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Cervantes Márquez Sandra Yareth Bromatología Grupo: 2701 Equipo 3 MICROBIOLOGÍA DE LOS ALIMENTOS Alteración de los alimentos: Microorganismos responsables La alteración de los alimentos es un hecho normal, no es extraordinario. Entre el 20 y el 30 de los alimentos que se pierden es debido a los microorganismos. En algunos lugares, un porcentaje similar es debido a roedores y similares. Veremos ahora los diferentes grupos de alimentos y los organismos que los alteran. Hortalizas, verduras y frutas

En principio, con esta composición podrá crecer una gran variedad de microorganismos. Los microorganismos que alteren los vegetales deberán enfrentarse en primer lugar a la envuelta que los recubre. Para una correcta conservación será básico conservar ese tegumento. Se trata de alimentos de carácter ácido, con escasa capacidad de tamponación. Los géneros con más probabilidades de afectar a estos alimentos son los que se presentan en la tabla. Erwinia provoca la podredumbre blanca de los vegetales. Otros agentes con capacidad para afectar a estos alimentos son los hongos. Botrytis cinnerea provoca la podredumbre gris en los vegetales. Tiene la capacidad de crecer sobre el fruto. Puede alterar la fresa incluso aunque esté integra. Proliferará igualmente si las condiciones de almacenamiento no son adecuadas. El agente causal de la podredumbre ácida es Geotrichum candidum. En este caso es necesario que intervenga algún vector, para que el organismo llegue al sustrato. Es necesario que intervengan moscas u otros insectos. Rhizopus stolonifera es el agente que provoca la podredumbre blanda de los vegetales. Es necesario un vector o que el vegetal haya sufrido alguna herida o similar para que el organismo penetre el tegumento. Carnes

Las carnes pueden verse alteradas por gran cantidad de microorganismos, ya que se trata de un gran sustrato para su crecimiento. Tienen un gran valor nutritivo y económico. Al ser sacrificado el animal y conservada su carne, se producirán una serie de reacciones: Deja de haber circulación, por lo que no llega oxígeno al músculo, de manera que se acaba produciendo la rigidez muscular a causa del bloqueo del complejo actina – miosina. Se produce un descenso de la temperatura del organismo, lo que provoca la solidificación de lípidos. Se producen en los últimos momentos de vida del animal la glucogenolísis y la glucólisis, de manera que se producirá lactato, que provocará una bajada del pH. Se produce una liberación de catepsinas, que provocan la desnaturalización de las proteínas. El interior del músculo debería ser estéril, pero al salir del matadero tendrá unos índices de 4

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presencia de bacterias entre 10 y 10 . Los géneros con más probabilidades de alterar la carne son los que se muestran en la tabla de la izquierda. El factor temperatura es el más importante para regular la velocidad y el tipo de alteración 4

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de la carne. Con índices de 10 y 10 serán carnes no alteradas. Con 10 hay ligeros signos 6

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de alteración, de manera que entre 10 y 10 hay grandes indicios, mientras que con 10 ya 9

no es consumible la carne. Con 10 hablaríamos ya de putrefacción. Podemos medir los índices de contaminación de la carne con mediciones directas de los microorganismos, pero no es práctico, porque tardarían demasiado, de manera que deberemos buscar un método que nos permita hacer mediciones a tiempo real. Se puede medir la calidad de la carne de muchas maneras: Mediante características físicas, como pueden ser conductividad o pH. Mediante métodos químicos, como la puede ser medir la concentración de algún metabolito, ya que la concentración de este metabolito estará en consonancia con la cantidad de organismos. Usaremos moléculas fácilmente detectables y que estén en relación con los organismos, como puede ser amonio,... y sobre todo dos diaminas, que son cadaverina y putrescina. Estas dos moléculas provienen de la descarboxilación de dos aminoácidos como la lisina y la arginina, llevada a cabo por algunos microorganismos, como Clostridium.

Nitritos La adición de nitritos, que tienen capacidades aditivas y conservantes, inhibirá el crecimiento de un grupo de organismos, los Gram negativos. La carne sería degradada por otras bacterias, como las Gram positivas, que tardarían más. Entre éstas podríamos encontrar las bacterias del ácido láctico. Si combinamos la adición de nitritos con una atmósfera rica en dióxido de carbono se potenciará el efecto. 3. Pescados

Todo el nitrógeno que se podrá encontrar en este tipo de alimentos será en forma de proteínas, ya que no hay urea, por ejemplo. El pescado tiene los microorganismos principalmente en agallas, escamas e intestinos. En teoría, igual que en la carne, el músculo del pescado es estéril. Es muy importante que se produzca una rápida evisceración, ya que en caso contrario podrían actuar las catepsinas en el intestino, que tienen una elevada actividad, y los organismos podrían acabar modificando el sabor del alimento, ya que podrían acabar llegando al músculo. No se aprecian diferencias entre pescados continentales y marinos, a excepción de las bacterias halófilas detectadas en los marinos. En la tabla de la izquierda se pueden ver las bacterias más comúnmente detectadas en pescados. Los dos primeros géneros acumulan cerca del 50% de los casos, mientras que Flavobacterium se da más raramente. Se podrían hacer recuentos para medir la calidad del pescado, pero no tiene mucho sentido, porque el pescado dura muy poco. Normalmente se buscan sustancias producidas por bacterias, como pueden ser alcoholes,... Un ejemplo es la detección de TMA-O. La trimetilamina oxidada está presente en el pescado fresco, pero no en el pescado alterado, ya que por acción bacteriana pasará a TMA, que se puede detectar fácilmente, ya que tiene un olor característico. En algunas especies se puede producir una acumulación de histamina. Normalmente no hay problemas, pero por descarboxilación de la histidina se puede pasar a histamina, debido a la acción de Morganella morganii o Hafnia. En estos casos se puede llegar a 400 mg de histamina, sobre los 40 de ingesta máxima diaria. En estos casos se suelen producir alergias y reacciones similares. 4. Crustáceos y mariscos Tienen una composición similar a los pescados, pero con hidratos de carbono, de 0 a 1 % en crustáceos y de 3 a 5 % en moluscos. Esto provocará una cierta facilidad para la alteración. Además de las bacterias ya mencionadas, podrán aparecer otros géneros, como Protius o Serratia. La frescura del alimento dependerá del pH que tenga. De 6 a 5,9 será aceptable. Entre 5, 9 y 5,7 estará alterado. Si está por debajo de 5 estará claramente pasado.

Se ha de tener en cuenta que los organismos que contaminarán un alimento serán los que se encuentren normalmente en el medio, de manera que será muy importante si el alimento es un filtrador, porque en ese caso se convierte en un bioacumulador. 5. Huevos El huevo es un alimento protegido intrínsecamente, debido a su cáscara. Pero además se ha de añadir la presencia de lisozima, un pH elevado, de carácter alcalino. Debido a todos los nutrientes que tiene en su interior, el huevo es un medio de crecimiento para los organismos brutal. En teoría, el interior del huevo es estéril. Pero parece ser que existe la posibilidad de que se contamine el interior del huevo con Salmonella. Existen más de 1000 serotipos de Salmonella, de algunos de los cuales el hombre es reservorio, mientras que otros viven en los animales o en la naturaleza. El problema es que los huevos se contaminan desde el mismo momento de la puesta con contaminantes fecales. Por lo tanto, el huevo que se usa a nivel industrial es pasteurizado. 6. Leche Pueden crecer muchos organismos en la leche. A priori debería ser estéril, si la vaca está 4

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sana. Lo normal es que al principio tenga de 10 a 10 microorganismos. Podremos encontrar microorganismos fecales debido a la proximidad, así como los organismos que crezcan en el entorno en que vive la vaca. Hemos de asegurarnos, pues, de que estos organismos no proliferen e incluso si podemos eliminarlos de la leche. 7. Cereales y harinas Tienen un alto contenido en carbohidratos y bajo en proteínas. Aparte de la poco agua que tienen, lo que ya puede constituir una barrera, muy pocos organismos podrán degradarlos, tan solo los que tengan amilasas, debido a la forma en que se encuentran los carbohidratos. Un género de riesgo es Bacillus. El tratar las harinas, hidratándolas, aumentan los riesgos. EL CONTROL DE PATÓGENOS EN LOS ALIMENTOS La detección y control de agentes patógenos es esencial para un nivel de seguridad óptimo para el consumo de alimentos.

La detección y control de agentes patógenos es esencial si queremos conseguir unos alimentos sanos y suficientemente seguros para su consumo. No obstante con la detección no basta. Entre otras razones, porque es realmente es imposible controlar todos los alimentos que se producen. Es por ello que se emplean estimaciones estadísticas que complementen los mecanismos analíticos. ¿Qué quiere decir esto? Que se calcula el número de muestras que hay que analizar para que la posibilidad de que una persona enferme por comer un alimento contaminado sea mínima.

Es obvio que para cualquier consumidor esta medida no va a ser suficiente.¿Qué hacer entonces? La única respuesta posible es instaurar las medidas adecuadas para que puedan controlarse los posibles patógenos en los alimentos, impidiendo su proliferación (sistemas de conservación) o asegurando mecanismos que hagan alterarse al alimento antes de que sea consumido con elevadas concentraciones de patógenos.

La detección La detección es uno de los principales problemas para poder llegar a conocer qué microorganismos pueden ser responsables de infecciones o intoxicaciones de origen alimentario. Esto es especialmente importante para los patógenos emergentes, ya que es esencial que haya técnicas apropiadas para conseguir un adecuado control, que nos pueda permitir disminuir el riesgo. Al mismo tiempo, los métodos para la detección de patógenos deberían ser capaces de detectar bajos niveles de este tipo de microorganismos, ya que generalmente se pretende determinar su ausencia en los alimentos. Para ello, cualquier método ha de incrementar, en una fase previa, el número de los microorganismos en la muestra a estudiar, para poder ponerlos de manifiesto con posterioridad. Los métodos tradicionales realizan un preenriquecimiento no selectivo, con el fin de recuperar las bacterias que se encuentren dañadas, pero no muertas, seguido de un enriquecimiento selectivo, para que se multipliquen los microorganismos deseados. Finalmente se les hace crecer en medios de cultivo diferenciales (nos permiten ver los patógenos que buscamos). Estos sistemas, sobre todo, necesitan tiempo. Por ejemplo, para detectar una Salmonella por métodos tradicionales se necesitan entre 5 días a 1 semana. Si el producto ha pasado a consumo puede ser que nos diera positivo un alimento que ya ha sido consumido. Por tanto, será imprescindible desarrollar técnicas cada vez más rápidas y fiables. Actualmente se pueden detectar patógenos en 24 horas, aunque lo más frecuente es que como máximo se consiga una detección fiable en 48 horas. Por este motivo es imprescindible la utilización de sistemas diferentes que permitan aumentar el número de microorganismos de interés por otros métodos selectivos. El sistema más utilizado es el empleo de anticuerpos, unidos a un soporte, lo que permite un secuestro selectivo previo (inmunocaptura), con una concentración posterior del elemento a valorar. La ventaja fundamental de este sistema consiste en que es posible separar el microorganismo de su unión, detectándolo posteriormente por sistemas tradicionales o por cualquier otra técnica rápida.

Técnicas de control Los avances de la tecnología han propiciado diferentes sistemas de conservación de los alimentos, que pueden inducir a la multiplicación de microorganismos no considerados hasta el momento como patógenos. La investigación microbiológica ha demostrado que los

microorganismos no son seres estables sino cambiantes, a veces impredecibles, que se adaptan a los cambios generados por el ser humano. Este hecho está claramente demostrado con la refrigeración, un procedimiento considerado completamente seguro, pero que actualmente, cuando su utilización se ha generalizado, ha permitido comprobar la existencia de ciertos patógenos con capacidad de multiplicación a bajas temperaturas. Para conocer la verdadera eficacia de un determinado sistema es necesario realizar estudios previos con aplicación real del mismo a los productos que se pretende tratar. El problema es que muchas veces no se conoce el microorganismo que puede dar lugar a cuadros patológicos en un futuro consumidor. Es imprescindible desarrollar, por tanto, un sistema de gran flexibilidad que permita controlar continuamente estos riesgos y que pueda ser modificado con los nuevos descubrimientos en materia de seguridad alimentaria. Este sistema es bien conocido y se denomina APPCC. Se trata de una metodología de trabajo considerada segura, aunque no una solución a todos los problemas. Actualmente hay una gran cantidad de preguntas que esperan respuesta al uso de APPCC. Entre otras: - ¿Qué cantidad de alimento hay que analizar? - ¿Es posible asegurar alimentos completamente sanos? - ¿Cuáles son los puntos críticos a controlar y cómo pueden ser adecuadamente controlados? En realidad son preguntas difíciles de contestar de forma resumida. La única respuesta es que todo es variable y dependerá del sistema y del producto a estudiar. El APPCC deberá ser siempre un sistema cambiante, con una readaptación constante. Por todo ello, se trata de un sistema simple, pero que requiere una adecuada preparación técnica y una considerable inversión de tiempo. El principal problema en la industria alimentaria es la separación entre zonas de producción. En términos generales se considera fundamental la separación entre zonas donde se procesan alimentos para su comercialización como productos de consumo en fresco y aquellos que se comercializan tras un cocinado o precocinado. En caso contrario las contaminaciones cruzadas serán muy frecuentes. Para el control de estos microorganismos la principal medida, una vez que el producto está contaminado, es limitar pero no impedir el crecimiento o multiplicación de la flora de alteración, competitiva de estos microorganismos. Esto se debe a que algunos microorganismos presentan capacidad para multiplicarse en la mayoría de los alimentos conservados. Entre ellos hay que resaltar a los denominados "flora láctica", formada principalmente por especies pertenecientes a los géneros Lactobacillus y Leuconostoc. Además de su capacidad para producir y sobrevivir en productos en los que se acumulan elevadas cantidades de ácido, son capaces de producir unas sustancias naturales con actividad antibiótica conocidas como bacteriocinas. Al asociar unas condiciones adecuadas para su multiplicación, su resistencia a la mayoría de los métodos de conservación y su capacidad para producir bacteriocinas, permite su crecimiento en los alimentos, causando la inhibición del crecimiento de otros microorganismos considerados patógenos.

Respecto a los patógenos que no pueden crecer con oxígeno (anaerobios estrictos), y en particular a los microorganismos pertenecientes al género Clostridium, se ha demostrado que algunas levaduras (Saccharomyces) son capaces de impedir la capacidad toxigénica (producción de toxina) de Clostridium difficile y probablemente también de otros microorganismos del mismo género. Por estas razones, debemos considerar una gran cantidad de parámetros en el control de los alimentos de forma eficaz, no debiendo descartar el empleo de microorganismos inhibidores del crecimiento de patógenos. En estos casos, si la refrigeración no funcionase bien, proliferarían alterando el alimento, indicando que no se debe consumir porque han podido proliferar patógenos y en el caso de que los hubiese, éstos podrían quedar a su vez controlados por la proliferación de alterantes. Este sistema sería un sistema "ecológico" de conservación muy bien aceptado por los consumidores. Hay ejemplos tradicionales de este sistema, como es el caso del yogur o de productos fermentados naturales como los embutidos crudos curados (salchichones, chorizos, etc.). Todos ellos demuestran que se trata de un método eficaz y suficientemente seguro.