Tema 2 - Factores que Influyen en el Comportamiento de los Microorganismos en los Alimentos PDF

Tema 2 Factores que influyen en el comportamiento de los microorganismos en los alimentos Microbiología y Parasitología 2º curso (2024-2025). Grado en Nutrición y Dietética Universidad de León, Campus de Ponferrada Profesora: Cristina Rodríg...

Tema 2 Factores que influyen en el comportamiento de los microorganismos en los alimentos Microbiología y Parasitología 2º curso (2024-2025). Grado en Nutrición y Dietética Universidad de León, Campus de Ponferrada Profesora: Cristina Rodríguez Melcón Dpto. de Higiene y Tecnología de los Alimentos Índice/Categorías 1. Factores intrínsecos: inherentes al alimento 2. Factores extrínsecos: externos al alimento 3. Factores del proceso o factores tecnológicos: aplicados al alimento con fines tecnológicos 4. Factores implícitos: derivados de la naturaleza de los microorganismos 5. Factores de efecto conjunto: integración de los diferentes factores que actúan en un momento dado 1. Factores intrínsecos Los factores intrínsecos: aquellos que son internos al propio alimento (características propias), como el contenido de nutrientes, los niveles de pH, la actividad del agua, el potencial redox y otros componentes antimicrobianos que actúan como mecanismos de defensa. pH Actividad de agua (aw) Potencial de óxido-reducción (Eh) Contenido en nutrientes y en sustancias antimicrobianas Estructuras/microestructuras 1. Factores intrínsecos pH El potencial de hidrógeno (pH) es el índice que expresa el grado de acidez o alcalinidad de una disolución (en este caso, también de un alimento). Indica la concentración de iones de hidrógeno en una solución, utilizando como rango una escala que va de 0 a 14. En esta escala, un alimento que presente un valor de pH de 7 se considera neutro, un valor superior a 7 se considera alcalino o básico y un valor inferior a 7 se considera ácido. Fuente: IQ Dunamis 1. Factores intrínsecos pH Los diferentes valores de pH pueden afectar de forma distinta a los microorganismos. De este modo, tenemos 3 grupos: Acidófilos, neutrófilos y alcalófilos. En cuanto a microorganismos patógenos, por ejemplo, cuanto más ácido es un alimento, con un pH bajo, más difícil se lo pone al microorganismo para sobrevivir y crecer en él. Y es que la acidez del mismo producto es un medio de conservación y una forma de mantener los alimentos seguros para el consumo. 1. Factores intrínsecos pH El pH de los alimentos no se mantiene constante a lo largo del tiempo. Depende de diversos factores, como la composición y evolución del mismo a lo largo de su vida útil (ejemplo, procesos de maduración). Es muy característico de cada alimento (ejemplos: limón, yogur, carne, pastas…). Dentro de cada variedad, también existen diferencias (ejemplo, manzana Golden y manzana Reineta) Fuente: Manipulaciondealimentos 1. Factores intrínsecos pH En diversas ocasiones los microorganismos son capaces de adaptarse al medio que les rodea. Es por ello que, e cierta medida, pueden llegar a adaptarse a las variaciones de pH. Es lo que conocemos como adaptación tras la exposición. Los cambios de pH pueden afectar a las proteínas de membrana de los microorganismos. Esporas > Virus > Mohos > Bacterias (Gram + > Gram ‐) > Protozoos > Helmintos 1. Factores intrínsecos aw La actividad de agua de los alimentos se puede definir como la cantidad de agua libre que contiene un alimento. La actividad de agua viene determinada por la presión parcial de vapor de agua en su superficie: aw= p/p0 p, presión de vapor de agua del sustrato del alimento P0, presión de vapor del agua pura a la misma temperatura. La actividad de agua tiene un valor máximo de 1 y un valor mínimo de 0. Tiene un efecto bacteriostático. 1. Factores intrínsecos aw Es un parámetro importante porque determina tanto la vida útil del alimento como el tipo de microorganismos que pueden albergar y prosperar en ese alimento concreto. De acuerdo con al actividad de agua de los alimentos, existen tres tipos de microorganismos: Halófilos: tolerantes a elevadas concentraciones de sal Osmófilos: son capaces e resistir presiones osmóticas elevadas Xerófilos: pueden resistir a la desecación. 1. Factores intrínsecos aw aw = 0,98 y superior: carnes y pescados frescos, las frutas, hortalizas y verduras frescas, la leche, las hortalizas en salmuera enlatadas, las frutas enlatadas en jarabes diluidos. aw = 0 ,93/0,98: En alimentos con dicha aw pueden aparecer un gran número de microorganismos patógenos. Los alimentos más susceptibles son los embutidos fermentados o cocidos, quesos de corta maduración, carnes curadas enlatadas, productos cárnicos o pescado ligeramente salados o el pan entre otros. aw = 0,85/0,93: A medida que disminuye la aw, disminuye el número de patógenos que sobreviven. En este caso como bacteria únicamente crece Staphylococcus aureus, cuya presencia puede dar lugar a toxiinfección alimentaria. Sin embargo, los hongos aún pueden crecer. Como alimentos más destacados se encuentran los embutidos curados y madurados, el jamón serrano o la leche condensada. aw = 0,60/0,85: Las bacterias ya no pueden crecer en este intervalo, si existe contaminación es debida a microorganismos altamente resistentes a una baja actividad de agua, los denominados osmófilos o halófilos. Puede darse el caso en alimentos como los frutos secos, los cereales, mermeladas o quesos curados. aw < 0,60: No hay crecimiento microbiano pero sí puede haber microorganismos como residentes durante largos periodos de tiempo. Por ejemplo en chocolate, miel, galletas o dulces 1. Factores intrínsecos aw Microorganismos Pseudomonas, Escherichia coli, Proteus, Clostridium perfringens Salmonella, Clostridium botulinum, Lactobacillus, Levaduras: Candida, Hansenula, Torulopsis, Micrococcus Staphylococcus aureus, Sacharomyces , Aspergillus (Fuente: Miguel Guillén) 1. Factores intrínsecos aw (Fuente: Ignacio Bailén) 1. Factores intrínsecos aw La disminución de la actividad de agua de los alimentos trae consigo una baja letalidad. Esto se traduce en la existencia de un efecto bacteriostático: las características del alimento previenen el crecimiento de microorganismos (es decir, las mantiene en la fase de latencia). Contenido acuoso de alarma: Se trata del valor más alto de agua que presenta el alimento y al que no tendrá lugar la alteración microbiana del alimento, en las condiciones normales de almacenamiento para ese producto. Se define para aw = 0,70 Tabla ejemplo (valores en %, fuente: www.postcosecha.net) 1. Factores intrínsecos Eh (potencial redox) El potencial de óxido-reducción (redox, Eh) es una propiedad fisicoquímica que presentan los solutos capaces de intercambiar electrones con un electrodo inerte, es decir, se trata de la facilidad con la que un sustrato pierde o gana electrones. El potencial rédox influye en el crecimiento bacteriano en forma independiente del oxígeno disuelto. [Oxidante]+[H+]+e‐=[reductor] 1. Factores intrínsecos Eh (potencial redox) Existen 3 grupos microbianos agrupados de acuerdo a sus necesidades de oxígeno. Aerobios estrictos (necesitan O2) Anaerobios estrictos (no toleran O2) Aerobios/anaerobios facultativos: son capaces de sobrevivir y/o desarrollarse en bajas condiciones de O2 (Fuente: diaquaponicblog) 1. Factores intrínsecos Eh (potencial redox) El potencial redox no es homogéneo ni constante. Depende del estado original del alimento (pH) y de la presión de O2 en la atmósfera del alimento. Afecta a los microorganismos en función de su relación con el O2. (Fuente: PCE instruments) 1. Factores intrínsecos Eh (potencial redox) Algunos ejemplos: Las diferencias observadas en los productos finales del metabolismo, discernibles por el consumidor por diferencias de color o sabor, pueden ser en algunos casos la consecuencia de diferencias redox. En los alimentos picados (productos cárnicos) o en los productos no homogéneos (emulsiones), el potencial redox puede variar considerablemente de una parte a otra debido a altas concentraciones localizadas de diversos pares redox o de nutrientes como glucosa, fumarato o malato. En diferentes cultivos microbianos el valor redox puede oscilar dentro de un rango comprendido entre una cifra anaeróbica inferior a unos -420 milivoltios (mV) hasta una cifra aeróbica de aproximadamente +300 mV. 1. Factores intrínsecos Eh (potencial redox) El potencial redox se mide con un electrodo de metal inerte (normalmente platino) en un circuito con un electrodo de referencia. Fuente: NUEVA GUÍA PRACTICA del LABORATORIO MICROBIOLOGICO de AGUAS y ALIMENTOS (III Parte) 1. Factores intrínsecos Contenido en nutrientes Es esencial para el desarrollo de los microorganismos, las necesidades de éstos son diferentes y eso determinará su desarrollo (o no). Tres tipos: Autótrofos (los microorganismos pueden autoabastecerse, pueden sintetizar compuestos esenciales). Heterótrofos: necesitan compuestos esenciales de fuentes externas ya que no los sintetizan. Mixótrofos: naturaleza mixta. 1. Factores intrínsecos Contenido en nutrientes Además, la velocidad de crecimiento va a depender de la existencia de nutrientes, donde se pueden plantear dos escenarios: La presencia de nutrientes puede ser limitada (nutrientes limitantes), por lo que la velocidad de crecimiento de algunos grupos microbianos será menor. La capacidad de degradar el sustrato que tengan los grupos microbianos, lo que les permitirá seguir desarrollándose. 1. Factores intrínsecos Contenido en sustancias antimicrobianas Podemos encontrar sustancias antimicrobianas en los alimentos que consumimos de forma rutinaria: Aceites esenciales (eugenol, carvacrol, timol) y extractos de aceites esenciales: Se trata de mezclas complejas de sustancias con poder antimicrobiano. Pueden actuar como bacteriostáticos o bactericidas, dependiendo de su concentración. Leche: lactoperoxidasa (agentes oxidantes) y lactoferrina (agentes quelantes del hierro). Huevo: contiene enzimas antimicrobianas como las lisozimas, y quelantes como la conalbúmina, flavoproteína o avidina. (Fuente: Noticias de Navarra) 1. Factores intrínsecos Estructuras Diversos alimentos están formados por estructuras externas que impiden (en la medida de lo posible) la entrada de microorganismos y actúan como cubiertas de protección. Tejidos animales Cutículas Cáscaras Tegumentos vegetales (Fuente: Cultiva LLC, SuperAmara) 2. Factores extrínsecos Los factores extrínsecos se encuentran asociados a las condiciones ambientales: Temperatura de almacenamiento Humedad relativa de almacenamiento Atmósfera gaseosa ambiental 2. Factores extrínsecos Temperatura de almacenamiento De acuerdo con la naturaleza de cada microorganismo, existen diferentes temperaturas a las que pueden desarrollarse. Tª mínima Tª óptima Tª máxima Termófilos 40 – 45 oC 55 – 75 oC 60 – 90 oC Termodúricos 10 oC 42 – 46 oC 55 oC Mesófilos 5 – 15 oC 30 – 40 oC 42 – 47 oC Psicrotrofos -5 - +5 oC 20 – 30 oC 30 – 35 oC Psicrófilos -5 - +5 oC 12 – 15 oC 15 – 20 oC 2. Factores extrínsecos Temperatura de almacenamiento (Fuente: Michael T. Madigan, John M. Martinko. 2004. Brock Biología de los Microorganismos 1 0ed.) 2. Factores extrínsecos Temperatura de almacenamiento Las temperaturas de refrigeración se encuentran en el rango desde los 0 oC hasta los 7 oC Disminuye la velocidad metabólica de los microorganismos, se activa la fase lag o de adaptación del metabolismo a las temperaturas de refrigeración para sobrevivir. Puede producirse el ”shock del frío”: Al descender la temperatura por debajo de los 4 ºC, los microorganismos dejan de multiplicarse y tampoco se destruyen, sino que paraliza su actividad para mejorar su supervivencia. Esto tiene repercusiones sobre los microorganismos patógenos y alterantes, alargando la vida útil de los alimentos que requieren de refrigeración para su conservación. Ejemplo: productos frescos que por sus características intrínsecas son buen sustrato para los microorganismos. 2. Factores extrínsecos Temperatura de almacenamiento Las temperaturas de congelación se encuentran en el rango desde los 0 oC hasta los -25 oC Shock del frío (fenómeno de membrana) Formación de cristales de hielo que pueden provocar daños subletales a los microorganismos Disminución de la aw por encontrarse en forma sólida (hielo) La velocidad de descongelación de los alimentos puede afectar a sus propiedades organolépticas. 2. Factores extrínsecos Temperatura de almacenamiento Las comidas preparadas (Real Decreto 1021/2022) han de mantener temperaturas de almacenamiento, conservación y transporte acorde a lo indicado por la legislación Comidas congeladas: almacenadas a temperaturas iguales o inferiores a -18 oC. Comidas refrigeradas que se consuman dentro de las 24 horas posteriores a ser preparadas: almacenadas a temperaturas iguales o inferiores a 8 oC Comidas refrigeradas que se consuman después de las 24 horas posteriores a ser preparadas: almacenadas a temperaturas iguales o inferiores a 4 oC Comidas calientes: almacenadas a temperaturas iguales o inferiores a 65 oC 2. Factores extrínsecos Temperatura de almacenamiento La cadena de frío Los microorganismos durante el proceso de refrigeración/congelación se encuentran en fase de latencia. Cuando se rompe la cadena de frío, los microorganismos se multiplican. Si el almacenamiento de producto incluye varias roturas de la cadena, los microrganismos podrían estar activos. La rotura de la cadena de frío se puede detectar con la aparición de estas señales en los alimentos: - El envase esta deforme, golpeado o sucio. - El producto se descongela muy rápidamente. Si se ha mantenido por debajo de -18ºC, el tiempo que tarde no será de menos de 90 minutos. - Se aprecia escarcha en el interior del empaque. Esto significa que se descongeló en algún momento y se produjo humedad. - El producto está blando porque ya empezó a descongelarse. Cuando se corta la cadena de frío, el color de la parte interna de la carne difiere de la periferia. El mantenimiento de una temperatura controlada a lo largo de la cadena de suministro garantiza que los productos congelados o refrigerados conserven su calidad y sean seguros para el consumo, lo cual reduce pérdidas económicas por merma y evita riesgos sanitarios. 2. Factores extrínsecos Humedad Relativa La humedad relativa tiene como definición la expresión porcentual de la cantidad de vapor de agua presente en el aire con respecto a la máxima posible para unas condiciones dadas de presión y temperatura. Se encuentra estrechamente relacionada con la actividad de agua de los alimentos. Depende: De la naturaleza del alimento (si es desecado, formato polvo…) De la temperatura, flujo y velocidad del aire Fuente: nutricontrol 2. Factores extrínsecos Atmósferas de almacenamiento Dependiendo del tipo de envasado y el tipo de alimento que se pretenda envasar, se puede controlar el desarrollo de diferentes microorganismos, lo que conlleva a largar la vida útil de los productos: Envasado a vacío Envasado en atmósfera modificada (EAM o MAP) Envasado en atmósfera controlada (EAC) Almacenamiento en atmósfera controlada (AAC) Envasado activo Envasado inteligente 2. Factores extrínsecos Atmósferas de almacenamiento Fuente: EICE REEPACK 2. Factores extrínsecos Atmósferas de almacenamiento Ejemplos envasado a vacío Ejemplos envasado en atmósfera protectora 2. Factores extrínsecos Atmósferas de almacenamiento La composición de la atmósfera de almacenamiento en la que se envasan ciertos alimentos para alargar su vida útil puede tener varios efectos: Efecto sobre los microorganismos: Disminución de la concentración de O2 Aumento de la concentración de CO2 que puede estar relacionado con un descenso de pH y con una modificación de las proteínas e inhibición de la actividad enzimática Efecto sobre los alimentos (color y olor, principalmente)  2. Factores extrínsecos Atmósferas de almacenamiento Fuente: Gominolas de petróleo, Vuelta y vuelta, abrasador en casa. 2. Factores extrínsecos Atmósferas de almacenamiento: envasado activo e inteligente Según el reglamento europeo (CE) n.º 450/2009, los sistemas de envasado activo son aquellos que están diseñados para “incorporar deliberadamente componentes que liberan o absorben sustancias en o desde el alimento envasado o el entorno que rodea al alimento”. De este modo, amplían el periodo de conservación y mejoran o mantienen el estado de los alimentos envasados. Tipos: Agentes que captan oxígeno Absorbedores de humedad Controladores de aroma y olor Antivaho Antimicrobianos 2. Factores extrínsecos Atmósferas de almacenamiento: envasado activo e inteligente El envasado inteligente se define como un sistema que puede, además de aumentar la vida útil del producto, detectar y brindar información sobre la calidad o deterioro del alimento, incluso el historial de transporte y almacenamiento en tiempo real, utilizando tecnologías diversas como códigos de barras y etiquetas de identificación por radiofrecuencia (RFID). En general, un empaque inteligente reúne cinco funciones: monitoreo, detección, registro, seguimiento y comunicación (Caicedo-Perea et al., 2022). Tipos: Materiales y objetos que controlan el estado de los alimentos envasados o de su entorno Sistemas de etiquetas: códigos de barras, radiofrecuencia Indicadores de incidencias: de temperatura/humedad, de carga microbiana 2. Factores extrínsecos Atmósferas de almacenamiento: envasado activo e inteligente Fuente: infopack, Sergio Barbeira 2. Factores extrínsecos Atmósferas de almacenamiento: envasado activo e inteligente Fuente: el blog de Bertus 2. Factores extrínsecos Atmósferas de almacenamiento: envasado activo e inteligente Fuente: knauf-industries, Liderpac 3. Factores del proceso Los factores del proceso se aplican deliberadamente para mejorar la conservación de los alimentos (factores tecnológicos). Para ello, se utilizan: Métodos físicos Métodos químicos Tratamiento térmico Conservadores “directos”: ácidos Radiaciones orgánicos y sus ésteres, dióxido de Calentamiento óhmico y pulsos eléctricos azufre y sulfitos, nitratos y nitritos, otros de alta intensidad conservadores. Presiones ultraelevadas Ultrasonidos y manotermosonicación Conservadores “indirectos”: Pulsos luminosos antioxidantes, saborizantes Campos magnéticos Plasma frío 3. Factores del proceso Métodos físicos Tratamiento térmico Termización: temperatura de 57 oC – 68 oC. El objetivo es aumentar la vida útil. Pasteurización: temperatura < 100 oC. En la leche, destrucción de los microorganismos patógenos y reducción de algunos microorganismos alterantes (71,7 oC – 15 s.). Esterilización: destrucción de todos los microorganismos viables. No existe alteración del producto tras 15 días a 30 oC o 7 días a 55 oC. 3. Factores del proceso Métodos físicos Destrucción térmica: Tiempo de reducción decimal (D): tiempo en minutos Tratamiento térmico que hay que aplicar una temperatura para obtener esa reducción. D=(t2‐t1)/(log N1‐log N2) Factores que influyen: Valor Z: es la subida o el descenso de la Microbianos: tipo y concentración, edad y temperatura que permite aumentar o reducir en un fase de crecimiento, temperatura de cultivo. 90 % los microorganismos, sobre un objeto determinado en un tiempo concreto. z=(T2‐T1)/(log D1‐log D2) Ambientales: Agua, Grasa y otras moléculas, pH. Valor esterilizante: tiempo de letalidad térmica requerido para eliminar todos los microorganismos de un alimento exponiéndolos a una temperatura de 121,1 oC F0= D121,1 ºC (log Ni-log Nf) 3. Factores del proceso Métodos físicos Tratamiento térmico 3. Factores del proceso Métodos físicos Tratamiento térmico Pasteurizador de placas Tratamiento UHT 3. Factores del proceso Métodos físicos Irradiación La aplicación de radiaciones ionizantes a los alimentos es un proceso físico no térmico por el cual los alimentos se exponen brevemente a una fuente de energía radiante que puede ser de tres tipos: rayos gamma, rayos x o electrones acelerado. La irradiación de alimentos ofrece los mismos beneficios que los que se obtienen mediante tratamientos con calor, refrigeración o congelación, o con sustancias químicas, pero sin modificar la temperatura ni dejar residuos. Esta técnica controla el deterioro y los microorganismos patógenos transmitidos por los alimentos o las plagas de insectos sin que tenga efectos significativos en el sabor o el olor. La irradiación de alimentos supone la exposición a radiación ionizante y utiliza rayos X, rayos gamma o haces de electrones de alta energía. 3. Factores del proceso Métodos físicos Irradiación Microondas (109‐1012 Hz) Ultravioleta (1016 Hz) Radiación ionizante (>1018 Hz) – Particulada (𝝰𝝰, 𝝱𝝱) – Electromagnética (Rayos X, rayos 𝝲𝝲) 3. Factores del proceso Métodos físicos Irradiación Radiación ionizante < 0,5 = no tiene casi efecto en los microorganismos pero inhibe la Microondas germinación No es necesario indicarlo en el etiquetado – Generación de calor La penetración es casi inmediata, por lo que no hace falta especificar temperatura del proceso. Ultravioleta Afecta poco a los virus Algunos microorganismos son capaces de – Generación de calor absorber las radiaciones (Ej: Deinococcus radiodurans) – Formación de dímeros de timina Radiación ionizante – Rayos 𝝲𝝲, X o e‐ – Radurización (0,7‐2,5 KGy): aumenta la vida útil (termización) – Radicidación (2,5‐10 KGy): elimina los patógenos (pasterización) – Radappertización (30‐40 KGy): esteriliza el producto (upertización) 3. Factores del proceso Métodos físicos Irradiación: ¿Cuándo se hace? El alimento está en condiciones adecuadas Es (razonablemente) necesario desde el punto de vista tecnológico No presenta peligro para la salud Es beneficioso para el consumidor No se utiliza como sustituto de medidas de higiene y medidas sanitarias ni de procedimientos de fabricación o agrícolas correctos Debe etiquetarse como “irradiado” o “tratado con radiaciones ionizantes” 3. Factores del proceso Métodos físicos Presiones ultraelevadas Se aplican entre 400 – 900 Mpa Reducción de esporas (barófilos) Reducción de fosfolípidos Se producen cambios en la membrana celular, los órganos de movilidad y cambios proteicos (formación de geles). Los más resistentes son los cocos hasta 250 Mpa La calidad organoléptica del producto se ve poco afectada Fuente: APAProcessing, Hiperbaric 3. Factores del proceso Métodos físicos Aplicaciones de la electricidad Calentamiento óhmico - Generación de calor por tratamiento térmico Pulsos eléctricos - No producen calor - Las células se rompen Calentador óhmico para la extracción de aceites esenciales Fuente: Redalyc Pulsos eléctricos de alto voltaje (PFGE) Fuente: Heraldo de Aragón 3. Factores del proceso Métodos físicos (otros) Ultrasonidos y manotermosonicación – Ciclos de compresión/expansión – Aplicación conjunta de presión, temperatura y ultrasonidos Pulsos lumínicos – Combinación de mecanismos fotoquímicos y fototérmicos Manotermosonicador Pulsos eléctricos – Escasa penetración Campos magnéticos – Perturbaciones en las membranas y variaciones en la actividad enzimática Plasma – Ruptura de las membranas Imanes para Plasma eliminar residuos 3. Factores del proceso Métodos químicos Conservadores: sustancias que prolongan la vida útil de los alimentos protegiéndolos del deterioro causado por microorganismos o que protegen del crecimiento de microorganismos patógenos (Reglamento CE nº 1333/2008) Pueden ser métodos conservadores directos o indirectos 3. Factores del proceso Métodos químicos Ácidos orgánicos y sus ésteres Dióxido de azufre y sulfitos Nitratos y nitritos Antibióticos y antimicrobianos Otros o Hexametilentetramina o Dimetildicarbonato o Ácido bórico y bórax (solo en el caviar) Fuente: Infoalimentos 3. Factores del proceso Métodos químicos Ácidos orgánicos y sus ésteres Depende de pH (pK, valor de pH en el que el ácido está en equilibrio) Tipo de microorganismo. Como son de cadena corta y se encuentran de forma protonada (COOH), pueden entrar en la célula. Para ello tiene que haber mucha concentración de protones (pH ácido). Como el pH de la célula es neutro, al entrar el acido la célula gasta su energía en equilibrar el pH. El ácido entra baja en pH y desacopla en gradiente de protones. Los parabenos son los únicos que tienen un pK elevado y se podrían usar en alimentos neutros. El ácido láctico es interesante porque inhibe la formación de algunas micotoxinas. 3. Factores del proceso Métodos químicos Ácidos orgánicos y sus ésteres Ácido acético y acetatos (E260-E263): Neutraliza el gradiente protónico, inhibe el transporte de aminoácidos, desnaturaliza proteínas. Se utiliza para encurtidos y salsas. Quantum satis. Ácido málico (E296): Utilizado para productos vegetales. Quantum satis Ácido láctico (E270): Inhibición de aflatoxinas y otras micotoxinas. Se utiliza en alimentos fermentados. Quantum satis. Ácido propiónico y propionatos (E280 -283): son antifúngicos. Se utiliza en productos de panadería. 2000 ppm 3. Factores del proceso Métodos químicos Ácidos orgánicos y sus ésteres Ácido sórbico y sorbatos (E200 – 203) y ácido benzoico y benzoatos (E210 – 2013): inhibición enzimática. Interfiere con la pared celular. Se utiliza para bebidas, salsas, panadería, grasas. Dependiendo del producto se utilizan diferentes cantidades. Parabenos (E215-219): destrucción del gradiente protónico. Puede producirse desnaturalización en algunos casos. El efecto varía de acuerdo a la longitud de la cadena. Uso similar a sorbatos y benzoatos. 3. Factores del proceso Métodos químicos Dióxido de azufre y sulfitos Dióxido de azufre y sulfitos: Se expresan como SO2.: Dióxido de azufre (SO2), Sulfitos (SO3)2‐, Sulfitos ácidos, bisulfitos (HSO3)‐, Metabisulfitos (S2O5)2‐ Interacción con proteínas y ácidos nucleicos Azúcares, bebidas alcohólicas, bebidas no alcohólicas, productos pesca... (cantidad según producto) 3. Factores del proceso Métodos químicos Nitratos y nitritos E249‐250 (NO2‐); E251‐252 (NO3‐) Expresados como sales sódicas Nitrato reducido a nitrito Efecto anticlostridial (Gram + anaeróbicas), pH bajo, condiciones anaerobias y reducidas. – Inhibición de enzimas con hierro no hémico. – Estimulado por el calentamiento (“Factores Perigo”) Uso en productos cárnicos y en quesos madurados (nitratos). Cantidad según producto Producción de compuestos tóxicos (nitrosaminas tras calentamientos intensos) 3. Factores del proceso Métodos químicos Antibióticos y antimicrobianos Nisina (E234): G+. Se utiliza en quesos y otros productos lácteos. Sintetizado de forma natural por Lactococcus lactis. Natamicina (E235): tratamiento superficial de embutidos y quesos. Ausencia a 5mm de profundidad. Lisozima (E1105): utilizado en quesos y vinos. 3. Factores del proceso Métodos químicos Otros conservadores Hexametilentetramina (E239) – Queso Provolone – Transformación en formaldehído Dimetildicarbonato (E242) – Bebidas no alcóholicas – Produce carbamatos Ácido bórico y bórax (E284‐285) – Caviar – Inhibición melanosis (prohibido) – Tóxicos nerviosos 3. Factores del proceso Métodos químicos – Lista de Villejuif (1973) La mala prensa de los aditivos – Lista de Majadahonda En muchos casos, por desconocimiento. Y por el temor de que sean sustancia nocivas. Debemos tener claro que la legislación permite una serie de ellos que redundan en beneficio de lo que consumimos. Fuente: 65ymas 4. Factores implícitos Derivados de la naturaleza de los microorganismos Relacionados con las características de crecimiento 4. Factores implícitos Influencias mutuas Competición – Depleción celular (perdida o disminución) – Sustancias antimicrobianas (bacteriocinas, antibióticos, ácidos) Estimulación – Sinergia – Simbiosis (ejemplo: en el yogur hay microorganismos que acidifican el medio y lo preparan para que se reproduzcan otros) Aspectos negativos y positivos 4. Factores implícitos Asociación/Sucesión Asociación microbiana como consecuencia de las interacciones entre los microorganismos y el resto de factores del alimento (microbiota que hay en un momento determinado) Evolución temporal de asociaciones  4. Factores implícitos Asociación/Sucesión Fuente: Microbiología, 2º de CTA-ULE 4. Factores implícitos Cultivos iniciadores Se trata de microorganismos especialmente seleccionados para influir sobre la evolución microbiana de un alimento. Se añaden en: Productos lácteos Productos cárnicos Vegetales (bebidas alcohólicas) Pescado Bacterias BAL: Lactococcus, Lactobacillus, Streptococcus / Enterococcus, Leuconostoc, Pediococcus. Bifidobacterias, Propionibacterias y Brevibacterias Micrococáceas Mohos Levaduras 4. Factores implícitos Cultivos iniciadores Probióticos Organismos viables que, al ser ingeridos, actúan en el tracto gastrointestinal originando un beneficio para el huésped. (Ejemplo: aliviar la intolerancia a la lactosa). Abióticos Probióticos no viables o componentes celulares del probiótico que ejercen un efecto positivo. Tienen partes de microorganismos probióticos (como los yogures que se pasterizan tras la fermentación). Prebióticos Sustancias utilizable por microorganismos que ejercen un efecto beneficioso y favorecen la implantación de una microbiota deseable/ favorable. Simbióticos Combinación de cultivos probióticos y sustancias prebióticas. 4. Factores implícitos Cultivos iniciadores 4. Factores implícitos Microbiología predictiva Área de investigación que tiene por objetivo proporcionar modelos matemáticos y estadísticos para predecir el comportamiento de los microorganismos en entornos alimentarios. utiliza los métodos matemáticos para describir los cambios en las poblaciones microbianas (comportamiento de microrganismos conociendo las características del alimento) y predecir la respuesta en condiciones que no han sido probadas experimentalmente (en el laboratorio). Habitualmente se utiliza para predecir la probabilidad de riesgos microbiológicos (que se multipliquen microrganismos patógenos o no), la vida útil de alimentos y establecer puntos de control. Tres niveles:  Primarios: Describen cambios en número de microorganismos con el tiempo.  Secundarios: Describen como los parámetros de los primarios cambian con los factores ambientales.  Terciarios: Integración de los anteriores en hojas de cálculo. 4. Factores implícitos Microbiología predictiva Modelo primario de destrucción microbiana (valor D). La pendiente es función de Tres niveles: la temperatura  Primarios: Describen cambios en número de microorganismos con el tiempo.  Secundarios: Describen como los Modelo secundario parámetros de los primarios cambian (cálculo del valor con los factores ambientales. z). La pendiente es característica del microorganismo 4. Factores implícitos Microbiología predictiva Tres niveles:  Terciarios: Integración de los anteriores en hojas de cálculo. Pathogen modelling program: http://pmp.arserrc.gov Combase: http://www.combase.cc 5. Factores de efecto conjunto Alteración microbiana de los alimentos Estabilidad de los alimentos:  Alimentos perecederos (2 -30 días)  Alimentos semiperecederos (30‐90 días)  Alimentos estables (90 días‐varios años) 5. Factores de efecto conjunto Causas de la alteración o Causas biológicas – Crecimiento y actividad microbiana – Plagas (insectos y ácaros, roedores, aves) o Acción de las enzimas presentes en el alimento o Reacción química no enzimática o Causa física – Temperatura extrema – Humedad relativa inadecuada – Luz solar y otras radiaciones – Oxígeno atmosférico – Agentes mecánicos 5. Factores de efecto conjunto Categorías de microorganismos alterantes o Bacilos Gram negativos – Aerobios (Pseudomonas, Acinetobacter, Moraxella) – Anaerobios facultativos Enterobacterias Microorganismos acuáticos (Vibrio, Aeromonas, Photobacterium) o Acción Bacilos Gram positivos esporulados o Reacción química no enzimática – Aerobios (Bacillus cereus, HRS) - Anaerobios (Clostridium) 5. Factores de efecto conjunto Categorías de microorganismos alterantes o Bacterias ácido-lácticas (BAL) o Otras bacterias Gram positivas – Brochothrix termosphacta – Micrococáceas o Levaduras y Mohos 5. Factores de efecto conjunto Acción sobre principios inmediatos o Alimentos con glúcidos: los microorganismos utilizaran primero los glúcidos. Se utiliza el azúcar mediante una fermentación glucolítica que producirá ácido y en consecuencia un descenso del pH. Glucosa, sacarosa, lactosa serán utilizados rápidamente por el descenso de pH (la leche tiene un disacárido de utilización inmediata por los microorganismos). Los polisacáridos son más difíciles de degradar, lo hacen los mohos, las bacterias no son capaces (ej: frutas como naranja). o Alimentos de naturaleza proteica: Degradación de proteínas (proceso lento que realizan las bacterias). La estructura del alimento se va deteriorando, se ablanda, pierde consistencia y se liberan aminoácidos que serán utilizados por los microorganismos. En condiciones aerobias se producen aminas con sabores amargos y olor neutro; en condiciones anaerobias se producen aminas con olor desagradable (olores azufrados = putrefacción). o Alimentos con compuestos nitrogenados de bajo peso molecular (no proteico) que cuando se degradan dan olores muy desagradables, amoniacales, y los microrganismos los utilizan muy rápido (como en el caso del pescado). 5. Factores de efecto conjunto Acción sobre principios inmediatos o Proteínas (se elimina el grupo ácido por descarboxilación dando lugar a olores desagradables y o Glúcidos produciendo compuestos tóxicos como la histamina) – Mono y oligosacáridos – Aminoácidos libres Descenso del pH Formación de aminas – Polisacáridos – Destrucción proteica Alteración estructural Degradación aerobia Putrefacción anaerobia o Lípidos (difícilmente alterables por microorganismos) o NNP (nitrógeno no proteico) – OTMA  TMA (olor a pescado estropeado) – Urea