Microbiología de los Alimentos Procesados Térmicamente CAPÍTULO 2 Microbiología de los Alimentos Procesados Térmicamente Food Processor’s Institute

Introducción La microbiología es el estudio de pequeños organismos vivos que se pueden observar solo bajo el microscopio

La Microbiología del Procesamiento de Alimentos Appert - empezó procesando alimentos para preservar Pasteur - demostró que microorganismos causan descomposición de alimentos Estudio de microbiología de alimentos que empezó en 1895 unió las dos ideas Food Processor’s Institute

Características y Comportamiento de los Microorganismos Alimentos no procesados contienen microorganismos Los microorganismos de importancia son bacterias, hongos y levaduras Food Processor’s Institute

Food Processor’s Institute hongos levadura bacteria Fig. 1 Apariencia visual de hongos, levaduras y bacterias en cultivos (centro) y microscópicamente como unidades individuales. Food Processor’s Institute

Clasificación de los Microorganismos Apariencia visual en crecimientos masivos llamados colonias El material que usan de alimento Productos resultantes de la descomposición de estos alimentos Su tolerancia al ambiente (oxígeno, temperatura, productos químicos, etc.) Food Processor’s Institute

Funciones Útiles de los Microorganismos Producción de alimentos fermentados Producción de agentes químicos útiles Descomposición de materia orgánica Food Processor’s Institute

Algunos Microorganismos Causan Enfermedades Muy pocos son perjudiciales al hombre Solo algunos pueden ser transmitidos a través de los alimentos Food Processor’s Institute

Microorganismos de Importancia en el Procesamiento de Alimentos Hongos Levaduras Bacteria Food Processor’s Institute

Food Processor’s Institute Hongos Levaduras Bacterias Fig. 2 Los microorganismos de importancia en la preservación de los alimentos. Food Processor’s Institute

Hongos Filamentos tubulares multicelulares Reproducción por medio de estructuras llamadas esporas Mas grandes que las bacterias, y mas largos que las levaduras Ampliamente distribuidos en la naturaleza Sobreviven en amplia variedad de medios Mas tolerantes al frió que al calor

Food Processor’s Institute Hongos Pueden alterar el pH de los alimentos ácidos, eliminando las condiciones que inhiben al Clostridium botulinum La mayoría no resisten el calor Aeróbicos Food Processor’s Institute

Food Processor’s Institute Levaduras Organismos unicelulares, generalmente en forma ovoide Mas pequeñas que los hongos, pero mas grandes que las bacterias Se reproducen por gemación Ampliamente distribuidos en la naturaleza Asociados con alimentos líquidos que contienen azúcar y ácido Mas tolerantes al frió que al calor Food Processor’s Institute

Food Processor’s Institute Hongos Levaduras Bacteria Fig. 2 Los microorganismos de importancia en la preservación de los alimentos. Food Processor’s Institute

Food Processor’s Institute Levaduras Poca resistencia al calor Producen alcohol y dióxido de carbono No representan un problema de salud publica Food Processor’s Institute

Food Processor’s Institute Bacterias Mas importante y problemático Pueden excretar enzimas or toxinas Unicelulares Existen en diversas formas Food Processor’s Institute

Food Processor’s Institute Hongos Levaduras Bacteria Fig. 2 Los microorganismos de importancia en la preservación de los alimentos. Food Processor’s Institute

Reproducción de las Células Bacterianas Se reproducen por un proceso de división llamado fisión Al incremento en número de bacterias se le conoce comúnmente como “crecimiento” Bajo condiciones favorables, en promedio una célula se divide cada 20-30 minutos Food Processor’s Institute

Food Processor’s Institute 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. Food Processor’s Institute

Food Processor’s Institute Reproducción de una célula singular 16 1 billion 1 4 0 horas 1 hora 2 horas 15 horas Acumulación 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. Food Processor’s Institute

Bacterias Formadoras de Esporas Algunas bacterias en forma de bastón forman esporas Espora = forma de vida latente Food Processor’s Institute

Food Processor’s Institute 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. Food Processor’s Institute

Resistencia de las Esporas al Ambiente Las esporas son resistentes al calor, al frió, y a los agentes químicos Las células vegetativas son menos resistentes Food Processor’s Institute

Fuentes de Organismos en 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) Food Processor’s Institute

Condiciones que Afectan el Crecimiento de las Bacterias Requerimientos alimenticios la presencia de alimentos es lo mas crítico para el crecimiento Food Processor’s Institute

Requerimientos de Humedad El grado de humedad y su disponibilidad en el alimento son factores críticos para el crecimiento de las bacterias Food Processor’s Institute

Requerimientos de Oxígeno Aerobias - necesitan oxígeno para vivir Anaerobias - el oxígeno les impide crecer Anaerobias Facultativas - toleran la presencia o ausencia de oxígeno Food Processor’s Institute

Requerimientos de Temperatura 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) Food Processor’s Institute

Food Processor’s Institute El Grupo Psicotrofico Crecen mejor a 14-20°C Puede crecer lentamente a los 4°C Solamente C. botulinum Tipo E y sepas no proteolíticas de los Tipo B y F nos preocupan en alimentos procesados Food Processor’s Institute

Food Processor’s Institute El Grupo Mesofílico Crece mejor a 30 a 37°C Incluye a casi todos los microorganismos que afectan la seguridad de alimentos (food safety) C. botulinum - forma esporas - cae en este grupo Food Processor’s Institute

Food Processor’s Institute El Grupo Termofílico Termófilos obligados crecen mejor de 50 a 66°C Las esporas tienen mucha resistencia al calor No son bacterias de importancia para la salud publica Food Processor’s Institute

Indicadores de deterioro bacteriano La mayoría de las bacterias producen gas Algunas producen ácido sin producción de gas Food Processor’s Institute

Causas de Deterioro Bacteriano Deterioro incipiente Contaminación luego del procesamiento Procesamiento térmico inadecuado Deterioro termofílico Food Processor’s Institute

Deterioro Incipiente Antes del Procesamiento Deterioro microbiano causado por demoras entre la operación de sellado y el procesamiento térmico Food Processor’s Institute

Contaminación Después del Procesamiento Infiltración de microorganismos Generalmente debido a sellos defectuosos, latas dañadas o agua de enfriamiento contaminada Food Processor’s Institute

Procesamiento Térmico Inadecuado El proceso está diseñado para destruir a los microorganismos de importancia para la salud publica El procesamiento térmico inadecuado, puede causar serios problemas de salud publica Food Processor’s Institute

Deterioro Termofílico Las esporas son muy resistentes al calor Los procesos para alimentos de baja acidez no destruyen las esporas termofílicas Los productos se deben enfriar por debajo de 41°C Food Processor’s Institute

Food Processor’s Institute Botulismo Una enfermedad causada cuando se consume células vegetativas de Clostridium botulinum que han crecido y producido toxina La toxina puede ser letal C. botulinum se encuentra en tierra y agua en todas partes del mundo Food Processor’s Institute

Clostridium botulinum Anaeróbico, formador de esporas Esporas sobreviven condiciones desagradables como calor intensa Varios cepas y tipos Food Processor’s Institute

Clostridium botulinum Esporas se encuentran en todas partes, pero solamente la forma vegetativa produce toxina Algunas esporas sobreviven 5-10 horas en agua hirviendo (100ºC) La toxina no es resistente al calor Food Processor’s Institute

Efecto del pH en Crecimiento Esporas de C. botulinum no germinarán ni crecerán en alimentos con pH menores de 4.8 pH 4.6 es la línea divisora Food Processor’s Institute

Se requiere calor moderado, ya que el acido inhibe las esporas Se requiere alta temperatura para destruir las esporas Calor moderado Acido Calor moderado Alta Temperatura Bacteria (Celula vegetativa) Bacteria (con espora) Bacteria (Celula vegetativa) Bacteria (con espora) Pescado Maíz Carne Guisantes Espárragos Espinaca Habichuelas tiernas Remolachas Zanahorias Batata Tomates Albaricoques Peras Piña Cerezas Ciruelas Col Agria Fresas pH 3.0 pH 4.6 pH 7.0 Alimentos de acidez alta Alimentos de acidez baja Figura 6. Influencia del pH del producto sobre el grado de procesamiento térmico

Control de Bacterias por medio de la Actividad de Agua (aw) Disponibilidad de agua es importante para el crecimiento de las bacterias Se puede medir mediante la determinación de la actividad de agua Influenciado por la capacidad de los ingredientes de combinarse con el agua Food Processor’s Institute

Metodos para Determinar el aw Higrómetro eléctrico se usa para medir humedad relativa de equilibrio Instrumento para medición del punto de rocío también se usa La mayoría de los alimentos tienen un aw mayor de 0.95 y la mayoría de los microorganismos crecerán por encima de este punto Food Processor’s Institute

Food Processor’s Institute 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 Food Processor’s Institute

Food Processor’s Institute Fig. 8. Higrómetro con el sensor removido del frasco con alimento Food Processor’s Institute

Food Processor’s Institute Actividad de Agua (aw) Las esporas de C. botulinum están inhibidas a un aw menos de 0.93 Si la actividad de agua es 0.85 o menos, no necesita proceso térmico Food Processor’s Institute

Food Processor’s Institute Actividad de Agua Un factor crítico en el control de actividad de agua es la capacidad de los ingredientes de combinarse con el agua Food Processor’s Institute

Food Processor’s Institute Cuadro 1. Requerimientos Mínimos de aw para el Crecimiento de los Microorganismos *Bacteria, no formadora de esporas, causante de contaminación en alimentos, se destruyen rápidamente con calor. Síntomas severos, pero rara vez muerte Food Processor’s Institute

Food Processor’s Institute Sal y Actividad de Agua El crecimiento de las cepas de C. botulinum están inhibidos a concentraciones de sal mas de 10 por ciento Food Processor’s Institute

Cuadro 2. Actividad de Agua de Algunos Alimentos Comunes Food Processor’s Institute

Deterioro No Microbiano de Alimentos Reacciones químicas que producen hidrógeno gaseoso, el envase se infla, y puede causar perforaciones pequeñas Sobrellenado de envases dar la impresión de deterioro Sellar las latas con ningún o poco vacío puede dar la impresión de deterioro. Food Processor’s Institute

Preguntas?