Microbiología de la leche y sus productos Dra. Keiko Shirai

La leche es una mezcla de sustancias definidas en las que se distinguen tres estados: emulsión de materia grasa bajo forma globular suspensión de la caseína, ligada a sales minerales solución o fase hídrica que forma el medio general continuo Composición Agua 87% Lactosa 4.9% Lípidos 3.7% Proteínas 3.5% Minerales 0.7% Todas las vitaminas Aw > 0.98 pH 6.6

Sodium caseinate A protein-based additive extracted from milk and used to stabilize the fat in an emulsion. Scale=50 µ, Size=110 KB (SEM http://sci.agr.ca/crda/indust/microscope_e.htm)

Fuentes de contaminación 1.- Infección inicial 2.- Ambiente 3.- El estado del animal 4.- El estado del ordeñador 5.- Utensilios y máquinas 6.- Calidad del agua

Principales grupos de microorganismos que se encuentran en la leche Lácticas Micrococos Gram positivas   Estafilococos Bacterias Esporulados Diversas                         Enterobacterias Gram negativas  Acromobacterias Diversas Micobacterias Levaduras Hongos

Micrococos

Esporulados

Gram positivas diversas Corynebacterium C. bovis C. diphteriae Corynebacterium diphteriae.

Gram positivas diversas… Bacterias propiónicas Propionibacterium freudenreichii

Gram positivas diversas Brevibacterium Brevibacterium linens Brevibacterium linens

Enterobacterias Importancia: Higiénico. Tecnológico.

Enterobacterias Escherichia E. coli

Acromobacterias Alcaligenes Flavobacterium

Gram negativas diversas Pseudomonas Pseudomonas fluorescens

Gram negativas diversas Brucella abortus

Gram negativas diversas Micobacterias Mycobacterium tuberculosis Ciclo de transmisión de Mycobacterium bovis entre ganado y humanos. El grosor de las flechas sugiere la probabilidad de infección.

Modificaciones en leche debido a microorganismos

Lactosa

(en % en peso de azúcar fermentado) Productos de fermentación obtenidos a partir de lactosa por diversos grupos microbianos. (en % en peso de azúcar fermentado) microorganismo láctico acético propiónico butírico succínico fórmico CO2 H2 etanol glicerol acetona bacterias lácticas a)homofermentativas b)heterofermentativas 96 40 ---- 5 ---- ---- ---- 19 ---- 18 ----- ---- enterobacterias E.coli Cloaca 50 ---- 10 ---- 0.5 5 12 40 0.5 0.5 11 15 ---- 8 bacterias propiónicas Propionibacterium arabinosus ---- 6 60 10 16 bacterias butíricas Clostridium butyricum 15 35 48 3 ----- levaduras Saccharomyces 50

Proteínas

Materias grasas Son hidrolizadas por lipasas microbianas

Acidificación

Coagulación sin acidificación y proteólisis Bacillus (B. cereus y B. subtilis). Bacterias no esporuladas Proteus, Pseudomonas, Serratia. Cocos. Streptococcus liquefaciens Bacillus cereus

Fermentaciones gaseosas Levaduras de la lactosa. Bacterias coliformes. Clostridios.

Fermentaciones viscosas Bacterias lácticas Streptococcus lactis var hollandicus, Lactobacillus casei y Lb. bulgaricus. Alcalígenes viscosus Aerobacter aerogenes y Staphilococcus cremoris viscosi

Producción de olores y sabores Rancidez. Pseudomonas (P. fluorescens, P. fragi) y Achromobacter (A. lipolyticum) Hongos Sabores Diversos A malta o cocido, Amargos, A papa, A sucio, Frutales, Butíricos

Producción de color Pseudomonas cyanogenes Azul Pseudomonas synxatha Amarillo Serratia marcescens      Rojo Torula glutinis              Rosa Levaduras                      Rosa, Rojo y Marrón Hongos                          Manchas de apariencia seca y colores diversos.

Calidad microbiológica de la leche

Métodos para determinar la calidad microbiológica Microflora total por cultivo Recuento directo al microscopio   Investigación de determinación de grupos microbianos Microorganismos termorresistentes Directos Indirectos

Microflora total por cultivo Las muestras de la leche se diluyen decimalmente y se inoculan en placas que contienen medio de cultivo como agar de cuenta estándar o triptona, se incuba de 2 a 3 días a 30°C y se cuentan colonias.  

Recuento directo al microscopio Método de Breed Se extiende de 0.01 a 0.05 ml de leche sobre un portaobjetos en un espacio de 1 a 4 cm2; se seca, se desengrasa con xilol, se fija con alcohol y se tiñe con azul de metileno al 0.3%.

Investigación de determinación de grupos microbianos Bacterias coliformes Se utilizan medios selectivos que contienen sales biliares: caldo verde brillante, agar desoxicolato. Otra técnica es la de "bacto-strip", consiste en tiras de papel impregnadas con medios de cultivo selectivo y un indicador. Las tiras se empapan con la leche y se incuban a 37°C.

Microorganismos termo resistentes La muestra se mantiene a 63°C durante 30 minutos y se efectúa la siembra sobre medios de cultivo, se incuba y se cuentan colonias. Bacterias esporuladas anaerobias, productoras de gas. La leche se calienta a 85°C durante 10 minutos en un tubo de ensayo con un trozo de parafina; sobreviviendo las esporas. Tras enfriamiento la parafina se solidifica en la superficie. Se incuba a 37°C se detecta la presencia de bacterias esporuladas por la producción de gas que levanta el tapón de parafina.

Acidez y pH

Prueba del alcohol Se mezclan partes iguales de leche y etanol 68° GL. El resultado será positivo cuando se aprecia floculación, o negativo en ausencia de esta. Existe una buena correspondencia entre esta prueba y la estabilidad de la suspensión coloidal que depende de la acidificación de la leche o bien por un alto contenido de calcio.

Prueba de ebullición La leche se calienta en baño maría durante 5 minutos, se observa coagulación (resultado positivo) o ausencia de esta (resultado negativo).

Lactofermentación La leche se incuba de 30 a 37°C en un tubo estéril, durante 12 a 24 horas. La leche es de buena calidad sino coagula antés de 12 horas. El aspecto del cóagulo después de 24 horas permite deducir la actividad microbiana. Si es homogéneo y gelatinoso indica fermentación homolactica; si es esponjoso con burbujas de gas indica posible presencia de coliformes.

Prueba de la filtración

Pasteurización Definición Condiciones de Pasteurización Temperatura Tiempo Objetivos de la Pasteurización Microorganismos que resisten la Pasteurización

Tipos de Pasteurización Baja Alta Relámpago

Baja

Alta

Esterilización Definición Tipos de Esterilización       Clásico         UHT

Productos lácteos

Leche evaporada Composición % Entera Descremada Agua 66 68.5 Materias grasas 10 0.5 Materias nitrogenadas 9 12 Lactosa 13 16 Minerales 3 Aw 0.93-0.98  

Presentaciones Estéril UHT

Responsables de alteraciones Enzimas, bacterias termóduricas

Leche condensada azucarada Composición Agua 26% M.grasas  9% M. nitrogenadas Lactosa 12% Sacarosa 41% Minerales  2% Aw 0.85 a 0.90

Responsables de alteraciones Hongos Levaduras

Leche en polvo Composición % Entera Descremada Agua 4 5 M. grasas 26 1.5 M.nitrogenadas 27 34 Lactosa 37 50 Minerales 6 8 Baja Aw Vida de anaquel 2 a 3 años.

Responsables de alteraciones Hongos Levaduras

Leches fermentadas Yogurt Definición Composición Aw alta pH 4 a 4.5

Responsables de alteraciones Levaduras, vida de anaquel limitada por enzimas de bacterias lácticas.

Kefir

Crema Definición Media Crema 20 a 30% grasa butírica

La materia prima, crema de leche, es obtenida de la estandarización del contenido graso de la leche fresca. Una vez normalizada, es enviada desde el sector Recibo y Tratamiento de materia prima a la planta de Productos Frescos, mediante un camión cisterna térmico (1). La crema es descargada en un tanque de recepción (2), desde donde es bombeada hacia el pasteurizador para su tratamiento térmico (3). A continuación, la crema es enviada al equipo desodorizador (4) donde se elimina cualquier aroma indeseable. Luego, es nuevamente remitida al pasteurizador para completar su proceso enfriándose a la temperatura de envasado y es dirigida al tanque pulmón (5). Desde allí se alimenta a la línea de envasado (6) donde el producto se fracciona en sus distintas presentaciones.

Composición % Fluída Media Espesa Grasa 29 35 50 Materias no grasas 6.5 6 4.5 Agua 64.5 59 45.5 Aw alta

Responsables de alteraciones Bacterias lácticas, pueden crecer patógenos exceptuando cremas ácidas.

Mantequilla Composición Materia grasa 82% Materia no grasa 2% Agua 16% Aw baja

Responsables de alteraciones Hongos y levaduras lipolíticas

Quesos Definición Frescos Madurados

Elaboración de queso

Responsables de alteraciones