfermedades de la garganta y pulmones y tambin los productos deteriorados por microorganismos adems de la prdida de la calidad de los productos, provocan una prdida econmica, porque en todos los casos, los hongos o mohos, por ejemplo, adems de daar los alimentos, disminuyen su calidad y reducen los precios (USDA, 1973).

Por otra parte, los daos que los hongos causan a los granos en almacenamiento, tambin pueden resultar en disminucin de la germinabilidad, decoloracin de algunos o todos los granos, calentamiento, enmohecimiento y tambin cambios bioqumicos, por lo que tales granos son inadecuados para uso industrial (molinera, extraccin de aceites, etc.) y para consumo humano y animal.

Algunos hongos producen sustancias llamadas micotoxinas, que son dainas para el ganado y las aves de corral. La aflatoxina es uno de esos tipos de micotoxinas.

Para reconocer las especies que causan daos es necesario tener una experiencia considerable y suficiente informacin; sin embargo, es importante distinguir algunos de los tipos principales de daos y los microorganismos asociados. Las distinciones entre organismos se hacen con base en sus diferencias de estructuras (morfologa), de su crecimiento y reproduccin (biologa) y de sus propiedades deteriorantes (fisiologa) (Jobber y Jamieson, 1974). La clasificacin basada en estas caractersticas, agrupa a los microorganismos que ocasionan daos a los alimentos almacenados en categoras conocidas como bacterias, mohos y levaduras.

Las Bacterias son los microorganismos ms pequeos y los ms primitivos asociados a la descomposicin de los alimentos. Son quiz el grupo ms importante de los organismos que descomponen alimentos elaborados. Su forma y estructura son la base para su clasificacin; algunas poseen flagelos y otras estn encapsuladas, lo que las hace resistentes al calor y a los venenos qumicos; el rasgo ms importante en algunas especies es la produccin de esporas y las enzimas segregadas con el fin de desdoblar los alimentos para su absorcin; oxidan, hidrolizan, fermentan y pudren los alimentos degradndolos. Estas caractersticas ms la capacidad de sobrevivir a calores o fros extremos y altas concentraciones de sal y azcar y llevar a cabo funciones fisiolgicas especializadas, las hacen un grupo importante (Fig. 41).

Los hongos crecen en condiciones favorables de nutrientes para formar molculas de protenas y ADN. Casi todos los productos alimenticios contienen los nutrientes que sirven de substrato para el desarrollo de hongos, adems de la humedad y temperatura adecuadas, siendo la humedad el factor principal que regula el crecimiento del hongo y la ulterior formacin de micotoxinas.

Los hongos son considerados saprofitos y parsitos facultativos, sin embargo, las inadecuadas prcticas de almacenamiento pueden contribuir a que los hongos se vuelvan patgenos. Los hongos que invaden a los granos en el campo se conocen como hongos de campo y los que invaden el grano despus de la cosecha se les llama hongos de almacn. Los hongos de campo invaden la semilla durante su formacin; los hongos de almacn crecen en granos y alimentos almacenados en bodegas con una humedad relativa mayor al 70% y temperaturas de 20 a 25 C. Durante su desarrollo pueden tambin causar otros tipos de daos como prdida de germinacin, oscurecimiento, calentamiento, apelmazamiento, compactacin y produccin de toxinas, siendo los principales gneros: Aspergillus, Penicillium y Fusarium. Los granos son almacenados mientras son trasladados a vagones, barcos, almacenes o molinos. Son previamente secados, la desecacin a 40 - 50C destruye las bacterias y los hongos en proporcin a la temperatura y tratamiento recibido. Los hongos de campo que sobreviven al secamiento, durante el almacenamiento son viables y se reactivan en meses. El polvo que se forma cuando el grano se mueve es foco de esporas de hongos de almacn en el ambiente del almacn, bodegas y molinos.

COMO CONTROLARLO

Lo mejor es mantener secos los granos y proveerlos de una buena ventilacin en el almacn, la cual previene la condensacin, reduce y equilibra la temperatura y evita el calentamiento. La fumigacin tambin contribuye a mantener limpios los granos (Hernndez y Prez, 1999).

HONGOS MAS COMUNES

Entre los hongos que Jobber y Jamieson (1975) mencionan estn los mohos del pan de la Subclase Zigomycetes de la Clase Figomycetes, as como el gnero Rhyzopus (Fig. 44), que produce pudriciones en frutas y hortalizas secas y cereales almacenados y el gnero Mucor que adems de contaminar productos almacenados y azucarados, la especie M. pusillus es patgeno pulmonar para el hombre. Entre los hongos imperfectos (Deuteromycetes) se encuentran especies de hongos que pertenecen al gnero Aspergillus (Fig. 42) y atacan diversos productos como pescado seco, leche condensada, cereales, quesos y hasta materiales de envasado. A. fumigates produce esporas que cuando se aspiran producen enfermedades pulmonares. Otras especies del gnero Penicillium (Fig. 43), que al igual que Aspergillus atacan muchos alimentos y cereales almacenados y producen toxinas y tambin Sclerotium spp. atacan races cosechadas, frutas secas comestibles, semillas oleaginosas y hasta embalajes de madera.

LEVADURAS

Las levaduras forman colonias de clulas sueltas; algunas especies estn compuestas de clulas alargadas formando cadenas y otras forman pedazos cortos de micelio. La mayora de las levaduras prefieren para crecer fuentes de carbohidratos tales como cereales, compotas, frutas y leche condensada, oxidando o haciendo fermentar los alimentos. De acuerdo a Jobber y Jamieson (1975) las levaduras se clasifican en dos grupos principales, la familia Endomycetaceae o verdaderas levaduras (Fig. 46), y la familia Cryptococcaceae o falsas levaduras, (Fig. 47). Las primeras forman esporas de origen sexual (ascosporas) dentro de determinadas clulas de la colonia, mientras que las falsas levaduras no tienen fase sexual; algunas de las especies proliferan por gemacin y otras por fragmentacin del micelio.

Entre las falsas levaduras Jobber y Jamieson (1975) mencionan a Torula spp. que fermenta entre otros alimentos a la leche condensada; Candida spp. deteriora los granos y fruta desecada en almacenamiento; adems, C. albicans puede causar infecciones en la garganta en el hombre y otros animales.

MICOTOXINAS

Las micotoxinas son producto de la actividad metablica de los mohos (metabolitos de mohos) y son agentes qumicos o mezclas de agentes qumicos especficos. El crecimiento de mohos producto de la desecacin y almacenamiento de alimentos da origen a la descomposicin del producto y formacin de venenos que son txicos a aves de corral, animales de granja, peces y hasta el hombre; estos venenos son las micotoxinas.

Jubber y Jamieson (1975) clasifican las micotoxinas en forma artificiosa en hepatotoxinas o venenos del hgado, siendo las aflatoxinas los principales txicos de Aspergillus flavus y son carcingenos; las nefrotoxinas o venenos del rin, entre los que estn la citrinina, un metabolito de Penicillium citrinum; neurotoxinas o venenos del cerebro y del sistema nervioso central entre las que se encuentra la patulina, una sustancia de Penicillium patulum, y venenos dermatxicos fotodinmicos.

Por su parte, Hernndez y Prez (1999) dicen que los granos y las semillas son invadidos por diversos hongos en el almacn, la bodega, el silo y las trojas. Presentan en el Cuadro 5 un grupo de hongos y micotoxinas asociados a productos agrcolas.

MICOTOXINAS MAS COMUNES EN LOS CEREALES

Las micotoxinas ms comunes y las de mayor inters en los alimentos balanceados y alimentos para consumo humano son entre otras: aflatoxinas, zearalenona, vomitoxina, patulina, cido peniclico, citrinina, cido ciclopraznico, esterigmatocistina, altemaroides, alcaloides de la ergotamina, fumonisinas, ochratoxina A y tricotecenos de las cuales se han identificado 148 entre ellas dioxidivalenol, diacetoxicipenol, toxino T=2 y moalenol (Hernndez y Prez, 1999).

CUADRO 5Hongos tpicos y micotoxinas asociadas con diversos productos agrcolasHongosMicotoxinasLocalizacin

Aspergillus flavusA. parasiticusAflatoxinaCacahuate, harina, nuez del Brasil, arroz, trigo, avena y cebada

Fusarium graminariumF. roseumF. moniliformeF. oxysporumF. tricinctumZearalenonaVarios granos

F. avenaceumF. culmorumF. equisetiF. graminariumF. poaeF. moniliformeTricotecenosVarios granos

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Desde hace muchos aos se sabe que ciertos granos enteros (trigo, centeno, cebada, farro y tal vez la avena) son la causa de la enfermedad celaca. Esta enfermedad del tracto intestinal puede tener una sintomatologa leve que va desde flatulencia hasta una sintomatologa que amenaza la vida como es la mala absorcin y la mala nutricin. Esta enfermedad celaca es prevenible y tratable al eliminar todos los granos mencionados de la dieta. Se recomienda una dieta sin gluten, usando alimentos que en forma natural son libres de gluten como el arroz y el maz, segn la sensibilidad.

En los ltimos 30 aos los investigadores han demostrado que las protenas ofensivas en estos granos de cereales (gliadina del trigo, secalina del centeno y la hordena de la cebada) pueden causar sntomas y a veces hasta enfermedades serias en casi cualquier rea del cuerpo e inclusive en aquellas reas que no involucran al tracto intestinal en lo absoluto. A estos problemas frecuentemente se les llama enfermedades y sntomas de sensibilidad no celaca al gluten o a veces tambin se le llama simplemente sensibilidad al gluten. Es muy importante recordar que esta palabra no est limitada nicamente a la enfermedad celaca sino que tambin incluye aquellos problemas causados por la sensibilidad a las protenas de subfraccin de los granos tales como la gliadina y las gluteninas (Nutrition and the M.D., Vol. 28, No. 5, May 2002, pag. 5).

En un estudio publicado en Lancet, el investigador seala que muchas enfermedades autoinmunes comparten un marcador gentico comn llamado "HLA-B8" mucho ms comnmente de lo que se esperara al azar. Algunas de las enfermedades ligadas con este marcador gentico son; enfermedad de Addison, anemia autoinmune hemoltica, enfermedad celaca, asma infantil, hepatitis crnica autoinmune, dermatitis herpetiformis, enfermedad de Graves, diabetes mellitus tipo 1, lupus eritematoso sistmico, miastenia gravis, anemia perniciosa, polimialgia reumtica, esclerodermia, sndrome de Sjogren, tirocoxicoxis, colitis ulcerativa y vitligo ("H gene theory of inherited autoimmune disease." Lancet 1980; 1(8165): 396-8).

Los resultados han sido extraordinarios comparados con los tratamientos convencionales. Aunque no todo mundo se ha curado de estas enfermedades ligadas al HLA-B8, un alto porcentaje de ellas ha tenido una mejora marcada e inclusive una remisin completa. La excepcin ha sido la diabetes tipo 1 establecida, donde las clulas del islote pancretico ya han sido destruidas y no pueden regenerarse an con una dieta libre de gluten y el tratamiento con insulina debe de continuarse. Pero sin la eliminacin permanente de los granos con gluten el resto del programa nutricional no funcionar tan bien como en cualquiera de estos problemas.

Otros problemas que hemos visto que estn relacionados con el consumo excesivo o debido a la sensibilidad al gluten son, obesidad, enfermedad cardiaca, algunos tipos de cncer, dolor crnico, osteoporosis, fatiga, esquizofrenia, dficit de atencin y otras enfermedades mentales.

La enfermedad celiaca aparece en algunas personas como consecuencia de una intolerancia al gluten. Esta enfermedad se desarrolla en el intestino delgado y se manifiesta con trastornos digestivos de mayor o menor sveridad:

Diarreas

Vmitos

Dolor abdominal

Falta de apetito

Acumulacin de agua y de gases

Y en los nios (prdidas de peso y retraso en el crecimiento).

Lo que hace que est trastorno ocurra es la falta de la enzima cuya funcin es descomponer el gluten para hacer posible su asimilacin.

A pesar de que los lpidos se encuentran en los cereales en baja proporcin, tambin tienen importancia debido a que se los considera de excelente calidad diettica.

Lo lpidos estn formados por cidos grasos insaturados, y en menor proporcin por saturados.