MAYRA BELTRAN PINEDABiol.Msc Ciencias-Microbiologia UNAL

Caractersticas de los tejidos animales y vegetales van a influir el crecimiento de microorganismoAl conocer dichas caractersticas se puede prevenir o retardar la alteracin microbiana de los alimentos.

Dependen de las caractersticas del sustrato de crecimiento(alimento)

pHContenido de humedadPotencial redoxContenido de nutrientesConstituyentes antimicrobianosEstructuras biolgicas

BACTERIASHONGOSEn general los microorganismos crecen mejor en condiciones de neutralidad pH(6,6-7,5).Son pocos los que crecen en pH menores de 4,0.Son mas exigentes en relacin al pHPrincipalmente las bacterias patgenasColonizan alimentos con pH mas elevadosNo son tan exigentes en relacin al pHPueden crecer en pH muy cidos.Colonizan alimentos con pH mas bajosMedidores de pH

ProductopHCebollas5,3-5,8Papa5,3-5,6Tomates4,2-4,3Zanahoria4,9-6.0Limn1,8-2,0Manzanas2,9-3,3Naranjas3,6-4,3Uvas3,4-4,5Mantequilla6,1-6,4Leche6,3-6,5Queso4,9-5,9Carne de res5,1-6,2Pollo6,2-6,4Pescado6,6-6,8Atn5,2-6,1Camarones6,8-7,0

La buena conservacin de frutas, vinagres y vinos se debe a su pH ya que pocos microorganismos pueden crecer en esos valores.

Los pH de las carnes y alimentos marinos tienen valores mas cercanos a la neutralidad y eso hace factible la proliferacion de microorganismos.

INTERVALOS DE pH DE CRECIMIENTO PARA ALGUNOS MICROORGANISMOS

MicroorganismoIntervalo de pH de crecimientoMohos0,5-10Levaduras1,5-8,5Salmonella sp.3,8-9,3Acetobacter sp.4,0-9,3Listeria sp.4,1-9,6E.coli4,5-8,2B.cereus5,0-9,3Shigella sp.5,0-9,0Vibrio sp.5,0-9,5Clostridium sp.5,0-8,3

Acidez intrnseca: Propia del alimento

Acidez Biolgica: Gracias a la actividad de microorganismos, es propia de productos fermentados.

Tanques de fermentacin

Funcionamiento de enzimas: muchas se pueden ver inactivadas cuando el pH del medio es muy acido o muy bsico.

El pH interno de las clulas tiende a la neutralidad, para eso cambian el pH de su entorno produciendo desechos cidos y bsicos

Transporte de nutrientes al interior de la clula se ve afectado cuando hay pH extremos pues se desnaturaliza la membrana.

Algunos microorganismos pueden ver afectada su morfologa cuando estn en pH extremos.

Actividad del agua (Aw): necesidad de agua del microorganismo.

En alimentos frescos la actividad de agua est por encima de 0,99BACTERIASHONGOSNecesitan mas Aw que los hongosGram positivas> gram negativasBacterias alterantes no crecen con Aw menor a 0,91No son tan exigentes en relacin a la AwPueden crecer en sustratos con Aw bajos(0,80)

VALORES MINIMOS DE AW PARA ALGUNOS MICROORGANISMOS

MicroorganismoValores mnimos de AwClostridium sp.0,97Pseudomonas sp.0,97Escherichia coli0,96Bacillus subtilis0,95Candida utilis0,94Staphylococcus aureus0,86Penicillum0,81Aspergillus echinulatus0,64

A cualquier temperatura el crecimiento de los microorganismos se reduce si se reduce la Aw.La presencia de nutrientes aumenta el intervalo de Aw en el cual los microorganismos son capaces de sobrevivir.

La aw de un alimento puede reducirse aumentando la concentracin de solutos en la fase acuosa de los alimentos mediante la extraccin del agua o mediante la adicin de solutos.

Disminucin de la velocidad de crecimiento y el tamao de la poblacin final.

La Aw esta influenciada por otros factores ambientales como el pH la temperatura de crecimiento y el potencial de oxido-reduccin.

Los microorganismos usan estrategias de proteccin ante estrs osmtico, acumulan solutos. Ej: iones K+, glutamato, prolina, sacarosa,alanina, etc.La Aw reducida efectos desfavorables en la estructura de la membrana celular pues esta se debe mantener en estado lquido.

El potencial redox indica las relaciones de los microorganismos vivos con el oxgeno y puede ser utilizado para especificar el ambiente en que un microorganismo es capaz de vivir, generar energa y sintetizar nuevas clulas.

Cada tipo de microorganismo slo puede vivir en un estrecho rango de valores redox.

Los microorganismos son sensibles al potencial O/R de su medio de crecimiento (alimento).

OXIDACIONREDUCCIONPrdida de un electrn, ganancia de un OxgenoGanancia de un electrn, prdida de un OxgenoPotencial O/R:Facilidad con el cual un sustrato gana o pierde electrones.

Microorganismos aerbicosNecesitan valores de O/R positivosMicroorganismos anaerbicosNecesitan valores de O/R negativosExisten diversas sustancias en alimentos que ayudan a mantener condiciones reductoras como el acido ascrbico y azucares reductores de frutas y hortalizas y el grupo SH de las carnes.

El potencial redox en un alimento cocido es menor que en un alimento crudo.

Tipo de microorganismosCaractersticaAerobio estrictoNecesita oxgeno como aceptor final de electrones y un potencial O/R positivo (Pseudomonas sp., Bacillus sp, Micrococcus sp.)Aerobio facultativoPrefiere al oxigeno y requiere un potencial O/R positivo (Enterobacterias y Staphylococcus sp)Anaerobios estrictosNecesitan potenciales O/R negativos (Clostridium sp. y Propionibacterium sp.)MicroaeroflicosIncapaces de realizar respiracin aerobia pero viven en presencia de Oxigeno (Lactobacillus sp., Pediococcus sp. Streptococcus sp.)

Los microorganismos pueden afectar el Potencial O/R del alimento.

Los aerobios pueden reducir el Potencial O/R del alimento, pues al crecer sobre este, las sustancias ricas en oxigeno se agotan, y se enriquecen en sustancias reductoras.

El potencial tambin puede reducirse por la produccin de subproductos metablicos como el H2S.

REQUERIMIENTOS NUTRICIONALESAguaFuente de energaFuente de NitrgenoVitaminasMinerales

Fuentes de energaAzucaresAlcoholesAminocidosCarbohidratos complejos*Celulosa*GrasasFuentes de nitrgenoAmonioNitratoN2VitaminasVitaminas del grupo B (poca cantidad)Principalmente para bacterias gram negativas (no la sintetizan).Mohos y gram negativas son capaces de sintetizar la mayora de sus necesidades. Crecen en alimentos pobres en vitamina B.Las frutas tienen poca vitamina B, pH bajo, potencial O/R+, esto hace que sean mas alteradas por hongos que por bacterias

Algunos alimentos muestran estabilidad ante el ataque microbiano, esto es gracias a la presencia de sustancias antimicrobianasSUSTANCIAS ANTIMICROBIANASAceites escencialesLactoferinaConglutininaCaseinaSistema lactoperoxidasa

ACEITES ESCENCIALESEuglenol; canelaAllicina:ajoTimol: SalviaIsotimol: Organo

Lactoferrina , caseina. conglutinina Leche de vaca

Sistema lactoperoxidasaPresente en leche bovinaSistema inhibidor que consta de tres componentesLactoperoxidasaTiocianatoPeroxido de hidrogeno

Amplio efecto contra bacterias gram negativassicrotrofas como Pseudomonas sp.

AlimentoCompuesto antimicrobianoHuevoLisozima, conalbunima, ovotransferrinaFrutas, hortalizas, tDerivados del acido hidroxicinmico(p-cumrico), ferlico, cafeico y clorognico)

La cubierta natural de algunos alimentos proporciona una excelente proteccin contra la entrada y dao por parte de microorganismos.Testa de las semillasCubierta de frutasCascara de huevosPiel de animales

Propiedades del medio de conservacin que afectan tanto a los alimentos como a los microorganismos

Temperatura de conservacinHumedad relativa del medioPresencia y concentracin de gasesPresencia y actividades de otros microorganismos

Los microorganismos pueden crecer en un rango amplio de temperaturas.

Psicrtrofos: Alteran carnes, pescado, huevo, pollo en refrigeracin.

TipoCrece entreT ptima de crecimiento (C)Psicrtrofos7C o menos20-30Mesfilos20-4530-40Termfilos45C55-65

Los mohos crecen en intervalos amplios de T. Aspergillus, Cladosporium crecen a T de nevera, Las levaduras pueden ser psicrotorofas o mesfilas.

TipoEjemplos de MicroorganismosPsicrotrofasAlcaligenesShewanellaBrochothrixCorynebacteriumFlavobacteriumLactobacillusMicrococcusPseudomonasMesfilasEnterococcus, etcTermofilasBacillus, Clostridium

La calidad del producto alimenticio estar determinada por la temperatura de almacenaje.

Parece deseable almacenar a temperaturas de refrigeracin pero no siempre es la mejor opcin, eso depende del alimento. Hortalizas (10C), pltanos(13-17C).

La eficacia de la T de almacenaje depende de otros factores como la Humedad relativa y la presencia o ausencia de gases como el CO2 y el O3.

Es importante desde el punto de vista de la actividad del agua.

Se debe garantizar que la Aw de un alimento sea constante, para eso la humedad del ambiente no debe favorecer la captacin de agua por el alimento.

Si se aumenta la Aw puede aparecer crecimiento de microorganismos.

Los alimentos que se alteran en su superficie por la accin de mohos, levaduras y determinadas bacterias deben almacenarse e condiciones de Aw bajas.

Aunque el alimento se almacene en esas condiciones, el propio alimento emitir humedad al ambiente y puede que se vuelva indeseable.

Para eso se puede modificar la atmosfera gaseosa sin rebajar la humedad relativa.

CO2Es el gas mas importante para controlar los microorganismos en los alimentos.O3Gas atmosfrico con propiedades antimicrobianas, usado para alargar la vida comercial de determinados alimentos

Es permitido en Australia, Francia, Japn y en 1997 fue permitido en Estados unidos.

Se ha demostrado que concentraciones de 0,15 a 500 ppm en el aire inhiben el crecimiento de algunas bacterias y levaduras alteradoras.

La inhibicin microbiana aumenta cuando las temperaturas de almacenaje disminuyen, debido a la >solubilidad del CO2 en aguas bajas T.

La inhibicin microbiana aumenta cuando el pH disminuye en la escala cida.

Las bacterias gram negativas son mas sensibles a la inhibicin por CO2, siendo las mas sensibles las Pseudomonas y las mas resistentes Clostridium.

La fase lag y los se retrasan.

Se afecta la permeabilidad de membranas celulares

Algunos microorganismos producen sustancias que son inhibidoras o letales para otros.AntibioticosBacteriocinasPerxido de hidrogenocidos orgnicos

Antibitico: Sustancia qumica producida por un ser vivo que a bajas concentraciones mata (accin bactericida) o impide el crecimiento (accin bacteriosttica) de ciertas clases de microorganismos sensibles.

Bacteriocinas: pptidos con funcin antibacterial que pueden romperse fcilmente por medio de proteasas, actan sobre bacterias relacionadas filogeneticamente a las que las producen, presentes en bacterias y archaeas.

Perxido de hidrogeno: Antiseptico general, su mecanismo de accin se debe a sus efectos oxidantes: produce OH y radicales libres que atacan una amplia variedad de compuestos orgnicos (entre ellos, lpidos y protenas que componen las membranas celulares de los microorganismos)

Acidos orgnicos: Reduccin del pH extracelular con la consecuente inactivacin de ciertas enzimas.

Inhibicin o destruccin general de un microorganismo por otros representantes del mismo habitat o medio.

Dack y Lippitz: la flora normal de las empanadas congeladas inhiba a clulas inoculadas de S. aureus y E. coli.

Actividades antagonistas propias de la flora normal de un alimento frente a L. monocytogenes y frente a cepas patgenas de E. coli.

Para que se de este fenmeno la flora normal debe estar presente en altas concentraciones en relacin al microorganismo que se quiere inhibir.Competencia por nutrientesCompetencia por sitios de adhesinModificacin desfavorable del medio

Fenmeno en el cual una bacteria acido lctica inhibe o destruye microorganismos emparentados filogenticamente que pueden alterar los alimentos cuando se encuentran en cultivo mixto.Factores AntibioticosPeroxido de hidrogeno}Reduccin del pHAgotamiento de nutrientesBacteriocinas

Cultivos protectores: Microorganismos que se pueden incorporar a un producto alimenticio para conseguir la conservacin.

Opcin de futuro para la conservacin de alimentos crudos o moderadamente procesados

La flora lctica y el grupo de las Pseudomonas son los principales candidatos para la conservacin biolgica de carnes y verduras, respectivamente.

Propiedadesdeseables de uncultivo protector1.No ofrecer riesgos para la salud

2.Brindar efectos beneficiosos al producto

3.No tener impacto negativo sobre las propiedadessensoriales del alimento.

4.Actuar como indicadoras de uso incorrecto del alimento