Supervivencia de microorganismos en los alimentos Q.B.P María Eugenia Alarcón S

INTRODUCCIÓN  Los microorganismos son los seres con mayores ventajas de adaptación por su organización sencilla.  Bajo ciertas condiciones las adaptaciones fisiológicas pueden transformarse en genéticas, Ej. Presencia continua de antibióticos induce a la permanencia de los microorganismos que poseen el plásmido que media su resistencia. Adaptación genética: La presencia de diversos factores provoca modificación en la constitución genética de los microorganismos y permite la continuidad de los nuevos rasgos genéticos que ofrezcan mayor competitividad. Estos caracteres se heredan de generación en generación. Adaptación fisiológica: Cambio temporal del organismo mientras prevalece determinado factor ambiental. El organismo vuelve a su estado normal cuando este factor desaparece.

INTRODUCCIÓN  Entender mecanismos por los cuales los microorganismos son resistentes a tratamientos convencionales.  Los microorganismos, en especial los formadores de esporas, presentan un gran reto para la industria de los alimentos.  Desarrollo de tecnologías eficientes en la eliminación de esporas.

Las Esporas Son estructuras especiales inactivas, resistentes a situaciones estresantes como calor, desecación, radiación, ácidos o químicos. Resisten temperaturas de mas de 100 C durante largos periodos de tiempo sin ser destruidas. Implican cambios rápidos en la expresión de genes que alteran el fenotipo. El genoma bacteriano es conservado de forma segura hasta que las condiciones ambientales mejoren. Géneros: Bacillus y Clostridium.

Proceso de Esporulación Etapa “cero”Crecimiento celular vegetativo normal Etapa IDivisión celular asimétrica, formación de preespora. Etapa IIPresentación del ADN Etapa IIIFormación de membranas interior y exterior. Etapa IVSíntesis de la corteza (peptidoglicano). Etapa VFormación de la capa. Etapa VIMaduración, capa mas densa. Etapa VIILisis de la célula madre y la liberación de la espora.

Estructura morfológica de las esporas Consta de 80 proteínas, resistencia a químicos y enzimas líticas, pero no al calor o radiación. Cubierta Esencial en la formación de las esporas. Membrana externa Se compone de peptidoglicano, esencial para reducción de agua. Corteza Formada de lípidos; relativa impermeabilidad, Membrana interior Contiene enzimas, ADN, ribosomas y ARNt; tres moléculas importantes para la resistencia: agua (27-55%), DPA (5-15%) y las SASP. Núcleo Gran estructura holgada; B. cereus. Exosporium

Factores de resistencia: I) Proteínas de la cubierta: reaccionan con los agentes químicos. II) Impermeabilidad de la membrana interna: restringe acceso a productos químicos. III) Protección de ADN por SASP SASP: proteínas pequeñas solubles, se asocian al ADN; resistencia a UV, formaldehido, ácido nitroso, peróxido de hidrogeno, osmorresistencia, calor. Además proporcionan aminoácidos para el inicio del crecimiento. IV) Activación de mecanismos de reparación del ADN.

Transición de espora a célula vegetativa:  Implica tres fases:  1. Activación: calor, pH, sustancias químicas; es reversible.  2. Germinación: proceso irreversible.  Germinantes: moléculas especificas en el ambiente que desencadenan la germinación.  Nutrientes específicos a los receptores germinantes de las esporas (GRS).  3. Crecimiento: son todos los eventos de desarrollo que tienen lugar después de la germinación:  Inicio metabolismo.  Síntesis de macromoléculas.  Emergencia: desprendimiento de capas exteriores de la espora.  Crecimiento de la célula.

Especies de Bacillus:  B. subtilis, B. cereus, B. licheniformis, B. pumilus se encuentran ampliamente difundidas en suelo, agua y vegetales.  Bacillus cereus: hierbas secas y especias.  Bacillus subtilis: pan y bollos   pan viscoso: las esporas que resisten a la cocción germinan y degradan la estructura interna produciendo una mucosidad  intoxicación.  Bacilos productores de toxinas: jugos y carne.

Especies de Clostridium:  C. frigidicarnis: carne de res  Esporas provenientes del suelo o de las pieles de animales, son tranferidos a la carne durante la matanza o procesamiento.  C. difficile: causa principal de infecciones intestinales nosocomiales.  C. botulinum: 30 ng de neurotoxina graves daños a la salud. Una estrategia potencial utilizada para tratar de eliminarlas es hacer germinar la endospora y luego aplicar algún método de procesamiento sobre la célula vegetativa, la cual es más sensible.

Tipos de esporas: La estrategia de provocar la germinación y luego inactivar las células vegetativas ha sido anulada NormoesporasTiempo de germinación normal. Sueperlatentes Germinan demasiado lento Sobreviven a los tratamientos para inactivar esporas germinadas Requieren de mezclas de nutrientes para germinar.

Métodos de inactivación de esporas:  Alta presión: reducción de microorganismos sin elevar temperatura, conserva características del alimento, hace germinar esporas superlatentes pero no las elimina.  Irradiación: dañan al ADN de la espora pero afectan la calidad nutricional del alimento.  Químicos: ácidos fuertes rompen membrana interior, químicos genotoxicos mutaciones de ADN (Ej. formaldehido, ácido nitroso)  Plasma: inactiva endosporas, destruyen ADN, volatizan compuestos de superficie, erosionan superficie por radicales libres.  Procesos de oxidación: genera radicales hidroxil e incluyen luz UV, dañan membrana interna, no hay estudios de aplicación en alimentos.

Conclusiones  Algunos métodos que reportan la eliminación de esporas de algunas especies bacterianas como B. subtilis y C. botulinum, muestran limitaciones en cuanto a su uso en diferentes tipos de alimentos y deberán probarse para verificar el impacto del proceso en el contenido de nutrientes y la calidad sensorial de estos.  Se debe continuar la investigación en esta área para tratar de comprender los mecanismos que generan la resistencia de los microorganismos con el fin de desarrollar o adaptar las metodologías para lograr su eliminación efectiva de los alimentos.

GRACIAS

Referencia Bibliográfica  Huesca, et. al., Métodos para la inactivación de esporas en alimentos. Departamento de Ingeniería Química, Alimentos y Ambiental. Universidad de las Américas Puebla., Cholula, Puebla. México.  Pirez. Mota Capitulo 2. Morfología y estructura bacteriana. Temas de Bacteriología y virología medica. Instituto de Higiene. Universidad de la Republica. Facultad de Medicina.  Palomino Introducción a la microbiología ambiental. Centro Panamericano de Ingeniería Sanitaria y Ciencias del Ambiente. p. 29,30. Lima, Perú.