Microbiología de alimentos termoprocesados y de larga vida PDF

Microbiología de alimentos termoprocesados y de larga vida Productos de larga vida → Aquí no se habla solamente de alimentos enlatados (el enlatado es un envase metálico generalmente de aluminio) sino también de otros alimentos que vienen en otras presentaciones. → Son alimento...

Microbiología de alimentos termoprocesados y de larga vida Productos de larga vida → Aquí no se habla solamente de alimentos enlatados (el enlatado es un envase metálico generalmente de aluminio) sino también de otros alimentos que vienen en otras presentaciones. → Son alimentos que han recibido algún tipo de tratamiento que busca eliminar los microorganismos que podrían crecer en condiciones ambientales, de distribución o de almacenamiento. Algunas veces el tratamiento térmico es antes del envasado y en otras después. → Escenarios: Alimentos herméticamente cerrados que se someten a un proceso térmico (enlatados). Alimentos que en un proceso en línea se someten a un proceso térmico para esterilidad comercial, luego se enfrían y se empacan asépticamente (envasado aséptico) Alimentos que en un proceso en línea se someten a un proceso térmico continuo, se empacan en caliente y se sellan herméticamente. → Aquí se tienen productos que están en lata, en envases de vidrios, en presentaciones tipo bolsas con plástico termorresistente, en cartón (jugos), etc. Proceso de enlatado de sardinas: → Video: https://www.youtube.com/watch?v=UNIXNi9lul8 → Primero se envasan y cuando están sellados herméticamente pasan por el proceso térmico (este tratamiento térmico es diferente a la cocción de 100° ya que el tratamiento principal es mediante la marmita con la que se va a obtener la esterilización comercial), una vez que pasa por este proceso donde se lleva a 121°C el producto pasa por un enfriamiento rápido que tiene que darse porque es crucial para asegurar la inocuidad del producto y posteriormente pasar a rotulado. Cierre de los recipientes: → El cierre de los enlatados es hermético y es fundamental, este es el tipo de cierre para enlatados ya que en el caso de los recipientes de vidrio es de tipo rosca. → En la imagen lo que está de un color gris claro es el recipiente en sí y el más oscuro es la tapa, la cual para poder cerrarse se pliega sobre sí misma. → Busca impedir la entrada de aire o cual elemento del exterior, por ejemplo, cuando se da el enfriamiento rápido posterior al tratamiento térmico se hace en agua a temperaturas menores a 40°, entonces el cierre debe estar bien para que el producto no se contamine. MICROBIOLOGÍA DE ALIMENTOS Y AGUAS (MB-21) | OSCAR MANUEL BARRANTES CHAVES Espacio de la cabeza: → Es el espacio que se encuentra entre la parte superior del producto, el liquido de gobierno y la parte superior del recipiente. → La altura que tiene el espacio de cabeza es por una razón ya que responde al tipo de tratamiento térmico que recibe el producto: en mayores temperaturas el espacio de cabeza es más alto. → Ejemplos: Las mermeladas por su naturaleza NO se someten a tratamientos térmicos por lo que tiene espacios de cabeza muy reducidos. Los productos ácidos tienen una temperatura de tratamiento de 100°C entonces tienen un espacio de cabeza grande pero no tanto como los productos de baja acidez, los cuales se someten a temperaturas de 121°C o más y el espacio de cabeza es mayor. Esterilidad biológica ✓ Ausencia total de microorganismos y sus toxinas, inactivación de enzimas celulares y microbianas. ✓ Se elimina TODO agente. Esterilidad comercial ✓ Aquí no se elimina todo. ✓ No hay formas vegetativas, esporas de bacterias patógenas o toxigénicas y microorganismos capaces de alterar el producto. ✓ Inactiva enzimas celulares y microbianas ✓ Se pueden tolerar esporas de algunas especies de la familia Bacillaceae (no patógenos, no toxigénicas e inertes). ✓ Al final lo que quedan son microorganismos que no van a causar enfermedad y que las condiciones de almacenamiento no causan deterioro. Por ejemplo, esporulados termófilos que tienen una temperatura optima de crecimiento mayor a 60°C por lo que en las condiciones de almacenamiento a 25°C no se multiplican. Sobrevivencia de microorganismos depende de: → Temperatura alcanzada → Tiempo de exposición a la temperatura (tiene que ser un tiempo sostenido a la temperatura determinada) → Composición del alimento: MICROBIOLOGÍA DE ALIMENTOS Y AGUAS (MB-21) | OSCAR MANUEL BARRANTES CHAVES  pH: en pH ácidos la resistencia de los microorganismos a los tratamientos térmicos es MENOR, entonces a pH ácidos no se necesitan temperaturas tan altas (esa es la razón por la cual los productos ácidos se trabajan a 100°C y los productos que son de baja acidez o pH neutro se trabajan a 121°C) NaCl 4%: pequeñas concentraciones de sal ayudan a proteger los microorganismos del tratamiento térmico, pero si se aumentan son más susceptibles (son resistentes solo en concentraciones pequeñas. Concentración de carbohidratos y grasas Contenido de agua → Tipo de microorganismo: los microorganismos esporulados tienen mayor capacidad de sobrevivencia. ¿Qué microorganismos podrían encontrarse en un producto comercialmente estéril? ▪ Bacterias esporuladas termófilas obligadas cuya temperatura optima está por encima de la temperatura de almacenamiento. ▪ En productos ácidos: microorganismos que no toleran pH bajos y que en esas condiciones no crecen. ▪ Bacterias esporuladas en productos que fueron sometidos a tratamientos térmicos y Aw bajo. Nota: Estos productos al someterse a tratamientos térmicos tan exhaustivos se eliminan prácticamente todos los patógenos relacionados con las matrices de alimentos vistos, por ejemplo, Salmonella, Escherichia coli O157:H7, Campylobacter, etc. El único patógeno que en estas condiciones da problema es Clostridium botullinum. Clostridium botullinum Bacilo Gran positivo Endosporas Formas vegetativas producen neurotoxina, cuando la espora pasa a su forma vegetativa se da la formación de la neurotoxina. Las esporas no pueden germinar a pH menores de 4,6. El peligro de esta bacteria es que haya condiciones óptimas para que germine la espora. Lo mejor es eliminar las esporas y si alguna sobrevive que no pueda germinar. Crece a Aw mayor a 0,85 D100°C aproximadamente 2,5 (menor a 0,1 min) D121°C 0,21 min (menor a 0,005 min) Los valores de D son los tiempos que se necesitan para que baje la cantidad de bacteria en 1 log. Métodos de conservación para alimentos de larga duración ▪ Tratamiento térmico para alimentos con pH mayor a 4,6: productos donde Clostridium botullinum es un peligro porque puede sobrevivir y pasar a forma vegetativa. ▪ Tratamiento térmico para alimentos con pH menor a 4,6: Clostridium botullinum no puede esporular. ▪ Envasado aséptico: alimentos que primero se someten al tratamiento que baja carga microbiana y posteriormente van a ser envasados asépticamente. ▪ Irradiación de alimentos: procesos que permiten que la vida de anaquel sea larga. ▪ Conservación por alta presión. MICROBIOLOGÍA DE ALIMENTOS Y AGUAS (MB-21) | OSCAR MANUEL BARRANTES CHAVES  Tratamiento térmico para alimentos con pH mayor a 4,6 (enlatados) enfermedad prototípica enfermedad prototípica enfermedad prototípica Es critico utilizar la cantidad correcta de calor para destruir los microorganismos que causan deterioro y patógenos. Calor por vapor: marmita Debe destruir Clostridium botullinum (TODA LA POBLACIÓN) Termófilos que resisten están inactivos a menos de 45°C. Disminuir la cantidad de esporas de no patógenos 6 logaritmos. Su objetivo principal es disminuir la cantidad de esporas de Clostridium botullinum en 12 logaritmos. Equivale a que se tuvieran 1012 esporas/g en el producto (un recuento muy alto) pero en una materia de buena calidad difícilmente va a llegar a recuentos tan altos, sin embargo, es mejor no arriesgarse por lo que el tratamiento térmico se diseña para 12 log y así eliminar todos. Cocción botulínica: cuando se aplica el tiempo que se requiere para eliminar 12 D (12 logaritmos) de esporas de Clostridium botullinum a 121°C. F121°C es 2,51 minutos. Tratamiento térmico para alimentos con pH menor a 4,6 enfermedad prototípica enfermedad prototípica enfermedad prototípica Tomates-frutas. Se tratan a 100°C Las condiciones de pH impiden el crecimiento de Clostridium botullinum, por lo que no es necesario trabajar con temperaturas tan altas. Hay problemas con microorganismos resistentes al calor y ácidos: comprometen la vida útil del producto.  Esporas resistentes al calor: Byssochlamys fulva es acidófilo termófilo que degrada pectina, CO2.  Esclerocios: Aspergillus  Esporas: Bacillus coagulans. Envasado aséptico enfermedad prototípica enfermedad prototípica enfermedad prototípica Se utiliza para productos que primero pasan por un tratamiento que disminuye carga microbiana y después se envasa. Se utilizan envases que fueron previamente esterilizados y luego llenados con producto frio en ambiente frio en condiciones comercialmente estériles (algunos se hacen en caliente). Se debe evitar que se contamine antes de que se llegue al cierre definitivo. Envases que no toleran calor, por ejemplo, envases plásticos. Se trata con H2O2, altas temperaturas y radiación ultravioleta. En condiciones estériles se le da la forma al recipiente Se llena con el producto estéril Se sella. MICROBIOLOGÍA DE ALIMENTOS Y AGUAS (MB-21) | OSCAR MANUEL BARRANTES CHAVES Sitios de desinfección: Recipientes Sistemas de corte Materiales Entorno. Nota: Resulta critico llevar a cabo procesos de desinfección en estos sitios. Irradiación de alimentos enfermedad prototípica enfermedad prototípica enfermedad prototípica Se expone los alimentos a energía procedente de rayos gamma, rayos X o haces de electrones. Aprobada por OMS y FAO Es muy efectivo para bajar carga microbiana No cuenta con mucho aceptación, es decir, a nivel de consumidor no hay mucha confianza con el uso de este método. La forma en cómo se trabaja este tipo de tecnologías permiten que el alimento no retenga radiación ni calentarse directamente, es decir, el alimento no se calienta ni retiene radiación. La energía que irradia que es la que tiene efecto sobre el producto se baja la carga microbiana. Europa: hierbas aromáticas secas, especies y vegetales condimentados. Estados Unidos: carnes rojas, carne molida, especies, hierbas aromáticas frescas, mariscos, frutas, etc. Ventajas: ✓ Destruye patógenos ✓ Retrasa maduración y germinación (altera enzimas de los productos) ✓ Es una alternativa segura y limpia a la fumigación ✓ No hay perdidas nutricionales significativas. Nota: Los productos que se someten a irradiación deben estar etiquetados. Conservación por alta presión (HPP) enfermedad prototípica enfermedad prototípica enfermedad prototípica Baja poblaciones microbianas e inactiva las enzimas del producto. Alimento se sumerge en tanques de agua presurizada. La presión es la que elimina los microorganismos sin que medie un tratamiento térmico, por lo que se conservan las propiedades nutricionales y organolépticas de los productos. 61 000 kg/cm2: 87 000 psi Carnes, ostras, guacamole, aderezos, etc. Ventajas: ✓ Maximiza la frescura y el sabor de los alimentos. ✓ No altera las propiedades nutricionales del producto. ✓ No lleva aditivos. MICROBIOLOGÍA DE ALIMENTOS Y AGUAS (MB-21) | OSCAR MANUEL BARRANTES CHAVES  Elementos que deben ser controlados durante el proceso de manufactura → Son puntos críticos de control → A la hora de que se manufacturan los alimentos de larga duración hay una serie de procesos que se tienen que tomar en cuenta: 1-Integridad del empaquetado  Resulta ser un elemento critico  Generalmente es una inspección física después de sellar el producto  El monitoreo microbiológico es muy costoso por lo que casi no se hace.  La prueba microbiológica se hace cuando hay quejas por parte del consumidor, en esta se inocula agua estéril con un determinado microorganismo fácil de aislar (por ejemplo, Escherichia coli), luego se sumerge el producto durante un determinado tiempo y se saca del envase, después se cultiva buscando aislar el microorganismo agregado anteriormente, si del alimento que estaba en el envase se logra aislar el microorganismo quiere decir que el envase no esta hermético porque entro el microorganismo que estaba en el agua, de esta manera se puede evaluar la integridad del envase, sin embargo, es una prueba que tiene sus costos y por eso se hace cuando se tienen quejas.  Se sumerge el producto en agua con un determinado inóculo de microorganismo y se incuba el producto para evaluar si hay crecimiento. 2-Calentamiento y enfriamiento  Se debe llegar a la temperatura diseñada para el proceso y que se mantenga durante todo el tiempo establecido (algunas veces los equipos dan problemas y no se cumplen los tiempos y temperaturas deseados)  Luego de la cocción botulínica se sumerge en agua para tener un enfriamiento rápido y evitar que germinen las esporas, si se calientan los envases y se dejan a temperatura ambiente durante aproximadamente 7 horas pueden salir las esporas y producir toxinas.  Se sumerge en agua menor a 45°C  Proceso rápido para evitar la germinación de esporas.  Agua tiene cloro residual y otros agentes sanitizantes  Agua debe tener una calidad microbiológica óptima. 3-Ingredientes  Se deben controlar las cargas microbiana ya que lo ideal es que los ingredientes aporten la menor carga microbiana posible.  Cargas altas en ingredientes pueden comprometer la eficacia del tratamiento que recibe el alimento  Alimentos que se deben tener cuidado son azúcar, especies, harina, cereales pueden tener esporas  Criterios microbiológicos de aceptación. MICROBIOLOGÍA DE ALIMENTOS Y AGUAS (MB-21) | OSCAR MANUEL BARRANTES CHAVES Pruebas:  Recuento de esporas aerobias termófilas  Recuento de esporas anaerobias termófilas.  Recuento de esporas anaerobias productores de sulfuro de hidrógeno (Clostridium botullinum)  Ascosporas termorresistentes (Byssochlamys spp.) 4-Durante el proceso → Monitorie de superficies: Concentracion de sanitizantes Tiempo de contacto Temperaturas ATP Recuentos → Áreas antes del proceso térmico: entre menor sea la carga microbiana antes del proceso mas exitoso va a ser. → Producto final: para hacer los análisis de laboratorio se requiere una incubación del producto y en algunas casos se hace un control con la incubación del producto final, por ejemplo: 30-37 °C por 10-14 días. 50-55 °C por 5-7 días Microorganismos relacionados con deterioro Tipo de deterioro en alimentos termoprocesados  Deterioro incipiente (puede estar incluso con un buen tratamiento térmico): es un deterioro que se produce antes del tratamiento térmico.  Contaminación luego del proceso térmico  Proceso térmico inadecuado  Deterioro por microorganismos termófilos. Deterioro incipiente: → Deterioro antes del proceso térmico. → Cuando se pasa por un tratamiento térmico se eliminan los microorganismos, pero el daño que ya habían hecho los microorganismos no se puede reparar. → Causas: Demoras en el proceso de sellado y procesamiento térmico Materias primas deterioradas Temperaturas altas de espera. → Riego si hay microorganismos productores de toxinas termorresistentes, por ejemplo, Staphylococcus aureus. → Es un tema de calidad, pero en el caso de que haya microorganismos productores de toxinas si se puede relacionar el deterioro incipiente con problemas de inocuidad. → Características: MICROBIOLOGÍA DE ALIMENTOS Y AGUAS (MB-21) | OSCAR MANUEL BARRANTES CHAVES  Envases pandeados o hinchados. Al examen microscópico los microorganismos no tienen su forma características porque al pasar por el proceso térmico se ven alterado. Cambios en pH que generalmente esta más bajo porque durante el deterioro antes del proceso térmico probablemente se produjeran ácidos orgánicos. Composición del aire en espacio de cabeza es diferente al normal. Vacío bajo o inexistente Cambios en el sabor y olor Microorganismos productores de deterioro en termoprocesados Microorganismos productores de deterioro en alimentos de acidez baja y media: A. Aerobios esporulados B. Anaerobios esporulados C. Levaduras, mohos y bacterias no esporuladas. Microorganismos productores de deterioro en productos ácidos: A. Bacterias esporulados B. Bacterias no esporuladas C. Levaduras y mohos. 1. Microorganismos productores de deterioro en alimentos de acidez baja y media 1a. Aerobios esporulados → Género más común: Bacillus sp. → Aerobios obligados y anaerobios facultativos → Dan problemas de fermentación simple que es cuando se produce el deterioro y NO hay producción de gas (se le llama también agriado plano) → Producción de gas Desnitrificación del nitrato (carnes, maíz) Bacillus cereus y Bacillus mesentericus → Producción de ácido y gas Bacillus macerans y Paenibacillus polymyxa. Geobacillus stearothermophilus  Produce Flat sour/agriado plano  Esta bacteria tiene una resistencia a tratamientos térmicos bastante significativa.  Se usa como control para evaluar la efectividad de tratamientos térmicos.  Causa fermentación simple: produce ácidos a partir de carbohidratos que le dan un sabor amargo al producto.  No produce gas.  Termófilo obligado: no crece a temperaturas por debajo de 35°C.  Bacillus coagulans también se ha asociado con alteración por amargor (productos con tratamiento menos intenso) MICROBIOLOGÍA DE ALIMENTOS Y AGUAS (MB-21) | OSCAR MANUEL BARRANTES CHAVES 1b. Anaerobios esporulados → Microorganismos de suelo → Termófilos Clostridium thermosacharolyticum: ▪ Fermenta carbohidratos produciendo ácidos, gas, Co2 e H2. ▪ Abombamiento de la lata por producción de gas. ▪ Olor butírico ▪ Temperatura óptima 55°C. Desulfotomaculum nigrificans: ▪ Producción de H2S (putrefacción sulfhídrica) ▪ Olor sulfhídrico ▪ Sin abombamiento ▪ Esporas menos resistentes que las de agriado plano ▪ Termófilo obligado. ▪ Asociado a tratamientos térmicos ineficientes Mesófilos: ▪ Puede verse a fallas en los cierres herméticos en los recipientes porque no deberían estar presentes ya que mueren durante el tratamiento térmico. ▪ 20 a 50°C ▪ Proteolíticos: producción de gas y olor desagradable ▪ Sacarolíticos: Clostridium butyricum, Clostridium pasteurianum, Clostridium perfringens Clostridium botulinum → Importante en el tema de inocuidad → Cuando los tiempos y temperaturas del tratamiento térmico no son los adecuados. → Bacilo Gram positivo, anaerobio y esporogénico. → La presencia de otros microorganismos puede generar condiciones que favorezcan su crecimiento. → Relacionado con botulismo: La persona infiere la toxina 4-14 días Parálisis flácida Otro cuadro: botulismo infantil Toxina se produce cuando la bacteria pasa de espora a forma vegetativa Toxina botulínica: Clostridium botullinum: Serotipos A-F Clostridium argentinense: Serotipo G Clostridium butyricum: Serotipo E Clostridium baratii: Serotipo F MICROBIOLOGÍA DE ALIMENTOS Y AGUAS (MB-21) | OSCAR MANUEL BARRANTES CHAVES Prevención: ✓ Evitar que las esporas lleguen al alimento ✓ Hay que asegurar que el tratamiento térmico elimine las esporas ✓ Prevenir la germinación y el crecimiento de las células vegetativas en el producto. Inactivación de esporas: → Por el tratamiento térmico → En buffer con tratamiento de irradiación → Tratamientos de alta presión con temperatura → Compuestos químicos → Características: La inactivación depende del tipo de proteína y el serotipo Calor (70°C 1 hora, 80°C por 30 minutos) Condiciones que pueden favorecer: ácidos orgánicos, proteínas, Ca, Mg Hay una pequeña cantidad que presenta resistencia, por lo que es mejor prevenir la toxina que inactivarla. 1c. Levaduras, mohos y bacterias esporuladas → Microorganismos con resistencia térmica baja. → Microorganismos que ingresan por fuga, es decir, NO es por el tratamiento térmico ya que por su naturaleza mueren durante este (entonces es por problemas de envase) Microorganismos Efecto ▪ Fermentación de sacarosa con Torula globosa y Torula lactiscondensis producción de gas Aspergillus repens ▪ Forma botones en el superficie del producto. Pseudomonas fluorescens ▪ Rancidez Streptococcus liquefaciens ▪ Licuefacción de gelatina (jamón) Enterococcus faecium y Enterococcus faecalis ▪ Olor y sabor desagradable en jamón Enterobacteriaceae ▪ Abombamiento Microorganismos productores de deterioro ▪ En productos ácidos 1. Microorganismos productores de deterioro en alimentos ácidos 2a. Bacterias esporuladas → Sacarolíticas: Clostridium pasteurianum y Clostridium butyricum Fermentación butírica (gas) → Fermentación simple Bacillus coagulans (flat sour o agriado plano) → Producción de gas Paenibacillus macerans y Paenibacillus polymyxa MICROBIOLOGÍA DE ALIMENTOS Y AGUAS (MB-21) | OSCAR MANUEL BARRANTES CHAVES 2b. Bacterias no esporuladas → Productoras de ácido láctico y en algunos casos de gas (agriado plano) → Se destruyen con un buen tratamiento térmico de 100°C → Lactobacillus brevis (gas) salsa de tomate → Leuconostoc pleofructi (limosidad) jugos de fruta → Leuconostoc mesenteroides (gas) piña enlatada → Estos normalmente se eliminan con tratamiento térmico 2c. Levaduras → Poco resistentes al calor → Relacionadas con problemas en el proceso de manufactura → Fermentan productos cuya concentracion depende de ácidos, azúcar y sal. 2c. Hongos filamentosos → Origen diverso → Byssochlamys fulva Resistente al calor (TO: 30-37°C) Frutas enlatas y en botella Degrada pectina (descomposición) Tolera pH bajo Libera CO2. Da problemas de sabor. → Byssochlamys nivea Fresas → Penicillium spp. Grosellas enlatadas → Aspergillus spp. Fresas enlatadas → Rhizopus nigricans Degradación frutas (albaricoque) → Rhizopus stolonifer Normativa  En la parte de inocuidad de este tipo de producto el único patógeno para considerar es Clostridium botullinum  Patógeno pertinente de los productos termoprocesados: Clostridium botullinum  En el reglamento si bien es cierto no pide hacer análisis de Clostridium botullinum pide hacer recuento de bacterias aerobias y anaerobias previo a incubación, hay otras normativas en otros países que pide recuento de anaerobios productores de H2S ya que una de las características bioquímicas de Clostridium botullinum es la producción de H2S. MICROBIOLOGÍA DE ALIMENTOS Y AGUAS (MB-21) | OSCAR MANUEL BARRANTES CHAVES   Se hace una incubación a 35°C y después de esta se hace un recuento total aerobio y anaerobio, esto se hace independientemente de la naturaleza del producto ya sea vegetal o animal. Inscripción Monitoreo CODEX  CAC/RCP 23-1979: código de prácticas de higiene para alimentos poco ácidos y poco ácidos acidificados envasados (se tienen alimentos que en condiciones normales no tienen pH acido, entonces se les aumenta la ácides para trabajar el producto que favorece la eficiencia de los tratamientos térmicos, por ejemplo, vinagre) Destrucción térmica de microorganismos Control antimicrobiano físico (calor) enfermedad prototípica enfermedad prototípica enfermedad prototípica  El mecanismo de acción del calor sobre los microorganismos es la desnaturalización de macromoléculas como proteínas y ácidos nucleicos  El calor húmedo es más efectivo que calor seco  A pH ácidos es más efectivo el tratamiento térmico  Los microorganismos más difíciles de eliminar son los esporulados, es decir, endosporas bacterianas (calcio, ácido dipicolínico y proteínas pequeñas solubles en ácido-SASP).  Destrucción sigue una cinética exponencial, es decir, permite sacar cálculos y estimar cual es el tiempo y temperatura que se debe usar para disminuir una población determinada de microorganismos o una cantidad que no comprometa la vida útil del producto.  Reducción decimal se calcula con respecto al tiempo de exposición. MICROBIOLOGÍA DE ALIMENTOS Y AGUAS (MB-21) | OSCAR MANUEL BARRANTES CHAVES Curva de sobrevivencia térmica En el eje X se tiene el tiempo y en el eje Y la población microbiana. A mayor temperatura el tiempo que se necesita para bajar 1 log es menor, por ejemplo, si se trabaja con 50°C y se quiere bajar el 90% de la población (1 log) se ocupan aproximadamente 40 min mientras que con 70°C se necesitan 4 minutos. Reducción decimal (D) → Tiempo que se requiere a una temperatura dada para reducir diez veces la viabilidad de una población (90%) → Si se cambia la temperatura o la naturaleza del microorganismo se debe calcular un valor D nuevo → A mayor termoresistencia, el valor de D es mayor porque se ocupa más tiempo para disminuir la población. D65°C=2 minutos D121°C=0,21 minutos Curva de sobrevivencia térmica: la pendiente hace referencia a cuanto tiempos se tarda en disminuir un log, la pendiente tiene un valor negativo porque está disminuyendo. ∆𝑡 T=La temperatura de la 𝐷𝑇 = − 𝑙𝑜𝑔𝑁1 − 𝑙𝑜𝑔𝑁0 curva de sobrevivencia ∆𝒕 N0=Población inicial 𝑫𝑻 = N1=Población final 𝒍𝒐𝒈𝑵𝟎 − 𝒍𝒐𝒈𝑵𝟏 Δt=Tiempo ▪ Al calcular la pendiente se calcula el valor de D ▪ En la ecuación la población se tiene que usar en log. ▪ Es mejor utilizar la segunda formula ya que para simplificar el numero negativo se quita y se coloca abajo, entonces es la misma fórmula solo que invertida, con este cambio la fórmula es más fácil de utilizar (ahora seria población inicial menos final) ▪ En los cálculos casi siempre el tiempo 1 es 0. ▪ Normalmente el valor D se trabaja en MINUTOS. Constante de resistencia térmica (valor Z) → Cantidad de grados centígrados necesarios para disminuir en un logaritmo la carga microbiana inicial. → El incremento de la temperatura de destrucción que es necesaria para reducir 10 veces el tiempo de destrucción bacteriana de una población de microorganismos. → Unidades de temperatura → A mayor resistencia, mayor valor Z. MICROBIOLOGÍA DE ALIMENTOS Y AGUAS (MB-21) | OSCAR MANUEL BARRANTES CHAVES Curvas de destrucción térmica ΔT=Cambio de ∆𝑡 𝑍=− temperatura 𝑙𝑜𝑔𝐷 𝑇2 − 𝑙𝑜𝑔𝐷 𝑇1 DT1=Valor D temperatura ∆𝒕 inicial 𝒁= 𝒍𝒐𝒈𝑫 𝑻𝟏 − 𝒍𝒐𝒈𝑫 𝑻𝟐 DT2= Valor D temperatura final Se usa cuando se cambia la temperatura para disminuir el valor de D en 1 log. Es el cambio de temperatura (final menos inicial) entre el cambio de los logaritmos del valor D. Se invierte para que la formula sea más fácil (igual que la anterior) Tiempo de muerte térmica → Tiempo en minutos a una determinada temperatura que se requiere para disminuir una población homogénea que tiene un valor Z especifico. 𝑭𝑻 = 𝑫𝑻 (𝒍𝒐𝒈𝑵𝟎 − 𝒍𝒐𝒈𝑵𝟏) FT=Tiempo de muerte térmica. N0=Población inicial N1= Población final Clostridium botullinum → Valor D121°C=0,21 minutos → Z=10°C → La cocción botulínica es bajar en 12 logaritmos la población (son 12D), por lo que 12 por 0,21 es 2,5 minutos Resumen: ✓ Valor DT: tiempo a una determinada temperatura para que la población baje 1 logaritmo ✓ Valor Z: temperatura necesaria para cambiar la población en un factor de 10 ✓ FT= cantidad de minutos a una temperatura necesarios para destruir completamente un número especifico de células viables. MICROBIOLOGÍA DE ALIMENTOS Y AGUAS (MB-21) | OSCAR MANUEL BARRANTES CHAVES  Problemas enfermedad prototípica enfermedad prototípica enfermedad prototípica Problema #1 Datos: N0: 2,5x102 UFC/g Z=10°C D121=0,21 min N1= 0 Procedimiento: Se convierte la población inicial a log: log (2,5x102 UFC/g) = 2,4 La opción #1 es usar la fórmula de tiempo de muerte térmica: 𝑭𝑻 = 𝑫𝑻 (𝒍𝒐𝒈𝑵𝟎 − 𝒍𝒐𝒈𝑵𝟏) 𝑭𝑻 = 𝟎, 𝟐𝟏 𝒎𝒊𝒏 (𝟐, 𝟒 − 𝒍𝒐𝒈𝑵𝟏) FT= 0,50 min La opción #2 es usar la fórmula de sobrevivencia térmica: ∆𝒕 𝑫𝑻 = 𝒍𝒐𝒈𝑵𝟎 − 𝒍𝒐𝒈𝑵𝟏 𝑇𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 − 0 0,21 𝑚𝑖𝑛 = − 2,4 − 𝑙𝑜𝑔𝑁0 T final=0,50 min Resultado: El tiempo mínimo que se requiere para llegar a una población de 0 a 121°C es 0,50 min. MICROBIOLOGÍA DE ALIMENTOS Y AGUAS (MB-21) | OSCAR MANUEL BARRANTES CHAVES  Problema #2 Datos: N0: 6,5x108 UFC/g Z=10°C D121=0,21 min N1= 0 Procedimiento: Se convierte la población inicial a log: log (6,5x108 UFC/g) = 8,8 La opción #1 es usar la fórmula de tiempo de muerte térmica: 𝑭𝑻 = 𝑫𝑻 (𝒍𝒐𝒈𝑵𝟎 − 𝒍𝒐𝒈𝑵𝟏) 𝑭𝑻 = 𝟎, 𝟐𝟏 𝒎𝒊𝒏 (𝟖, 𝟖 − 𝒍𝒐𝒈𝑵𝟏) FT= 1,8 min La opción #2 es usar la fórmula de sobrevivencia térmica: ∆𝒕 𝑫𝑻 = 𝒍𝒐𝒈𝑵𝟎 − 𝒍𝒐𝒈𝑵𝟏 𝑇𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 − 0 0,21 𝑚𝑖𝑛 = − 8,8 − 𝑙𝑜𝑔𝑁1 T final=1,8 min Resultado: El tiempo mínimo que se requiere para llegar a una población de 0 a 121°C es 1,8 min Parte B Además, preguntan que, si el 12D es suficiente para eliminar la población dada, se calcula el tiempo multiplicando 12x0,21 es que 2,52 min Obsérvese que si se aplica un tratamiento de cocción botulínica de 2,52 min es tiempo suficiente para eliminar toda la población, si el resultado anterior hubiera dado más de 2,52 min la cocción botulínica no es suficiente para eliminar esa población. MICROBIOLOGÍA DE ALIMENTOS Y AGUAS (MB-21) | OSCAR MANUEL BARRANTES CHAVES  Problema #3 Datos: N0: 4,0x105 UFC/mL Z=8°C D70°C=5 min T2= 85°C Tiempo= 30 segundos Procedimiento: Se convierte la población inicial a log: log (4,0x105 UFC/g) = 5,6 Se convierte el tiempo a minutos: 30 segundos/60= 0,5 min Se usa la ecuación de resistencia térmica para calcular el nuevo valor D: ∆𝒕 𝒁= 𝒍𝒐𝒈𝑫 𝑻𝟏 − 𝒍𝒐𝒈𝑫 𝑻𝟐 𝟖𝟓 − 𝟕𝟎 𝟖= 𝒍𝒐𝒈(𝟓) − 𝒍𝒐𝒈𝑫 𝟖𝟓°𝑪 D85°C=0,063 min Luego se usa la fórmula de sobrevivencia térmica para calcular la carga microbiana: ∆𝒕 𝑫𝑻 = 𝒍𝒐𝒈𝑵𝟎 − 𝒍𝒐𝒈𝑵𝟏 0,5 − 0 0,063 𝑚𝑖𝑛 = 5,6 − 𝑋 X= -2,3 log 10-2,3 Carga final=5,0x10-3 UFC/mL Resultado: La carga final es de 5,0x10-3 UFC/mL MICROBIOLOGÍA DE ALIMENTOS Y AGUAS (MB-21) | OSCAR MANUEL BARRANTES CHAVES  Problema #4 Datos: P0= 1,6X103 UFC/g D121°C=0,21 min Z=10°C T2=115°C Procedimiento: Se convierte la población inicial a log: log (1,6X103 UFC/g) = 3,2 Se usa la ecuación de resistencia térmica para calcular el nuevo valor D: ∆𝒕 𝒁= 𝒍𝒐𝒈𝑫 𝑻𝟏 − 𝒍𝒐𝒈𝑫 𝑻𝟐 𝟏𝟏𝟓 − 𝟏𝟐𝟏 𝟏𝟎 = 𝒍𝒐𝒈(𝟎, 𝟐𝟏) − 𝒍𝒐𝒈𝑫 𝟖𝟓°𝑪 D115°C=0,83 min Se usa la fórmula de tiempo de muerte térmica para calcular el tiempo: 𝑭𝑻 = 𝑫𝑻 (𝒍𝒐𝒈𝑵𝟎 − 𝒍𝒐𝒈𝑵𝟏) 𝑭𝑻 = 𝟎, 𝟖𝟑 𝒎𝒊𝒏 (𝟑, 𝟐 − 𝒍𝒐𝒈𝑵𝟏) FT= 2,7 min Se calcula el valor de 12D: 𝟏𝟐𝑫 = 𝟎, 𝟖𝟑 𝒎𝒊𝒏 𝒙𝟏𝟐 FT= 9,7 min Resultado: El tiempo mínimo que se requiere para llegar a una población de 0 a 115°C es 2,7 min El valor de 12 es 9,7 min MICROBIOLOGÍA DE ALIMENTOS Y AGUAS (MB-21) | OSCAR MANUEL BARRANTES CHAVES