Factores que conducen a las alteraciones: intrínsecos y extrínsecos.

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1 Factores que determinan el crecimiento de microorganismos en alimentos Unidad III
Factores que conducen a las alteraciones: intrínsecos y extrínsecos. Preservadores químicos, antimicrobianos naturales. Legislación y control de calidad.

2 Factores que conducen a las alteraciones y multiplicación de los microorganismos

3 Factores que influyen en la multiplicación de los microorganismos
Células unidas por tejido intercelular Generalmente sistemas dispersos Son dañadas por Tratamiento del alimento Enzimas segregadas por MO

4 Factores que influyen en la multiplicación de los microorganismos
Curva de crecimiento microbiano Representación gráfica del logaritmo del número de células frente al tiempo 1. Fase de Latencia 2. Fase de Crecimiento Exponencial 3. Fase Estacionaria 4. Fase de Muerte

5 Factores que influyen en la multiplicación de los microorganismos
Curva de crecimiento microbiano El crecimiento de un cultivo microbiano se divide en cuatro etapas claramente diferenciables: Fase de latencia: Etapa de adaptación del microorganismo a las nuevas condiciones ambientales de un nuevo medio de cultivo. Fase exponencial: Etapa en la que las células están dividiéndose, por lo que crecen de manera exponencial. La velocidad varía de una especie a otra y depende de parámetros ambientales como la temperatura. Fase estacionaria: Etapa en la que los nutrientes se agotan y el crecimiento exponencial cesa. Hay actividad metabólica de síntesis y energía. Fase de muerte: Las células ya no crecen ni realizan actividades metabólicas. Hay lisis celular.

6 Factores que influyen en la multiplicación de los microorganismos
Alimento Flora microbiana variada y compleja Asociación microbiana Competencia microbiana Sucesiones microbianas

7 Factores que influyen en la multiplicación de los microorganismos
Vel crecimiento Sinergismo Antagonismo División Lavado Envasado Tratamientos térmicos y por radiación Disponibilidad de nutrientes Incidencia el pH Potencial redox Aw Antimicrobianos Humedad relativa Tº Atm gaseosa

8 Factores Intrínsecos Características físico-químicas propias del alimento
Disponibilidad de nutrientes Incidencia el pH Potencial redox Aw Antimicrobianos

9 Factores intrínsecos que influyen en la multiplicación de MO Disponibilidad de nutrientes

10 Factores de crecimiento
Factores intrínsecos que influyen en la multiplicación de MO Disponibilidad de nutrientes Nutrientes Agua Fuente energética (C) Fuente de N Sales minerales Oxígeno Factores de crecimiento Principalmente azúcares simples Algunos MO pueden utilizar N inorgánico y otros necesitan aminoácidos Algunos MO

11 Factores intrínsecos que influyen en la multiplicación de MO Disponibilidad de nutrientes

12 Factores intrínsecos que influyen en la multiplicación de MO Disponibilidad de nutrientes
Uso de carbohidratos

13 Factores intrínsecos que influyen en la multiplicación de MO Disponibilidad de nutrientes
Uso de proteínas

14 Factores intrínsecos que influyen en la multiplicación de MO Disponibilidad de nutrientes
Uso de lípidos

15 pH Influye en el crecimiento microbiano
Factores intrínsecos que influyen en la multiplicación de MO Incidencia del pH pH Influye en el crecimiento microbiano por estabilidad de proteínas (ej. enzimas) estabilidad de iones

16 A la permeabilidad de la membrana
Factores intrínsecos que influyen en la multiplicación de MO Incidencia del pH El pH ácido afecta Al medio A la permeabilidad de la membrana A la actividad metabólica Iones forman complejos insolubles (ej. Mg) Baja la capacidad de transportar cationes Baja la actividad enzimática

17 Factores intrínsecos que influyen en la multiplicación de MO Incidencia del pH
pH óptimo Velocidad de crecimiento Rango de 2 a 5 unidades de pH Rango de multiplicación bacteriana: entre 4,5 y 9 Optimo crecimiento: 6,5 a 7,5

18 Influencia de la naturaleza del ácido Lactato ˃ acetato ˃ citrato
Factores intrínsecos que influyen en la multiplicación de MO Incidencia del pH Frutas Legumbres, carnes y pescados Influencia de la naturaleza del ácido Lactato ˃ acetato ˃ citrato acción tóxica

19 pH de algunos alimentos
Factores intrínsecos que influyen en la multiplicación de MO Incidencia del pH pH de algunos alimentos

20 Factores intrínsecos que influyen en la multiplicación de MO Incidencia del pH

21 Clasificación de alimentos según su pH
Factores intrínsecos que influyen en la multiplicación de MO Incidencia del pH Clasificación de alimentos según su pH

22 pH de productos cárnicos
Factores intrínsecos que influyen en la multiplicación de MO Incidencia del pH pH de productos cárnicos

23 Mo según su pH óptimo de crecimiento
Factores intrínsecos que influyen en la multiplicación de MO Incidencia del pH Mo según su pH óptimo de crecimiento

24 Mo según su pH óptimo de crecimiento
Factores intrínsecos que influyen en la multiplicación de MO Incidencia del pH Mo según su pH óptimo de crecimiento

25 Factores intrínsecos que influyen en la multiplicación de MO Potencial redox
Mide la tendencia del medio a donar o ceder electrones e indica la relación del O2 con los mo vivos. Da indicio de la capacidad de producir E y sintetizar nuevas células sin recurrir al O2 molecular.

26 Factores intrínsecos que influyen en la multiplicación de MO Potencial redox

27 Crecimiento microbiano Baja el potencial redox consumo de O2
Factores intrínsecos que influyen en la multiplicación de MO Potencial redox Crecimiento microbiano Baja el potencial redox consumo de O2 Producción de compuestos reductores

28 Factores intrínsecos que influyen en la multiplicación de MO Potencial redox

29 Factores intrínsecos que influyen en la multiplicación de MO Potencial redox

30 Factores intrínsecos que influyen en la multiplicación de MO Potencial redox

31 Factores intrínsecos que influyen en la multiplicación de MO Actividad de agua (aw)
Propiedades semejantes al agua pura (hasta el 96% del agua) Propiedades diferentes al agua pura Sucesivas moléculas de agua, cada vez con menor interacción (1 al 5%) Unida a diversos componentes del alimento (menos del 1% del agua)

32 Aw = P = pv del agua en el alimento P˳ pv del agua pura
Factores intrínsecos que influyen en la multiplicación de MO Actividad de agua (aw) Aw = P = pv del agua en el alimento P˳ pv del agua pura Aw Medida de la mayor o menor disponibilidad de agua en el alimento. Varía entre 0 y 1 El aw está más relacionado con el crecimiento microbiano que el contenido de agua Depende de contenido de agua del ambiente y de la concentración de solutos en el agua Ósmosis Movimiento de moléculas de agua a través de la membrana celular

33 Halófilos Pueden crece con alta [ NaCl ] Halotolerante
Factores intrínsecos que influyen en la multiplicación de MO Actividad de agua (aw) Halófilos Pueden crece con alta [ NaCl ] Halotolerante Osmófilos Pueden crece con alta Osmotolerantes concentración de compuestos no iónicos (azúcar) Xerófilos Crecen con muy bajo aw La producción de esporas y toxinas requiere un aw mayor que el de crecimiento

34 Factores intrínsecos que influyen en la multiplicación de MO Actividad de agua (aw)

35 Factores intrínsecos que influyen en la multiplicación de MO Actividad de agua (aw)

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38 Rango de aW Microorganismos generalmente inhibidos por el aW Alimentos generalmente dentro de este rango 0.95 Pseudomonas, Escherichia, Proteus, Shigellas, Klebsiella, Bacilos, Clostridium perfringes, algunas levaduras  Productos frescos y enlatados, vegetales, carne, pescado y leche, salchichas cocinadas y pan, alimentos conteniendo aproximadamente hasta 40% (p/p) de sucrosa o 7% de cloruro de sodio   Salmonella, Vibrio parahaemoliticus, C. botulinum, Lactobacillus, algunos mohos, levaduras (Rhodotorula, Pichia) lgunos quesos (Cheddar, Suizo, Muenster, Provolone), jamones, algunos concentrados de fruta, alimentos conteniendo 55% (p/p) de sucrosa o 12% de cloruro de sodio   Muchas de las levaduras (Candida, Torulopsis, Hansenula), Micrococcus Embutidos fermentados (salami), pasteles esponjosos, quesos secos, margarinas, alimentos conteniendo 65% (p/p) de sucrosa saturada o 15% de cloruro de sodio   La mayoría de los mohos (micotoxigenic penicillia), Staphylococus aureus, la mayoría de los  sacaromicetes (bailii) spp., Debariomicetes La mayoría de los jugos concentrados, leche condensada azucarada, siropes de chocolate, maple y frutas; harina, arroz conteniendo 15-17% de humedad, pasteles de frutas, jamones estilo country, fondants Muchas de las bacterias halófilas, aspergilli micotoxigénico. Jaleas, Mermeladas, masapán, frutas glaceadas,  algunos marshmallows Mohos Xerófilos (Aspergillus chevalieri, A. candidus,  Wallemia sebi), Saccharomyces bisporus  Hojuelas de avena conteniendo aprox. 10% de humedad, marshmallows, jaleas, malazas, azúcar morena, algunas frutas secas, nueces Levaduras Osmófilas (Sacaromyces rouxii), algunos mohos (Aspergillus echinulatus, Monascus bisporus)  Frutas secas conteniendo del 15 al 20% de humedad, algunos toffes y caramelos, miel   0.50 No existe proliferación microbiana  Pastas conteniendo 12% de humedad aprox, especies conteniendo 10% de humedad aprox. 0.40 Huevos deshidratados conteniendo aproximadamente 5% de humedad. 0.30 Galletas, miga de pan, etc, conteniendo del 3 al 5% de humedad   0.20 Leche entera en polvo conteniendo del 2 al 3% de humedad, vegetales deshidratados conteniendo 5% de humedad, corn flakes, galletas.

39 Sistemas de cobertura de los propios seres vivos
Factores intrínsecos que influyen en la multiplicación de MO Componentes antimicrobianos Sistemas de cobertura de los propios seres vivos (Piel, cáscara, cubierta): Macromoléculas resistentes De bajo aw Pocos nutrientes Sustancias antimicrobianas ácidos grasos de cadena corta aceites esenciales ceras

40 Factores intrínsecos que influyen en la multiplicación de MO Componentes antimicrobianos

41 Compuestos antimicrobianos en el interior del vegetales
Factores intrínsecos que influyen en la multiplicación de MO Componentes antimicrobianos Compuestos antimicrobianos en el interior del vegetales Muchos se liberan cuando se rompe la cubierta externa. Ej. Isotiocianatos en mostaza Tiosulfinatos en cebolla Alicina en ajo Gosipol en algodón Pigmentos Aceites esenciales Timol del tomillo Eugenol del clavo de olor, salvia

42 2 tipos Directos Ej. Lisozima en huevo
Factores intrínsecos que influyen en la multiplicación de MO Componentes antimicrobianos Compuestos antimicrobianos en el interior de alimentos de origen animal. 2 tipos Directos Ej. Lisozima en huevo Indirectos Disminuye la disponibilidad de nutrientes Ej. Ovoferrina del huevo Lactoferrina en leche Avidina que bloquea biotina

43 Compuestos antimicrobianos producidos durante la fermentación
Factores intrínsecos que influyen en la multiplicación de MO Componentes antimicrobianos Compuestos antimicrobianos producidos durante la fermentación Ej. Ácido láctico Ácido acético Compuestos antimicrobianos añadidos durante el procesado NO2- inhiben Clostridium Citrato y nisina inhiben G+ Sorbatos o benzoacos inhiben hongos

44 Factores Extrínsecos Que influyen en la multiplicación de los microorganismos
Humedad relativa Temperatura Atmósfera gaseosa

45 La HR entra en equilibrio con el aw del alimento
Factores extrínsecos que influyen en la multiplicación de MO Humedad relativa Humedad relativa (HR) Es la relación entre la cantidad de vapor de agua contenido en el aire estudiado y el que podría llegar a contener si estuviera saturado Se expresa en un %. La HR entra en equilibrio con el aw del alimento Se debe tener en cuenta el lugar de almacenamiento el packaging utilizado

46 Temperatura Principal parámetro de conservación de alimentos
Factores extrínsecos que influyen en la multiplicación de MO Temperatura Temperatura Principal parámetro de conservación de alimentos Influye en el crecimiento MO Repercute en los factores antes analizados

47 Factores extrínsecos que influyen en la multiplicación de MO Temperatura
Temperaturas cardinales (Dependen del pH y aw) T óptima máxima velocidad de crecimiento T mínima el MO no se reproduce, pero no hay muerte celular T máxima muerte celular por desnaturalización de proteínas y lisis de la membrana celular

48 Factores extrínsecos que influyen en la multiplicación de MO Temperatura
Grupos Temperatura (°C) Mínima Óptima Máxima Termófilos 55 – 75 60 – 90 Termótrofos 15 – 20 30 – 40 45 – 50 Mesófilos 5 - 15 40 – 47 Psicrófilos 5 – +5 12 – 15 Psicrótrofos

49 La mortalidad de los MO crece con el tiempo de almacenamiento a -18°C
Factores extrínsecos que influyen en la multiplicación de MO Temperatura Congelación Los MO aguantan mejor los tratamientos de congelación rápidos que los lentos Lenta microcristales grandes Rápida microcristales pequeños La mortalidad de los MO crece con el tiempo de almacenamiento a -18°C Descongelación Los MO sobreviven más si la descongelación se realiza a mayores T

50 Estas temperaturas pueden variar desde −2 a −10ºC ó −30 a −80ºC.
Factores extrínsecos que influyen en la multiplicación de MO Temperatura Congelación La conservación de alimentos a temperaturas inferiores al punto de congelación del agua. Estas temperaturas pueden variar desde −2 a −10ºC ó −30 a −80ºC. La congelación detiene el crecimiento de todos los microorganismos. Hongos y levaduras son más sensibles que las bacterias.

51 ¿Cuál es el efecto que ejercen las bajas T?
Factores extrínsecos que influyen en la multiplicación de MO Temperatura ¿Cuál es el efecto que ejercen las bajas T? Menor disponibilidad de agua para el germen Baja la velocidad de reacciones químicas y bioquímicas Baja la velocidad de crecimiento Congelamiento de la membrana celular

52 La refrigeración es un factor de selección de poblaciones bacterianas
Factores extrínsecos que influyen en la multiplicación de MO Temperatura Refrigeración Conservación de alimentos a temperaturas inferiores a 10ºC y superiores al punto de congelación del agua. La baja temperatura es, evidentemente, un factor limitante del crecimiento microbiano. Al tratar la refrigeración de alimentos, hay que considerar varios aspectos: La refrigeración es un factor de selección de poblaciones bacterianas

53 Factores extrínsecos que influyen en la multiplicación de MO Temperatura
A temperatura de refrigeración (0 - 5º C) los psicrófilos crecen más rápidamente que los mesófilos y, por tanto, la baja temperatura se supone un factor de selección de la flora del alimento de gran importancia. A temperaturas inferiores a la óptima los periodos de latencia se alargan mucho, especialmente en bacterias mesófilas, (población bacteriana esperable psicrófilos), y los procesos que se producen a esta temperatura son, predominantemente, de alteración más que de desarrollo de microorganismos patógenos.

54 El frío produce alteraciones metabólicas en los microorganismos
Factores extrínsecos que influyen en la multiplicación de MO Temperatura Choque de frío Cuando se enfría rápidamente un alimento muchas de las bacterias mesófilas que normalmente resistirían la temperatura de refrigeración, mueren como consecuencia del «choque de frío». Más frecuente en Gram - que en Gram +. El frío produce alteraciones metabólicas en los microorganismos A baja temperatura las rutas metabólicas de los microorganismos se ven alteradas, como consecuencia de su adaptación al frío. Estos cambios metabólicos pueden dar lugar a que se produzcan deterioros diferentes a los causados por los mismos microorganismos a diferentes temperaturas.

55 Factores extrínsecos que influyen en la multiplicación de MO Temperatura

56 Principales componentes del aire Oxígeno Agua Nitrógeno
Factores extrínsecos que influyen en la multiplicación de MO Atmósfera gaseosa Principales componentes del aire Oxígeno Agua Nitrógeno Dióxido de carbono Efectos por si mismo Desplazan al O2 Bacteriostático Mayor efecto en anaerobiosis Mayor efecto a bajas T Baja el pH del medio y puede entrar a la célula bajando así el pH del medio interno

57 Factores extrínsecos que influyen en la multiplicación de MO Atmósfera gaseosa

58 Factores extrínsecos que influyen en la multiplicación de MO Atmósfera gaseosa
Necesita O2 Prefiere O2 Indiferente al O2 El O2 es tóxico < 2 – 10% O2

59 Factores Implícitos Que influyen en la multiplicación de los microorganismos
Los parámetros analizados interactúan entre sí, por lo que siempre se debe analizar la acción global. Además, la microflora es variada y permite la aparición de sinergismo y antagonismo entre los MO.

60 EJERCICIO Para los siguientes alimentos detallar:
¿Cuál podría ser el origen de la contaminación microbiana? ¿Cómo influyen cada uno de los factores en la multiplicación y selección de los microorganismos? Ejemplos de Alimentos: Leche pasteurizada Hamburguesa de carne vacuna congelada Sopa de vegetales deshidratada