• Author / Uploaded
• Sonia

• Categories
• Las bacterias
• Alimentos
• Carne
• Microorganismo
• Contaminación

Citation preview

CAPITULO I 1.- INTRODUCCION A LA MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS 1.1.- Los microorganismos como agentes de deterioro de alimentos. - Alimento deteriorado: aquel dañado por agentes microbianos, químicos o físicos de forma que es inaceptable para el consumo humano. - Aproximadamente el 20% de las frutas y verduras recolectadas se pierden por deterioro microbiano producido por alguna de las 250 enfermedades de mercado. - Los agentes causantes de deterioro pueden ser bacterias, mohos y levaduras; siendo bacterias y mohos lo más importantes. - Las carnes son los alimentos más fácilmente de deterioro. Durante el proceso de deterioro se va seleccionando una población o tipo de microorganismos predominante la variedad inicial indica poco deterioro y refleja las poblaciones iniciales. - Cada tipo de alimento se deteriora por acción de un tipo de microorganismo concreto cada asociación es especifica. - De todos los microorganismos presentes en un alimento solo algunos son capaces de multiplicarse activamente sobre el alimento resultando seleccionados. Existen una serie de factores que «dirigen esta selección». a. b. c. d.

Factores intrínsecos (aw, pH , redox, nutrientes, estructuras, agentes antimicrobianos), composición del alimento. Tratamientos tecnológicos: modifican flora inicial. Factores extrínsecos: condiciones físicas del ambiente. Factores implícitos: relaciones entre los microorganismos establecidas como consecuencia de los factores a, b y c.

Estos cuatro factores determinan lo que se denomina resistencia a la colonización de un alimento. A continuación se relacionan en orden alfabético algunos de los géneros importantes que se sabe se encuentran en los alimentos. Algunos de ellos son deseables en determinados alimentos; otros los alteran o producen gastroenteritis. Bacterias Acinetobacter Aeromonas Alcaligenes Alteromonas Bacillus Brochothrix Campylobacter Carnobacterium Citrobacter Clostridium Corynebacterium Enterococcus

Enterobacter Erwinia Escherichia Flavobacterium Hafnia Lactococcus Lactobacillus Leuconostoc Listeria Micrococcus Moraxella Pantoea

Pediococcus Proteus Pseudomonas Psychrobacter Salmonella Serratia Shewanella Shiguella Staphylococcus Vagococcus Vibrio Yersinia

Mohos Alternaria Aspergillus Aureobasidium

Cladosporium Colletotrichum Fusarium

Mucor Penicillium Rhizopus

Botrytis Byssochlamys

Geotrichum Monilia

Trichothecium Wallemia Xeromyces

Issatckenkia Kluyveromyces Pichia Rhodotorula Saccharomyces

Schizosaccharomyces Torulaspora Trichosporon Zygosaccharomyces

Levaduras Brettanomyces Candida Cryptococcus Debaryomyces Hanseniaspora Protozoos Cryptosporidium parvum Entamoeba histolytica

Giardia lamblia Toxoplasma gondii

Hace unas décadas las enfermedades de origen alimentario (ETA) eran menos frecuentes porque los sistemas alimentarios eran menos complejos, peligros para la salud humana, porque los alimentos pueden contaminarse en el transporte de un país a otro y llegar a producir brotes de enfermedad sino se cuenta con métodos estrictos y adecuados de control, lo cual plantea importantes desafíos a las autoridades de salud, responsables de establecer y controlar el cumplimiento de las normas sobre inocuidad de los alimentos. La enfermedad alimentaría (ETA) o intoxicación alimentaría, es producida por la ingesta accidental, incidental o intencional de agua y alimentos mal preparados, deficientemente conservados o contaminados con agentes físicos, químicos y/o microbiológicos, toxinas elaboradas por bacterias, (toxina estafilocóccica, toxina botulínica) o por diversas sustancias químicas que pueden encontrarsen en forma natural en los alimentos. Las enfermedades de origen alimentario, se pueden presentar en cualquier lugar, predominando aquellos donde se practican malos hábitos higiénicos y/o los productores de alimentos eran los mismos consumidores, las poblaciones eran mas estables y los movimientos migratorios reducidos. En los años venideros las ETA probablemente tenderán a crecer, por la urbanización, los modos de vida, la modificación de los hábitos alimentarios de los consumidores, la tendencia cada vez mas generalizada a tomar los alimentos fuera del hogar, la misma jornada de trabajo y estudio, obliga al consumo de alimentos en diferentes establecimientos, (casinos, restaurantes, comidas rápidas, cafeterías, ventas callejeras, entre otros). Si bien la mundialización del comercio alimentario, ofrece a los consumidores mayor variedad de alimentos, también entraña peligros para la salud humana, porque los alimentos pueden contaminasen en el transporte de un país a otro y llegar a producir brotes de enfermedad sino se cuenta con métodos estrictos y adecuados de control, lo cual plantea importantes desafíos a las autoridades de salud, responsables de establecer y controlar el cumplimiento de las normas sobre inocuidad de los alimentos. La enfermedad alimentaria (ETA) o intoxicación alimentaría, es producida por la ingesta accidental, incidental o intencional de agua y alimentos mal preparados, deficientemente conservados o contaminados con agentes físicos, químicos y/o microbiológicos, toxinas elaboradas por bacterias, (toxina estafilocóccica, toxina botulínica) o por diversas sustancias químicas que pueden encontrarsen en forma natural en los alimentos. Las enfermedades de origen alimentario, se pueden presentar en cualquier lugar, predominando aquellos donde se practican malos hábitos higiénicos y/o sanitarios y en lugares en condiciones de hacinamiento. Constituyen una causa importante, de mortalidad en países industrializados y en vía de desarrollo y en estos últimos, son causa frecuente de mortalidad. Según el último informe sobre las condiciones de salud en las Américas, publicado por la Organización Panamericana de la salud (OPS), en el período comprendido de 1960 a 1990, ocurrieron casi cinco millones de defunciones en niños menores de cinco años por diarrea; esto significa que hasta tres millones y medio de niños murieron por diarrea debido al consumo de alimentos contaminados. En Estados Unidos, la FDA (Administración de alimentos y medicamentos de los Estados Unidos), calcula que pueden ocurrir anualmente hasta 81 millones de casos de salmonellosis de origen alimentario por año. En Inglaterra y Gales, los gastos médicos y el valor de las vidas perdidas por solo cinco infecciones de origen alimentario se estimaron en 1996, en 300 a 700 millones de libras al año.

En los países en desarrollo (con exclusión de China), la morbilidad y mortalidad asociadas a la diarrea, se estimó en 1990 en unos 2700 millones de casos por año, con 2.4 millones de defunciones en menores de cinco años. La reaparición del cólera en el Perú en 1991, ocasionó una pérdida de 700 millones de dólares en las exportaciones de pescado y productos pesqueros. En Colombia se estima que pueden ocurrir anualmente 372.000 casos de diarrea en menores de cinco años.2,3 En América Latina y El Caribe, la información enviada por 21 países y recopilada por la Organización Panamericana de la Salud y la Organización mundial de la salud (OPS/OMS) en el sistema regional de información sobre la vigilancia epidemiológica de las enfermedades transmitidas por alimentos, coordinado por el Instituto Panamericano de Protección de Alimentos y Zoonosis (INPPAZ), revela que entre 1995 y 1999, se informaron 4234 brotes de ETA, en las cuales enfermaron 142.639 personas y fallecieron 240.3 En Colombia las infecciones alimentarías son captadas como casos individuales a través del formato SIS 12, no permitiendo esta forma de registro identificar la presencia de brotes de ETA. A partir del segundo semestre de 1996 a nivel nacional, se empezó a captar los brotes de ETA a través del Sistema Alerta Acción (SAA). Para 1997, entre las semanas epidemiológicas 1 a 20, se notificaron un total de 39 brotes de ETA; el departamento de Antioquia aportó el 33.3% de los brotes, seguido por Santa Fé de Bogotá y Nariño con el 17.9% y 15.4% respectivamente. Los principales agentes biológicos causales de los brotes de enfermedades alimentarías fueron diferentes especies de Salmonella spp, Staphylococcus aureus, Clostridium perfringes,Clostridium botulinum, Escherichia coli.3,5 Los alimentos comúnmente asociados a estos brotes son los de origen animal especialmente, la carne y sus productos, leche, huevos y productos a base de huevo, mariscos y moluscos de mar; se han reportado brotes de botulismo producidos por palmitos, ensaladas preparadas con papas horneadas, ajo picado y conservado en aceite, también brotes de hepatitis A y algunas virosis transmitidas por frambuesas congeladas, jugos de naranja envasado comercialmente, pan y otros. Nuevos microorganismos patógenos y otros que antes no se relacionaban con el consumo de alimentos están aumentando el riesgo de las enfermedades de origen alimentario. A partir de los ochenta se comenzó a ofrecer información documentada en el sentido de que varias bacterias patógenas nuevas entre ellas E. Coli 0157:H7 y Listeria monocitogenes, podían provocar enfermedades significativas trasmitidas por alimentos, especialmente en niños pequeños, ancianos y personas con deficiencias inmunológicas. La encefalopatía espongiforme bovina, conocida comúnmente como la enfermedad de las vacas locas, se ha asociado con una nueva variante de la enfermedad de Creutzfeldt Jacob en los seres humanos. E coli se identificó por primera vez en 1979; tras el brote inicial; E coli enterohemorrágica ha sido causa de morbilidad y mortalidad en diferentes países, por el consumo de carne de vacuno picada, sidra de manzana no pasteurizada, lechuga, brotes de alfalfa y agua de bebida. En varios países del mundo se ha propagado Salmonella typhimurium con resistencia a cinco antibióticos de prescripción común. La información también revela que alrededor del 40% de los brotes de ETA ocurre en los hogares, restaurantes, cafeterías, tiendas de comestibles, comedores escolares, o donde se prepara alimentación para colectividades. En consecuencia es fundamental para cualquier país y particularmente para Perú tomar conciencia de la importancia que reviste la protección de los alimentos en todas las etapas de la cadena alimentaria encaminadas a disminuir estas enfermedades y razón para que los gobiernos y autoridades de salud enfrenten este desafió con un enfoque interdisciplinario, que involucre a todos los sectores de la producción y comercio de alimentos, para establecer el uso de BPM (buenas practicas de manufactura) y el HACPP, (análisis de riesgos y puntos críticos de control) desarrollar programas masivos de educación en higiene y seguridad microbiológica de los alimentos dirigidos a todas los manipuladores, y en general la adopción de acciones normativas que aseguren el consumidor el acceso a alimentos inocuos.

2.- FUENTES DE CONTAMINACIÓN DE LOS ALIMENTOS: Los alimentos juegan un papel importante en la trasmisión de enfermedades de origen alimentario debido a que se pueden contaminar a partir del aire, agua, suelo, animales, utensilios, el hombre y durante el proceso de producción primaria, transporte, almacenamiento, elaboración y distribución. Entre los contaminantes químicos se encuentran los metales pesados, mercurio, plomo, cadmio y otros, utilizados en la fabricación de utensilios para cocina; toxinas elaboradas por proliferación bacteriana, constituyen una fuente importante de enfermedades de trasmisión alimentaria, aunque en muchos casos sea difícil relacionar los efectos con un alimento particular. La reciente crisis de las dioxinas, en la carne y productos avícolas, constituye un ejemplo específico de las posibilidades de contaminación química generalizada desde una única fuente.

En la cadena alimentaría se usan de manera de liberada aditivos alimentarios, nitritos, nitratos, para conservar características sensoriales del alimento, micronutrientes, medicamentos veterinarios y plaguicidas, que pueden tener graves consecuencias para la salud humana y ser causa significativa de enfermedades de origen alimentario. Otros agentes físicos, vidrios, papeles, plásticos, pelos y otros se mezclan accidentalmente con el alimento durante la elaboración y aunque tienen menos importancia en microbiología alimentaría pueden ser peligrosos para quienes los consumen. Las principales fuentes de contaminación biológica de los alimentos, son los microorganismos: bacterias, hongos, virus, y parásitos. Los alimentos, por si mismos, pueden albergar microorganismos patógenos, toxigénicos y saprofitos; la biota inicial de los alimentos de origen animal está conformada por gran variedad de microorganismos entre ellos Acinetobacter spp., Moraxella spp., Pseudomonas spp., Flavobacterium spp., Bacillus spp., Micrococus spp., Enterobacter spp., Salmonella spp., Yersinia spp., Echerichia coli, Staphylococcus spp., Clostridium perfringens, virus y parásitos; por consiguiente la contaminación inicial de alimentos se origina desde los animales que se encuentres enfermos y pueden contaminar la carne y los utensilios durante el sacrificio. Así por ejemplo, durante la evisceración, se pueden diseminar enterobacterias, como Escherichia, Salmonella, Shigella o Proteus, Enterococos. Hay gérmenes de interés creciente, a los cuales se responsabiliza de cuadros de enteritis o septicemias: Campylobacter y Yersinia. La Comisión de Salud y medio ambiente de la OMS, ha señalado que gran parte del aumento de las infecciones alimentarias puede atribuirse a los progresos de la cría de ganado. Los métodos de ganadería intensiva han favorecido la propagación de Salmonella spp, cuya presencia se ha generalizado a los criaderos de aves de corral, cerdos y vacunos. Salmonella spp, Pseudomonas spp, Clostridium perfringens y Staphylococcus aureus, están asociados frecuentemente con la carne cruda de mamíferos y aves así como bacterias emergentes y reemergentes tipo Campylobacter spp. La leche sin pasteurizar puede contener Staphylococcus spp., Streptococcus spp., Mycobacterium bovis, Brucella spp, Salmonella spp, Listeria monocitogenes y Campylobacter jejuni. Los huevos de gallina son la principal fuente de Salmonella enteritidis, que suele ocasionar graves trastornos intestinales (salmonellosis) y las cáscaras contienen en su mayoría Salmonella spp. Los alimentos de origen vegetal puede albergar coliformes fecales, por el riego con aguas contaminadas, el uso de abonos orgánicos como estiércol, lo cual aumenta el riesgo, si se tiene en cuenta que muchos de los vegetales se consumen crudos o se emplean como ingredientes de platos o postres cuya composición facilita la multiplicación de patógenos. La materias primas de origen acuático son vehículos potenciales de microorganismos patógenos, como Clostridium botulinum tipo E, Vibrio parahaemolyticus y Salmonella, numerosos zooparásitos, virus enteropatógenos, y causa frecuente de toxiinfecciones alimentarias, debido a deficientes condiciones higiénicas en la pesca, transporte y temperaturas inadecuadas de las bodegas de embarcaciones. El Staphylococcus aureus y Clostridium botulinum son los principales agentes causantes de intoxicación, el Bacillus cereus, Clostridium perfringes de toxiinfección, diversos géneros causantes de infecciones como Listeria monocitogenes, Salmonella typhimurium y Escherichia coli, han sido descritas por la Organización Mundial de la Salud como una nueva significativa amenaza para la salud pública. Los gérmenes patógenos, pueden pasar de un alimento crudo a uno cocido o viceversa, a través de los manipuladores o de una superficie no alimentaria, instalaciones, equipos, utensilios, de ahí el concepto de contaminación cruzada, importante en materia de inocuidad de alimentos y factor importante en las enfermedades trasmitidas por alimentos. Los virus, han causado brotes de enfermedades intestinales, pese a que no se pueden multiplicar en los alimentos, su difusión se hace a partir de las manos de portadores humanos y del agua no potable. Es importante mencionar la morbilidad causada por virus presentes en alimentos, como mariscos, ostras, mejillones, que se hayan cultivado en aguas próximas a vertidos de aguas residuales en el mar. Los virus entéricos humanos, son vehiculizados por los alimentos, entre ellos el virus de la poliomelitis, virus ECHO, adenovirus, reovirus y el virus de la hepatitis A. Según información epidemiológica el virus de la hepatitis A, se ha podido relacionar con la ingesta de mariscos contaminados por heces. Los parásitos necesitan un hospedero para sobrevivir. Los protozoos y helmintos pueden llegar al hombre a través del agua, carne cruda o insuficientemente cocida, verduras u hortalizas que se consumen crudas o alimentos contaminados con materia fecal. Hay determinados géneros de parásitos que interesan en la microbiología alimentaria, como la Giardia lamblia, la Entamoeba histolytica y una serie de protozoos parásitos, que se multiplican por esporas, como los géneros Cryptosporidium parvum, Sarcocystis, y Toxoplasma gondii. Las costumbres y hábitos alimentarios son de gran importancia en la frecuencia y distribución de enfermedades producidas por parásitos.

Las micotoxinas, son metabolitos tóxicos elaborados por mohos que colonizan los alimentos. Cuando éstos se ingieren, si la sustancia tóxica se presenta en cantidad suficiente, origina intoxicación con lesiones importantes. La mayoría de las micotoxinas son productos del metabolismo secundario del moho infectante. Entre las principales micotoxinas se encuentran la ergotamina producida por el hongo Claviceps purpúrea, que parasita las gramíneas especialmente el centeno, las aflatoxinas producidas por dos especies de mohos: Aspergillus flavus y Aspergillus parasiticus que parásitas al cacahuete, maíz, almendra, avellana y coco; la patulina producida por diversos mohos especialmente, Aspergillus clavatus, que parasita granos, Penicillium expansum agente de podredumbre de las frutas, sobre todo de manzanas y Byssochlamys nivea y Byssochlamys fulva, que está presente como forma imperfecta Paecilomyces en zumos de frutas. Las ocratoxinas son producidas por Penicillium verrucosum y diversas especies de Aspergillus, habituales en el maíz y forrajes secos, que provocan intoxicaciones caracterizadas por manifestaciones hemorrágicas y diarreicas. Existen bajo la denominación de tricotecenos un grupo de mas de ochenta micotoxinas responsables de intoxicaciones en animales y humanos. Las ratas y vectores, moscas cucarachas y otros, desempeñan un papel importante en la contaminación. Transmiten enfermedades a través de la orina, heces, o saliva, al posarse sobre los productos alimenticios. La contaminación biológica se origina además, por manipuladores de alimentos, que pueden albergar patógenos en su organismo, los cuales se multiplican y alcanzan una dosis infectante; por hábitos inadecuados de higiene personal, o prácticas higiénicas erróneas en la manipulación, producción y servido de alimentos. El ser humano es un eslabón más en la cadena contaminante. La diseminación de una persona a otra por vía fecal-oral es la más habitual y generalmente es causa asociado a brotes de enfermedad alimentaría. Los edificios e instalaciones que no cumplen con las normas mínimas de saneamiento, equipos y utensilios contaminados, disposición inadecuada de basuras, sistemas ineficientes de control de insectos, roedores y en general la higiene y desinfección deficiente, constituyen factores que causan enfermedad a partir de alimentos.

2.1.- FACTORES QUE INFLUENCIAN EL CRECIMIENTO BACTERIANO EN LOS ALIMENTOS Existen factores de proliferación o crecimiento bacteriano, relacionados con las características y propiedades físicoquímicas del alimento denominado intrínseco y extrínseco, que guardan relación con el medio ambiente, temperatura de procesamiento, humedad relativa y gases. 2.1.1.-FACTORES INTRÍNSECOS Los microorganismos necesitan agua, carbono, nitrógeno, sales minerales, vitaminas, eventualmente oxígeno y son capaces de utilizar los alimentos para conseguir sus elementos esenciales, porque los alimentos contienen los nutrientes necesarios para el desarrollo de los microorganismos, sin embargo las diferencias de composición ejercen un efecto selectivo sobre su biota microbiana. Las bacterias tienen necesidades alimenticias definidas, se diferencian según la fuente energética que puedan utilizar. Las bacterias coliformes y las especies de Clostridium, suelen ser quimiorganotrófos y utilizan gran variedad de hidratos de carbono; muchas especies de Pseudomonas usan compuestos carbonados distintos como ácidos orgánicos y sus sales, alcoholes y ésteres, algunas hidrolizan carbohidratos complejos; de la misma forma otras pueden satisfacerse con compuestos nitrogenados sencillos como amoníaco y nitratos o complejos como proteínas y aminoácidos. Las bacterias varían también en sus necesidades vitamínicas o de factores suplementarios de crecimiento. A) CONCENTRACION DE HIDROGENIONES El medio en que se desarrolla un microorganismo tiene gran influencia en la estabilidad de macromoléculas, como enzimas o proteínas, o en iones entre otros y por ello, no es de extrañar que el crecimiento y metabolismo de los gérmenes estén determinados por el pH del alimento. La acidez o alcalinidad de una sustancia se mide según la escala de pH, símbolo que hace referencia a la concentración del ión hidrógeno. Un pH de 7 es neutro (ejemplo el agua potable), inferior a 7 es ácido y uno superior es alcalino. La concentración de hidrogeniones de termina la clase de bacteria que crece en un alimento y los cambios que originan en él. Cada organismo tiene un pH de crecimiento óptimo, mínimo y máximo, (Ver tabla 1). El pH de un alimento es uno de los principales factores que determinan la supervivencia y multiplicación de los microorganismos durante la preparación, almacenamiento y distribución.9,16,17 La mayoría de las bacterias crecen bien a un rango de pH de 4.5 a 9, y tienen óptimo crecimiento entre 6.5 y 7.5, es la razón por la cual los

alimentos de origen animal, carnes, pescados; son los responsables de la mayoría de brotes e intoxicaciones alimentarias, (Ver tabla 2). Valores aproximados Ph a los cuales crecen ciertos microorganismos. ORGANISMOS Escherichia coli Salmonella typhi Streptococcus lactis Lactobacilus spp Ca. Thiobacillus thioxidans Mohos Levaduras Acontium velatum (hongo)

MINIMO 4,4 4,5 4,3 - 4,8 3,0 1,0 1,5 - 2,0 2,5 0,2 - 0,7

MAXIMO 9,0 8,0 7,2 11,0 8,0 - 8,5 7,0

Cifras aproximadas de pH en productos lácteos, carnes, aves y pescados. PRODUCTO

pH

Carne y aves Vaca (picada) Jamón Ternera Pollo Pescados y mariscos Pescado (en la mayor parte de las especies) Almejas Cangrejos Ostras Atún Gambas Salmón Gálidos Productos lácteos Mantequilla Suero de mantequilla Leche Crema Queso (Americano blando y Cheddar)

5,1-6,2 5,9-6,1 6,0 6,2-6,4

6,6-6,8 6,5 7,0 4,8-6,3 5,2-6,1 6,8-7,0 6,1-6,3 6,1-6,4 4,5 6,3-6,5 6,5 4,9-5,9

Tabla 1. Límites de pH que permiten la multiplicación de Microorganismos

Microorganismos pH minimo pH máximo _____________________________________________________________________________________________ Bacterias Gram Negativas Escherichia Coli Proteus vulgaris Pseudomona aeruginosa Salmonella paratyphi Samonella typhi

4.4 4.4 4.4 5.6 4.5 4.0

9.0 9.2 9.2 8.0 7.8 9.6

Vibrio parahaemolíticus 4.8 11.0 Bacterias Gram Positivas B Cereus 4.9 9.3 B subtilis 4.5 8.5 Clostridium Botulinum 4.7 8.5 C. sporogenes 5.0 9.0 Enterococus spp 4.8 10.6 Lactobacillus sp 3.8 7.2 Listeria monocytogenes 4.0 9.0 Micrococcus spp 5.6 8.1 Staphylococcus aureus 4.0 9.8 Streptococcus lactis 4.3 9.2 Streptococcus pyogenes 6.3 9.2 Levaduras Candida psudotropicalis 2.3 8.8 Hansenula canadensis 2.1 8.6 Saccaromyces spp 2.1 9.0 Schizisaccharomyces octosporus 5.4 7.0 Hongos Aspergillus oryzae 1.6 9.3 Penicillium italicu 1.9 9.3 Penicillium variable 1.6 11.1 Fusarium oxysporum 1.8 11.1 Phycomices blakesleeanu 3.0 7.5 ______________________________________________________________________________________________________ ______________ Tomado de: Arenas H A. Sistema de análisis de riesgos y puntos críticos de control. En: Enfermedades trasmitidas por alimentos. 1° ed. Santa Fé de Bogotá Trazo Ltda. 1997 Valores aproximados del pH en algunas frutas y verduras. VERDURAS Espárragos (puntas y tallos) - 6,1 Judías (verdes y secas) Remolacha (azúcares) Brecol Col de Bruselas Col (verde) - 6,0 Zanahoria 4,9-5,2; 6,0 Coliflor Apio - 6,0 Maíz Berenjena Lechuga 6,0 Aceitunas 3,6-3,8 Cebollas (rojas) 5,3-5,8

pH 5,7 4,6 y 6,5 4,2 - 4,4 6,5 6,3 5,4

5,6 5,7 7,3 4,5

Perejil 5,7-6,0 Chirivías Patatas y Batatas 5,4-5,6 Calabaza 4,8-5,2 Ruibarbo 3,1-3,4 Espinacas 5,5-6,0 Calabacín 5,0-5,4 Tomates (enteros) 4,2-4,3 Nabos 5,2-5,5 Frutas Manzanas 2,9-3,3 Plátanos 4,5-4,7

5,4

Higos Toronja (jugo Limones Mejicanos 1,8-2,0 Melones 6,3-6,7 Naranjas (jugo) B) POTENCIAL ÓXIDO – REDUCCIÓN

4,6 3,0

Ciruelas 2,8-4,6 Sandías 5,2-5,6 Uvas 3,4-4,5

3,6-4,3

El potencial redox, tiene un efecto fundamental sobre la microbiota de un alimento, porque el crecimiento bacteriano se puede producir dentro de un amplio margen de potencial redox, los microorganismos se suelen encuadrar dentro de un intervalo de ese potencial, dentro del cual son capaces de crecer. Es decir, el potencial redox, indica las reacciones de óxido reducción, que se necesita en el metabolismo microbiano en base a la presencia o ausencia de oxígeno. Los microorganismos aerobios necesitan valores redox positivos para crecer y los anaerobios frecuentemente requieren valores redox negativos. Ello explica porqué hay bacterias que sólo pueden proliferar en presencia de oxígeno, aerobias, mientras que otras proliferan en ausencia de éste, las anaeróbicas y las anaerobias facultativas, que crecen con o sin oxígeno. Las microaerófilas necesitan una cantidad definida pero pequeña de oxígeno libre. C) ACTIVIDAD DEL AGUA Los microorganismos requieren la presencia de agua, en una forma disponible, para que puedan crecer y llevar a cabo sus funciones metabólicas. La mayoría de las bacterias crecen bien en sus medios con una actividad de agua (aw) próxima a la unidad (por ejemplo de 0.995 a 0.998). La aw óptima y el límite más bajo de ello que permite el crecimiento, varía con la bacteria, así como con el nutriente, temperatura, pH, presencia de oxígeno, anhídrido carbónico y de inhibidores, siendo menor para las bacterias que crecen en concentraciones altas de azúcar (sacarófilas) o sal (halófilas). Los límites o niveles de actividad acuosa para el crecimiento de hongos, levaduras y algunas bacterias favorece multiplicacion de microorganismo a temperatura óptimas (ver tabla 3), así como la influencia de la aw en la biota microbiana de los alimentos,18-20 (ver tabla 4). Tabla 3. Niveles mínimos de actividad acuosa aw que favorece la multiplicación de microorganismos a temperaturas óptimas

HONGOS Alternaria Citri Aspergillus candidus A. flavus A. flumigatus A. Níger A. ochraceus Botrytis cinerea Chrysoporidium Fastidium Erotum chevalieri E repens Penicillium citrinum P. cycloplum P expansam P. islandicum P. patalum P. viridicatum

aw 0.84 0.75 0.78 0.82 0.77 0.77 0.78 0.69 0.71 0.71 0.80 0.81 0.83 0.83 0.81 0.81

LEVADURAS Debaryomices hansenli 0.83 Saccaromyces baili S.cerevislae S. rousli BACTERIAS B cereus B stearothermopilus

aw 0.80 0.90 0.62

0.95 0.93

B subtilis Cl Botulinum tipo A Cl Botulinum tipo B Cl Botulinum Tipo C Cl perfringes Enterobacter aerógenes Escherichia Coli Halobacterium halobium Lactobacillus viridescens

0.90 0.95 0.94 0.97 0.95 0.94 0.95 0.75 0.95

Rhizopus nigricans Rhizoctonia solani Waltemia sebi Salmonella spp Staphylococcus aureus Vibrio parahaemolyticus Vibrio cholerae

0.93 0.96 0.75 0.95 0.86 0.94

L. plantarum Listeria monocitógenes 0.90 Pseudomonas fragi

0.97

0.95

Tabla 4. Influencia del aw en la flora microbiana de los alimentos. Aw ALIMENTOS Mayor a 0.98 Carnes, pescados, verduras y leches.

0.98-0.93

0.94

MICROORGANISMOS Se multiplican la mayoría de gérmenes que alteran los alimentos y todos los patógenos transmitidos por alimentos

Leche evaporada, pan, embutidos Se multiplican las cocidos enterobacteriáceas, incluyendo la, Salmonella la flora de alteración y con frecuencia bacterias ácido lácticas.

0.93-0.85

Carne bovina seca, leche condensada Se multiplican staphylococcus edulcorada aureus y muchos hongos productores de micotoxinas. Las levaduras y hongos son microorganismos primarios de alteración

0.85-0.60

Harinas, cereales y frutos secos

No se multiplican bacterias patógenas. La alteración es por microorganismos xerófilos, osmófilos y halófilos.

Inferior a 0.60

Confites, pastas, biscochos, leche y huevos en polvo

No se multiplican los microorganismos, sin embargo pueden seguir siendo viables por mucho tiempo.

Actividad acuosa de ciertos alimentos. ALIMENTO

ACTIVIDAD ACUOSA

Frutas Frescas

0.97 - 1.00 0.9 7 - 0.99

Pan 0.96 - 0.97 Queso 0.95 - 1.00 Carne Fresca 0.95 - 1.00 Queques Carne 0.87 - 0.95 Jamón 0.75 - 0.80

0.90 - 0.94

Miel 0.54 - 0.75 Frutas Secas 0.55 - 0.80 Caramelo Chocolate 0.55 - 0.80 Caramelos 0.60 - 0.65 Leche Seca 0.20 Vegetales Secos Galletas

0.20 0.10

2.1.2.- FACTORES EXTRINSECOS Son aquellos que se relacionan con todo lo que rodea el alimento o sus procesos, algunos de los más importantes son:

A) HUMEDAD RELATIVA las condiciones ambientales de humedad y temperatura tienen un importante efecto sobre la supervivencia y crecimiento de los microorganismos. La HR, representa la proporción de vapor de agua, existente en un volumen atmosférico dado, en relación con la cantidad que se necesita para obtener la saturación. Es un factor a considerar, ya que la aw del alimento y la HR del ambiente al que está expuesto, siendo la HR, esencialmente, una medida de aw en fase gaseosa. Así por ejemplo un alimento de baja aw almacenado a una temperatura con una HR alta, tiende a establecer un equilibrio y el agua de la fase gaseosa pasa el alimento. El proceso puede ser muy lento, pero es posible que se generen zonas superficiales de condensación de agua en la que prosperen gérmenes que hasta ese momento estaban en estado latente. La humedad relativa es muy sensible a la temperatura, con temperaturas altas tiende a disminuir y con temperaturas bajas tiende a aumentar potenciando los fenómenos de condensación. Estos fenómenos son especialmente aprovechados por mohos y levaduras, por tanto la conservación de los alimentos secos debe hacerse en ambientes con una humedad relativa baja. B) TEMPERATURA La temperatura es otro de los factores ambientales que más influyen en el crecimiento de los microorganismos y por consiguiente puede provocar el deterioro de un alimento. Las bacterias, las levaduras, los mohos y en general, los microorganismos que pueden afectar los alimentos, tienen una temperatura óptima a la cual sus funciones metabólicas y su capacidad de crecimiento presentan un rendimiento máximo, (ver tabla N°5). De esta forma se encuentran los termófilos, microorganismos capaces de proliferar a altas temperaturas, con óptimas que oscilan entre 35ºC y 75ºC, tienen una tasa de crecimiento alta pero muy corta. Se pueden encontrar tanto en el aire, en el suelo y en los alimentos, siendo los principales géneros bacterianos: Bacillus y Clostridium; entre los mohos, Aspergillus, Cladosporium y Thamndium. Tabla 5. Temperaturas básicas para algunos microorganismos. Grupo Temperatura en °C Mínima Optima Termófilos 40-45 55-75 Termótrofos 15-20 30-40 Mesófilos 5-15 30-40 Psicrófilos -5 a + 5 12 a 15 Psicrótrofos -5 a +5 25 a 30

Máxima 60-90 45-50 40-47 15 a 20 30 a 35

Dentro de los microorganismos termófilos, es posible incluir a los termótrofos, que son mesófilos, que se pueden desarrollar a temperaturas elevadas, como ocurre con las bacterias lácticas, por ejemplo, Streptococcus thermophilus o Lactobacillus bulgaricus que se multiplican a 45ºC o bacterias fecales, como Streptococcus faecalis, que lo hace a 50ºC. En los mesófilos se encuentran los microorganismos capaces de desarrollarse a temperaturas entre 15ºC y 40ºC con una óptima de 30ºC a 40ºC, aunque la mayoría de ellos o los mas importantes lo hacen a 37ºC. Se encuentran en alimentos que están a temperatura ambiente o refrigerados en los que se ha roto la cadena de frío. Es el grupo mas importante de microorganismos, pues comprende la mayoría de las especies patógenas para los seres humanos y los animales, así como una gran parte de las especies saprofitas. Las bacterias que crecen bien a temperaturas bajas, se desarrollan bien desde los 0°C; siendo su temperatura óptima la que oscila entre 12°C y 15°C; dentro de este grupo existe un subgrupo, el de los psicrótrofos, se trata de microorganismos que, por sus temperaturas de crecimiento, se asemejan mas a los mesófilos; su temperatura óptima está entre 35ºC y 40ºC, aunque se pueden desarrollar a temperaturas próximas a 0ºC. Pequeñas diferencias de temperatura a la que se mantienen los alimentos, pueden dar lugar al desarrollo de diversos microorganismos y por consiguiente generar alteraciones en los alimentos. Las especies, que causan enfermedad e infección en el hombre proliferan sobre todo a la temperatura del cuerpo humano (37°C). 3.- PRINCIPIOS BASICOS DE DETERIORO MICROBIOLOGICO DE LOS ALIMENTOS 3.1.- INTRODUCCION.

La alteración de los alimentos consiste en todos aquellos cambios de origen biótico o abiótico que hacen que el alimento no sea adecuado para el consumo. El deterioro causado por microorganismos es resultado de las relaciones ecológicas entre el alimento y el microorganismo. Para poder predecirlo y controlarlo hay que conocer la características del alimento como medio soporte del crecimiento de microorganismos y los microorganismos que colonizan habitualmente dicho alimento. 3.2.- DETERIORO DE VEGETALES. 3.2.1.- Composición de los vegetales. El contenido medio de agua es el 88%, y de nutrientes: 8,6% de carbohidratos, 1,9% proteínas y 0,3% de grasa. Desde el punto de vista nutritivo los vegetales pueden permitir el crecimiento de levaduras, hongos y bacterias y, por tanto, ser alterados por estos microorganismos. Puesto que hay un alto contenido en agua y un bajo contenido en carbohidratos, la mayoría del agua está en forma libre, por lo que el crecimiento de bacterias está muy favorecido. El pH de los vegetales también es compatible con el de muchas bacterias y, por tanto, éstas pueden crecer fácilmente. Los vegetales tienen unos valores de oxidación/reducción altos por lo que el crecimiento de microorganismos aerobios está favorecido. 3.2.2.- Agentes bacterianos. Los mayores causantes de deterioro son las bacterias del género Erwinia y algunas Pseudomonas que producen pectinasas capaces de romper la capa exterior de los vegetales y colonizar así los tejidos internos. Tanto en el caso de bacterias como en el de hongos, el deterioro puede iniciarse incluso antes de la recolección y se ve favorecido por cualquier circunstancia que altere la integridad física del vegetal (porque así se permite la entrada de los microorganismos al interior). 3.3.- DETERIORO DE FRUTAS. Las frutas tienen en torno al 85% de agua y en torno a un 13% de hidratos de carbono, por lo que la cantidad de agua disponible es claramente inferior a la de los vegetales, y los porcentajes medios de proteínas y grasas son 0,9 y 0,5% respectivamente. El contenido en otros nutrientes como vitaminas y coenzimas es similar al de los vegetales; por tanto, en principio, sobre las frutas también pueden crecer mohos, levaduras y bacterias. Sin embargo el pH de frutas es demasiado bajo, en general, para que pueda haber crecimiento bacteriano y elimina estos microorganismos del deterioro incipiente de frutas, que es llevado a cabo por hongos y levaduras. 3.4.- DETERIORO DE CARNES Y PESCADOS FRESCOS Y PROCESADOS. Las carnes son los alimentos más alterables debido en su características de composición: alto contenido en proteínas y grasas y en cofactores que favorecen el crecimiento bacteriano. Prácticamente todos los tipos de bacterias son capaces de crecer y deteriorar productos cárnicos; además, la flora inicial del producto, más si está procesado, puede ser muy variada.

En cuanto al pH, el de la carne es compatible con la mayoría de los microorganismos y su potencial de O/R permite el crecimiento tanto de anaerobios, en profundidad, como de aerobios, en la superficie, del alimento. El principal efecto selectivo es el debido al almacenamiento a bajas temperaturas en cámaras frigoríficas que selecciona psicrotrofos. 3.4.1.- Deterioro de carnes de vaca, cerdo y similares. Al sacrificarse el animal se producen una serie de cambios fisiológicos que dan inicio a la producción de la carne comestible: parada circulatoria, fin del reciclaje muscular del ATP , inicio de la glicolisis y bajada del pH, descontrol del crecimiento de microorganismos e inicio de la desnaturalización de proteínas. Este proceso tarda entre 24 h y 36 h. a la temperatura habitual de almacenamiento (2-5º C) Durante el proceso de descenso de temperatura se inicia el deterioro interno debido, sobre todo a C. perfringens y enterobacterias; cuando la temperatura es baja el deterioro es predominante debido a la flora superficial. En las canales también se puede producir deterioro superficial debido a hongos y a levaduras; sin embargo, en carnes procesadas, picadas, el deterioro es debido solo a bacterias del grupo de Pseudomonas, Acinetobacter, Moraxella. La temperatura de incubación es la razón de que el número de tipos de microorganismos responsables de la alteración de carnes sea muy reducido. En el caso de filetes o piezas cortadas conservadas a baja temperatura, el deterioro puede producirse por bacterias u hongos dependiendo de la humedad ambiental (bacterias a alta humedad). El crecimiento de bacterias (sobre todo Pseudonomas) puede detectarse primero por la aparición de colonias discretas, luego mal olor y luego un capa de limo que cubre la pieza y que se produce por la coalescencia de las colonias. Cuando hay un crecimiento abundante de bacterias no se produce crecimiento de los mohos porque aquéllas consumen el oxígeno necesario para que crezcan estos. 3.4.2.- Deterioro de carnes envasadas y otros productos. La situación es distinta cuando la carne se almacena al vacío en refrigerador: en este caso el deterioro es causado por bacterias lácticas o por algún tipo especial de bacilo (Bacillus thermosphacta) en la mayoría de los casos. La presencia exclusiva de bacterias lácticas o de enterobacterias depende del pH del producto (bajos pH bacterias lácticas) y de la eficiencia de la barrera al oxigeno del envase. La presencia de nitritos también dirige el tipo de bacteria alterante porque inhibe más los bacilos que las bacterias GranNegativas. En el caso de embutidos, cada uno de los componentes puede proporcionar microorganismos alterantes. En general estos productos se deterioran más por bacterias y levaduras que por hongos. El deterioro de estos productos puede producirse de tres formas distintas: Producción de Limo, Agriado y Cambio de Color. La formación de limo tiene lugar en la superficie y se debe predominantemente a las bacterias lácticas; el agriado ocurre bajo la superficie y es consecuencia de la actividad de las bacterias lácticas sobre productos que contengan lactosa. La formación de color verde se debe a la producción de peróxidos o de H2S por algunas bacterias y tiene lugar en el interior de las piezas. El enverdecimiento producido por peróxidso es debido a bacterias lácticas, y el producto verde no es peligrosos desde el punto de vista toxicológico. El enverdecimiento debido a H2S se produce por una reacción con la hemoglobina causada por Pseudomonas o algunas bacterias lácticas.

En el caso de bacon y productos curados, el tratamiento lo hace bastante insensibles a las bacterias y el principal proceso de desarrollo es debido a hongos.

3.5.- OTROS PRODUCTOS. 3.5.1.- Huevos. Su interior es estéril y están bien protegidos: cáscara, membranas interna y substancias antimicrobianas de la clara. En condiciones normales las bacterias no entran en contacto con la yema, a no ser que el largo tiempo de almacenamiento y las condiciones de humedad permitan un desplazamiento de la yema. En este caso, las bacterias entéricas y Psudomonales presentes en la cáscara pueden contaminar la yema. 3.5.2.- Cereales. Su bajo contenido en agua hace que solo ciertos tipos de Bacillus y hongos sean capaces de producir deterioro. 3.5.3.- Lácteos. El deterioro de leche no pasteurizada se produce rápidamente debido a su alta carga microbiana. En la pasteurizada el deterioro se debe a estreptococo termorresistentes. En el caso de mantequilla el deterioro se puede producir como putrefacción debido a Pseudomonas putrefaciens o por enranciamiento debido a actividades lipolíticas de algunas bacterias de tipo Pseudomonas o bacterias lácticas; aunque el deterioro más frecuente de la mantequilla es el producido por hongos.

CAPITULO II 1.- EL CONTROL MICROBIOLOGICO DEL AIRE El control microbiológico del aire se integra como parte del proceso de aseguramiento de la calidad, que tiene en cuenta un riesgo de naturaleza microbiana, cualquiera sea el campo de actividad. Los higienistas, en demanda de un dominio total del riesgo microbiológico, siempre están consecutivamente interesados: • en un producto en riesgo, • en su medio ambiente próximo, contaminante potencial por contacto • su medio el ambiente lejano como el ordenamiento y los equipamientos de los locales. En este último caso, el aire ambiente representa el vector principal de contaminación entre una fuente contaminante y un receptor en riesgo. Composición del aire *Gases: • 78,9% Nitrógeno • 0,003% Dióxido ce carbono • 21 % Oxígeno • Trazas de muchos otros gases • 0,9% Argón • Muy bajas concentraciones • nutrientes orgánicos e inorgánicos *Vapor de agua condensada: • Agua libre sólo a intervalos irregulares: lluvia, nubes niebla, etc. *Polvo: • Partículas de diferente origen y tamaño que sedimentan a diferentes velocidades.

de

Contenido microbiológico del aire • Bacterias y hongos (esporas y células vegetativas • Esporas de algas • Quistes de protozoos • Ningún microorganismo es indígena del aire: • La microflora es transitoria y variable Tipos de bacterias aislados de las capas de la atmósfera

ALTURA msnm BACTERIAS 457-1380

>1380-2290

Bacillus

>2290-3200

Bacillus Sarcina Bacillus Kurthia Bacillus Micrococcus

>3200-4120

El aire es vehículo de infinidad de enfermedades microbianas transmitidas por5030 él: >4120• • • • • • •

Alcaligenes Bacillus

HONGOS Aspergillus Macrosporium Penicillium Aspergillus Cladosporium Aspergillus Hormodendrum Aspergillus Hormodendrum Penicillium

Alergias al polen, a los ácaros, a los mohos Toxinas procedentes de mohos (micotoxinas: aflatoxinas, patulina, tricotecenos...) Toxinas procedentes de de bacterias (endotoxinas estaifiocócicas y de clostridios...) Infecciones fúngicas (aspergilosis...) Infecciones bacterianas (legionelosis, tuberculosis, tosferina, difteria, meningitis Enfermedades provocadas por cepas nosocomiales mutadas: estaifilococos, estreptococos, pseudomonas, bacillus...) Enfermedades víricas (gripe, sarampión, meningitis, resfriados comunes...)

Las partículas: transportadoras de microorganismos: • • •

La mayoría de los microorganismos carece de mecanismos para permanecer en el aire. Algunas esporas tienen mecanismos para dispersarse en el aire El elemento portador en la atmósfera es indispensable para su sobrevivencia

En el aire hay Poca agua y Bajos niveles de nutrientes, por lo tanto: las células vegetativas de los microorganismos mueren rápidamente por desecación, los microorganismos del aire rara vez son metabólicamente activos. •

• • • •

Las partículas transportadas por el aire son la mayor causa de enfermedades respiratorias en humanos: – Alergias – Asma – Infecciones del tracto respiratorio Las esporas de los hongos transportadas por el aire son importantes agentes de enfermedades de plantas El aire es también el medio de diseminación de hongos saprófitos Durante un estornudo, millones de goticas de agua y mocos son expelidas a 100 m/seg. Las gotas inicialmente tienen 10-100 micrometros de diámetro, pero ellas se secan rápidamente formando aerosoles de 1-4 micrometros, que contienen virus, particulas o bacteria. Enfermedades de humanos transmitidas persona a persona por inhalación de partículas del aire Enfermedades producidas por virus Varicela Influenza Rubeola Paperas

Sarampión

Enfermedades producidas por bacterias Tosferina (Bordetella pertussis) Meningitis (Neisseria spp) Difteria (Corynebacterium diphtheriae) Neumonía (Mycoplasma pneumoniae, Streptococcus spp) Tuberculosis (Mycobacterium tuberculosis)

Smallpox (Variola)

Factores que afectan la dispersión y la supervivencia de los microorganismos en el aire

Temperatura La temperatura de la Tropósfera es variable: Hay diferencias de temperatura del aire que está en contacto con la tierra, a medida que se asciende, la temperatura disminuye 0,56°C por cada 100msnm Cambios en la temperatura del aire provocan cambios en su densidad y movimientos de las masas de aire, temperaturas extremas causan la muerte de los microorganismos y además que muchos microorganismos transportados por el aire producen esporas Viento y turbulencia Aire: Es el medio de transporte y dispersión de los microorganismos, algunas partículas como las esporas se sedimentan cuando el aire está tranquilo Polvo y aerosoles Los microorganismos pueden ser transportados por: – partículas de polvo – gotas que permanecen suspendidas sólo por breve tiempo – aerosoles que se producen cuando se evaporan gotas de líquidos – Los microorganismos pueden ser transportados a través de algunos metros o de muchos kilómetros – Algunos mueren en pocos segundos – Otros sobreviven semanas, meses o más (esporas y pigmentos) El destino final de los microorganismos depende de: – Condiciones atmosféricas – Humedad – Luz – Temperatura – Tamaño de las partículas que llevan los microorganismos – Susceptibilidad de los microorganismos a las condiciones atmosféricas Disponibilidad de agua y nutrientes • En el aire los nutrientes disponibles para los microorganismos son pocos: • Están restringidos a la composición de las partículas sobre las cuales se mantienen suspendidos • La cantidad de agua disponible varía con con las condiciones climáticas • Los microorganismos aerotransportados deben resistir períodos de privación de agua y de alimentos

1.1.- CARACTERÍSTICAS DE LA MICROFLORA DEL AIRE Existen diferencias de la micloflora del aire en: • El exterior de las edificaciones • El interior de las edificaciones Microorganismos que predominan en el exterior de las edificaciones En el exterior predominan las esporas de hongos, pero cerca de concentraciones de edificios y animales predominan bacterias . En la zona rural existen menos esporas que en la zona urbana. HONGOS COMUNES Aspergillium Penicillium Cladosporium Hormodendrum Sporobolomyces

BACTERIAS COMUNES (Esporuladas y no esporuladas, Bacilos Gram + y -, cocos Gram+) Bacillus Sarcina Micrococcus Kurthia Alcaligenes Microorganismos que predominan en el interior de las edificaciones Las bacterias dominan en el aire interior por la presencia de personas y animales, la flora interior refleja la flora de la piel y el tracto respiratorio de los habitantes, el grado de contaminación microbiana del aire depende de:

• • •

Frecuencia de la ventilación Número de personas presentes Naturaleza y grado de las actividades que se ralizan

También es importante la calidad del aire confinado en: • Fábricas de alimentos • Cocinas • Cámaras frigoríficas De nada sirve controlar el alimento y sus materias primas si durante su posterior empaquetado o transporte se contamina con microorganismos indeseables. Aplicaciones del muestreo microbiológico del aire El muestreo del aire se utiliza para: • Vigilar las poblaciones de partículas aerotransportadas  Conteos de polen/esporas • Informar a la población sobre calidad del aire • En fitopatología para el pronóstico de enfermedades • En la industria de Alimentos y bebidas • Evaluar la contaminación aerotransportada, critica en HACCP. I. La calidad microbiológica del aire: Debido a los avances en el área técnica y científica nos lleva a cada vez más situaciones con alto riesgo microbiológico: caso de un enfermo puesto bajo el efecto de un tratamiento inmunodepresor o sufriendo una intervención quirúrgica larga y arriesgada en el plano infeccioso; caso de una persona que trabaja en un laboratorio con cepas microbianas altamente patógenas; caso de un producto alimenticio ultra fresco donde solamente la preparación y acondicionamiento aséptico garantizan la conservación. II. Principios de elaboración de un plan de muestreo de aire: • El aire es un medio fluctuante y heterogéneo, que contiene en suspensión partículas de diámetro, masa y velocidad variable. Por consecuencia, no es previsible colectar y revivir el 100% de los microorganismos presentes en el aire. Por lo mismo, las fluctuaciones entre varios muestreos consecutivos pueden ser muy importantes. • Determinación de un volumen óptimo de muestreo: El volumen de aire tomado debe ser suficiente para ser representativo de la zona controlada en un momento determinado. Sin embargo, la muestra no debe ser demasiado importante respecto al volumen total de la zona controlada. La muestra podría entonces modificar el nivel de contaminación del aire, por el efecto depurador de la toma, y por el riesgo de reciclado del aire ya tomado. En síntesis, la muestra debe ser adaptada según el nivel de contaminación del local, para permitir un conteo significativo y cómodo en el medio de cultivo. En la práctica, el volumen muestreado esta comprendido entre 50 y 1000 litros. Durante la toma de la muestra, el agar sufre una modificación de su estado de superficial, por desecamiento. Esta modificación es función de la naturaleza del medio de cultivo, sobre todo del volumen tomado, de la velocidad y de las características termo - higrométricas del aire muestreado. La incidencia de esta modificación es mensurable más allá de un volumen crítico porque la respuesta en el número de colonias desarrolladas en el agar se vuelve menos proporcional al volumen tomado. Este volumen crítico corresponde a un volumen de muestra unitaria óptima. Si es necesario tomar un volumen importante, es aconsejable utilizar placas. 1.2.- PRINCIPALES APLICACIONES DEL CONTROL MICROBIOLÓGICO DEL AIRE SECTOR DE ACTIVIDAD

PARÁMETRO A CONTROLAR

INDUSTRIA FARMACEUTICA LABORATORIO DE

ESTERILIDAD DEL AIRE - Zonas de empolvamiento

MICROORGANISMOS BUSCADOS FLORA AEROBIA MESOFILA FLORA FUNGICA

MICROBIOLOGIA

INDUSTRIA ALIMENTICIA

controlado - Campanas de flujo laminar - Estación de seguridad microbiológica HIGIENE DE LA PRODUCCIÓN (en actividad) MANTENIMIENTO DE HIGIENE (sin actividad)

BODEGAS INDUSTRIALES

CONTROL DESPUÉS DE LA DESINFECCIÓN

HOSPITALES

RIESGOS INFECCIOSOS - Salas de cirugía - Sala de pacientes inmuno deprimidos

FLORA AEROBIA MESOFILA FLORA FUNGICA GERMENES ESPECIFICOS: MUCOR – PENICILLIUM spp ASPERGILLUS sp. PSEUDOMONASENTEROCOCOS STAFILOCOCOS FLORA AEROBIA FLORA FUNGICA STAFILOCOCOS ENTEROCOCOS ASPERGILLUS sp. FLORA AEROBIA MESOFILA FLORA FUNGICA PSEUDOMONAS aeruginosa ASPERGILLUS fumigatus STAFILOCOCOS aureus

1.3.- MUESTRADORES DE AIRE • Artefacto de impregnación sólido

Acceso de aire

•

Salida de aire

Artefacto de impregnación líquido

Entrada de aire

Placa de petri con agar

Hay varios tipos importantes de Salida de aire dispositivos de muestreo que permiten que el número de partículas sea evaluado en un Medio líquido Bolas de vidrio volumen sabido de aire:  El aparato rotor : dos Difusor de aire brazos verticales en un eje, que rotan por medio de un motor, los brazos se cubren con tiras estrechas de cinta pegajosa, para que las esporas se peguen.

A. El aparato rotor : dos brazos verticales en un eje, que rotan por medio de un motor. Los brazos se cubren con tiras estrechas de cinta pegajosa, para que las esporas se peguen.

B y C Pedazos de la cinta vistos al microscopio  El aparato de Burkard, el disco hace una sóla revolución en 7 días. La superficie del disco es cubierta con una película adhesiva que atrapa las esporas que impactan en ella, el aire es succionado a alta velocidad dentro del tambor las partículas impactan sobre una pequeña región del adhesivo, a los 7 días el adhesivo se retira y se corta en secciones que representan las horas-días, luego son examinadas microscópicamente. El aparato de Burkard permite distinguir: La miclofora del aire durante el día y la noche La relación ente el tiempo atmosférico y el tipo de partículas que impactan. 

El muestrador de Anderson, el aire es succionado desde arriba con la ayuda de un motor. El aire fluye hacia abajo a un cilindro con 7-8 secciones metálicas, las secciones individuales tienen un anillo que las sella y pequeñas camisas sobre las cuales se coloca un plato de agar, la base de cada sección metálica es perforada con un gran número de huecos y estas perforaciones son progresivamente más pequeños las de debajo de la pila. El aire entra al plato de agar superior donde quedan las partículas aerotransportadas que impactan en su superficie, entonces el aire fluye rodeando el primer plato de agar y atraviesa el primer juego de perforaciones las partículas pueden impactar el segundo plato y así hasta la parte baja de la pila.

•

Monitor millipore . Determina la presencia de microorganismos aerotransportados viables en áreas críticas los microorganismos impactan en el agar en un casette que hace que el conteo de colonias se simplifica integrando una grilla y un fondo contrastante.

2.- METODOS DE PURIFICACION DEL AIRE Auténtico Filtro HEPA, para la más efectiva protección contra polvo y alérgenos. Recomendado por el Departamento de Seguridad de la Nación ( Department of Homeland Security) y por los Centros de Control de Enfermedades de los E.U.A. ( U.S. Centers of Disease Control) . Como trabaja el filtro de aire HEPA . Los filtros de aire HEPA se hacen de fibras de vidrio muy diminutas dentro de un papel herméticamente tejido. Esto crea un filtro que consiste en una multitud de cedazos muy pequeños que pueden capturar partículas sumamente pequeñas, incluyendo a algunos agentes biológicos. Una vez entrampados las partículas y los contaminantes, no pueden circular hacia atrás debido a los poros muy absorbentes del filtro de aire HEPA. El filtro HEPA, remueve el 99.97% de partículas de tamaño debajo de 0.3 micras, casi 300 veces más pequeños que el grosor de un cabello humano. Fueron desarrollados por la Comisión de Energía Atómica durante la segunda Guerra Mundial y fueron diseñados originalmente para remover el polvo radiactivo de sus plantas. Estudios realizados por Air & Waste Management Association, encontraron que la combinación de un filtro de aire HEPA y una lámpara UV germicida, reducen bacterias en un 80% Lámpara Germicida UV para destruir micro-organismos tales como gérmenes, viruses, bacterias y hongos (como toxinas de moho) Recomendado por los Centros de Control de Enfermedades de los E.U.A. ( U.S. Centers of Disease Control

Como trabaja la Luz Ultravioleta (UV) La luz ultravioleta posee simplemente la cantidad correcta de energía para romper enlaces moleculares orgánicos. Cuando los micro-organismos pasan por la lámpara de luz ultravioleta, esta rotura se traduce en daño celular o genético para los micro-organismos, como gérmenes, virus, bacterias, los hongos (como el moho), etc. El resultado es la destrucción del microorganismo. Ionizador el cual dispersa iones negativos para buscar y remover partículas y bacterias del aire. Probado por estudios de gobierno para ser efectivo, y para mejorar el rendimiento de los filtros Como trabajan los Iones Negativos para purificar el aire Virtualmente todas partículas en el aire tienen una carga positiva, mientras que los iones tienen una carga negativa. De esta manera los iones negativos y las partículas se atraen magnéticamente unos a otros. Cuando hay una alta concentración de iones negativos en el aire, estos serán atraídos por las partículas flotantes, en gran número; esto ocasiona que la partícula se ponga muy pesada como para permanecer flotando en el aire y se vaya a tierra, evitando que pueda ser inhalada y cause problemas respiratorios. La partícula ionizada, será recolectada entonces por actividades normales de limpieza como aspirado o desempolvado; si al sacudir, las partículas se van al aire, se vuelven a ionizar y rápidamente caen otra vez. En la naturaleza, los iones negativos son generados por procesos como luz del sol e iluminación, olas del mar y en cascadas. La jungla de concreto minimiza la producción natural de iones negativos por el rompiendo del delicado equilibrio eléctrico entre la atmósfera y la tierra. Los ionizadotes purificadores de aire, generan estos iones negativos con sus puntos de aguja, produciendo eléctricamente iones negativos. Este método una densidad que es muchas veces más alto que el nivel de iones negativos encontrados en las cataratas del Niágara, el productor natural más alto de iones negativos y uno de los ambientes más saludables en el mundo. Como Purifica el Aire el Multi-Tech 2000 1. Pre Filtro Lavable. El aire entra primero por el pre-filtro, capturando las partículas grandes, lo cual aumenta la durabilidad y el desempeño de los otros filtros 2. Placa Colectora de Polvo Lavable. La rejilla colectora de polvo, cargada electrostáticamente, atrapa las partículas y contaminantes como un imán 3. Filtro de Carbón Activado. El mejor tipo de filtro de aire para atrapar químicos, gases, olores y humo de cigarro . los filtros de carbón sirven para remoer olores, componentes orgánicos volátiles (VOCs) y químicos, que otros filtros no pueden. 4. Filtro HEPA de Alta-Eficiencia. El tipo de filtro de aire más efectivo para capturar polvo, alérgenos y otras partículas sólidas (incluyendo bacterias). 5. Lámpara Germicida UV. La manera más efectiva para destruir micro-organismos , tales como gérmenes, virus, hongos (como moho) y bacterias. También destruye micro-organismos incluyendo aquellos que son atrapados por el filtro de aire HEPA, previniendo su reproducción y recirculación a través de la habitación. 6. Ionizador Seguro y Efectivo. Trillones de iones negativos circulan a través de la habitación para neutralizar los contaminantes suspendidos en el aire, han encontrado que los ionizadores son altamente efectivos contra el polvo, bacterias, etc. Finalmente, el ionizador Multi-Tech está probado que es seguro, produciendo prácticamente casi nada de ozono.

Lista parcial de Contaminantes Eliminados por el Purificador de Aire Multi-Tech 2000

Polvo/Acaros de Polvo. El filtro de aire HEPA del Multi-Tech 2000 es altamente efectivo para capturar partículas sólidas tales como polvo y ácaros de polvo. La luz UV puede ser mortal para los ácaros de polvo. Bacterias. Muchas bacterias son efectivamente capturadas por el filtro de aire Hepa, asi como también por el pre-filtro anti-bacterial. La lámpara germicida UV sirve para eliminar las bacterias atrapadas por el filtro Hepa. los ionizadores/iones negativos son extremadamente efectivos para reducir bacterias suspendidas en el aire. Polen y Otros Alérgenos. Los filtros de aire Hepa son filtros comúnmente recomendados para alérgenos y son generalmente considerados el filtro más efectivo para alérgenos. Los ionizadotes / iones negativos incrementan la eficiencia de los filtros al provocar que las partículas suspendidas en el aire se aglomeren, haciéndolas más fáciles de capturar. Además, los iones negativos también causan que las partículas suspendidas se precipiten y salgan fuera del aire que usted respira. Moho/Hongos. Las esporas de Moho son efectivamente capturadas por los filtros de aire Hepa, especialmente con la ayuda de los ionizadotes /iones negativos. La luz UV es mortal para las toxinas microbiológicas asociadas con el moho. La filtración de carbón activado y la oxidación catalítica, tecnologías utilizadas por el Multi-Tech 2000, son efectivas contra olores de moho. Gérmenes/Virus. La luz UV es mortal para los micro-organismos tales como gérmenes/ virus, y es altamente efectivo al destruirlos cuando ellos pasan por la lámpara UV. Los iones negativos han sido conocidos también para ayudar a neutralizar los virus. MICROBIOLOGIA DEL AGUA El agua en nuestro planeta se encuentra en una variedad de ambientes, en diferente estado, cantidad y calidad. La mayor parte del planeta está cubierta por agua, sin embargo la mayor parte de la misma se encuentra en formas no disponibles para los ecosistemas terrestres o dulceacuícolas. Menos de un 3% es agua dulce para beber o regar cultivos y, de ese total, más de dos tercios esta retenida en glaciares y cascos polares. Por lo tanto, a escala global el agua de lagos y ríos es de un diez milésimo de toda el agua del planeta (Figura 1). El agua es un recurso natural esencial para la vida y se considera como un alimento.- Es imprescindible para la vida porque: Estabiliza la temperatura corporal.  Porta nutrientes y productos de desecho.  Es reactivo y medio donde se producen reacciones.  Es el disolvente universal.  Es la única sustancia que se encuentra en 3 estados.físicos. Ciclo hidrológico La distribución del agua sobre el continente depende del ciclo hidrológico, en el cual la evaporación oceánica es contrarrestada por las precipitaciones sobre la tierra. La energía solar conduce el ciclo hidrológico, evaporando el agua de la

superficie de los océanos, lagos y ríos, así como de los suelos y las plantas (evapotranspiración). El vapor de agua se eleva hacia la atmósfera donde se enfría, se condensa y eventualmente cae de nuevo como lluvia, nieve o granizo. Las precipitaciones pueden ser interceptadas o transpiradas por las plantas, pueden ser transportadas por escorrentía hacia lagos o ríos, o pueden infiltrarse en el suelo. El 142 agua infiltrada se puede almacenar temporariamente como humedad del suelo antes de ser evaporada y una parte del agua puede infiltrarse hacia zonas más profundas para ser almacenada en las napas (tiempo medio de renovación 300 años). La mayor parte del agua que se evapora en los océanos retorna como precipitaciones a los océanos y el resto cae sobre los continentes. Debido a que la cantidad de lluvia que cae sobre la tierra es mayor que la cantidad que se evapora de ella, el agua extra retorna a los océanos a través de los ríos y acuíferos subterráneos (Figura 2). La renovabilidad del agua es diferente en los distintos ambientes hidrológicos debido a los diferentes tiempos de residencia, por lo que la sustentabilidad en el uso del agua está basada en respetar las tasas de renovación. El agua subterránea se recambia más lentamente que otras reservas de agua, frecuentemente en cientos o decenas de miles de años, aunque la variación en las tasas de recambio es grande.

Ciertamente, la mayoría del agua subterránea no se recambia o recarga del todo desde la superficie de la tierra. En vez de esto, el agua subterránea existente es “agua fósil” un relicto de las condiciones climáticas más húmedas de la antigüedad y de la fundición de las láminas de hielo del Pleistoceno que se acumularon durante decenas de miles de años. Una vez usadas, no pueden ser fácilmente reabastecidas. Microorganismos en los ecosistemas acuáticos Entre los ecosistemas microbianos de agua se encuentran los océanos, aguas subterráneas, lagos, ríos, etc. Estos ecosistemas pueden variar enormemente en la estructura física, los recursos y las condiciones (Tabla 1), y todos estos factores pueden influir en la diversidad y la abundancia de los microorganismos presentes. Tabla 1: Principales recursos y condiciones que gobiernan el crecimiento microbiano en la naturaleza. RECURSOS Carbono (orgánico, CO2)

CONDICIONES Temperatura: frío – templado – caliente

Nitrógeno (orgánico, inorgánico)

pH: 0 – 7 – 14

Otros macronutrientes (S, P, K, Mg)

O2: óxico – microóxico – anóxico

Micronutrientes (Fe, Mn, Co, Cu, Zn, Mn, Ni)

Luz: brillante – atenuada – oscuridad

O2 y otros aceptores de electrones (NO3 - , SO4 2- , Fe3 Condiciones osmóticas: agua dulce – agua marina + , etc.) hipersalinidad Donadores de electrones inorgánicos (H2, H2O, Fe2+, NH4 + , NO2 - , etc.) En los ecosistemas acuáticos superficiales la energía entra en el ecosistema en forma de luz solar, carbono orgánico y sustancias inorgánicas reducidas. Los fotótrofos utilizan la luz para fabricar ATP y sintetizar nueva materia orgánica que además de carbono contiene N, azufre, fósforo, hierro y otros bioelementos. Los fotótrofos oxigénicos en suspensión libre en el agua se llaman fitoplancton e incluyen algas y cianobacterias que viven en la columna de agua (Figura 3). Los fotótrofos adheridos al fondo o a los lados de un lago o corriente son especies bentónicas. Los procariotas fotosintéticos anoxigénicos pueden también fijar el CO2 y formar materia orgánica pero no forman O2. Este material orgánico recién sintetizado por los fotótrofos, junto con la materia orgánica que penetra en el ecosistema desde el exterior (materia orgánica alóctona) impulsa las actividades catabólicas de los organismos heterótrofos. A continuación la materia orgánica se oxida a CO2 mediante la respiración o se fermenta en diferentes sustancias reducidas. Si están presentes y metabólicamente activas en el ecosistema, los organismos QLA obtienen energía de los donadores de electrones inorgánicos como H, Fe, S o NH4 + y contribuyen a la síntesis de nueva materia orgánica a través de sus actividades autótrofas (Figura 3).

Aunque el O2 es uno de los gases más abundantes en la atmósfera es poco hidrosoluble y el intercambio con la atmósfera es lento. La producción fotosintética significativa del O2 se produce solo en las capas superficiales donde llega la luz. La materia orgánica que no se consume en las capas superficiales va a parar al fondo, donde se descompone por la acción de los organismos QOH anaerobios (Figura 3). Tanto los organismos productores de O2 como los consumidores están presentes en los ambientes acuáticos, y el equilibrio entre la fotosíntesis y la respiración controla el O2 y el ciclo del C en la naturaleza. Contaminación de los ecosistemas acuáticos Los ecosistemas acuáticos son particularmente vulnerables a la contaminación antrópica y actualmente muchos están severamente degradados. Las actividades humanas pueden alterar el balance de C, el ingreso de nutrientes y los procesos microbianos, afectando al ecosistema de manera global. Las fuentes de contaminación pueden ser naturales (generadas por el ambiente) o artificiales (crecimiento demográfico, desarrollo industrial, urbanización) y los compuestos contaminantes que ingresan a los ecosistemas lóticos provienen de fuentes no 145 puntuales (actividades agrícolas, urbanas e industriales) y puntuales (descargas de efluentes industriales, pluviales y domésticos). Los ingresos no puntuales de contaminantes son en general intermitentes y difíciles de medir. Contrariamente, las fuentes puntuales de contaminación incluyen descarga de efluentes que suelen ser continuas. Es ampliamente conocido que la contaminación produce grandes cambios en las condiciones biológicas alterando la estabilidad de los ecosistemas. Una de las principales causas es el ingreso de altas cantidades de materia orgánica y nutrientes por actividades agrícolas y urbanas. Los desechos orgánicos que ingresan a los ríos se dispersan en el agua y/o depositan en los sedimentos. En el agua los compuestos orgánicos son metabolizados por microorganismos heterótrofos aeróbicos que aumentan su biomasa y consumen el O2 disuelto liberando CO2 y nutrientes. El aumento de nutrientes (alóctonos o provenientes de la degradación microbiana) en los cursos de agua provoca eutrofización y consecuente proliferación de algas que cuando mueren son degradadas por microorganismos aeróbicos. El resultado de estos procesos es una marcada disminución de O2 disuelto en la columna de agua. La descarga de efluentes domésticos es una de las principales fuentes puntuales de contaminación de los ecosistemas acuáticos ya que presenta gran cantidad de materia orgánica lábil, nutrientes y microorganismos patógenos. La contaminación de origen cloacal implica alto riesgo para la salud humana, no obstante la mayoría de los ríos presentan elevada cantidad de indicadores de contaminación cloacal en los sedimentos y el agua. Sin embargo, los ecosistemas acuáticos pueden autodepurarse de manera natural mediante la descomposición de materia orgánica y la remoción de contaminantes por actividad microbiana. El tiempo requerido para depurar el agua depende del grado de contaminación y de las características del ecosistema. Los ríos de aguas rápidas y turbulentas pueden autodepurarse en menor tiempo que los de aguas lentas a causa del mayor ingreso de O2 disuelto. No obstante, incluso aunque en un río se mezcle profusamente el O2 debido al flujo rápido y las turbulencias, los aportes orgánicos elevados pueden conducir a un notable déficit de O2 debido a la respiración bacteriana. A medida que el agua se aleja del lugar donde se produce la descarga la materia orgánica se consume gradualmente y la concentración de O2 regresa a la normalidad. Si a medida que un río empieza a recuperarse existen nuevas entradas de contaminación, se supera la capacidad de autodepuración y se revierten las condiciones aeróbicas. El agotamiento del oxígeno en los ecosistemas acuáticos es indeseable porque muchos animales acuáticos mueren incluso en intervalos breves de anoxia. Además la anoxia provoca el crecimiento de bacterias anaerobias que producen compuestos odoríferos (aminas, H2S, mercaptanos, ácidos) algunos de los cuales también son tóxicos para los organismos superiores. Las aguas subterráneas suelen ser más difíciles de contaminar que las superficiales, pero cuando esta contaminación se produce es más difícil de eliminar. Sucede esto porque las aguas del subsuelo tienen un ritmo de renovación muy lento. 146 Se calcula que mientras el tiempo de permanencia medio del agua en los ríos es de días, en un acuífero es de cientos de años, lo que hace muy difícil su purificación. Cada ecosistema lótico no disturbado posee una determinada cantidad de materia orgánica resultado del balance entre los procesos de incorporación y descomposición microbiana. Por lo tanto el ingreso de mayor cantidad de materia orgánica (y/o diferente calidad) y nutrientes por contaminación antrópica puede hacer variar drásticamente la abundancia, actividad y estructura de la comunidad microbiana y como consecuencia alterar los ciclos biogeoquímicos a nivel global y particular. La urgente necesidad humana de agua de razonable calidad requiere del análisis y manejo de los recursos hídricos maximizando la eficiencia del uso. Para lograr un uso eficiente se debe interpretar el funcionamiento de los ecosistemas acuáticos ya que la calidad del agua depende fuertemente de procesos biológicos. Carga microbiana del agua según su origen Los microorganismos del agua pueden ser característicos de la masa de agua natural, o transitorios cuando entran al agua en forma intermitente procedentes del suelo, aire, procesos industriales, agrícolas o domésticos. En general los ecosistemas naturales de agua dulce (ríos, lagos y aguas subterráneas) sin contaminar presentan escaso contenido de carbono orgánico y nutrientes por lo que la abundancia de los microorganismos es baja. Por otro lado los efluentes domésticos, de origen pecuario y en algunos casos industriales, presentan una elevada abundancia de microorganismos. Es por esto que los microorganismos son ampliamente utilizados como indicadores de contaminación biológica. Sanidad y calidad de agua La

calidad del agua no es una característica absoluta, sino que es más un atributo definido socialmente en función del uso que se le piense dar; cada uso requiere un determinado estándar de calidad. Por esta razón, para evaluar la calidad del agua es necesario considerar el contexto del uso probable que tendrá. Las estimaciones de disponibilidad del agua no reflejan por completo el problema de las necesidades de este recurso, ya que en la mayor parte del mundo la calidad del agua está lejos de ser la adecuada. De acuerdo con la Organización Mundial de la Salud (OMS), 1100 millones de personas no tienen acceso a una fuente de agua potable, particularmente en áreas rurales donde no existe posibilidad de que el agua tenga un tratamiento previo que mejore su calidad y posibilite su uso general. El agua libre de contaminantes biológicos y químicos es esencial para la salud pública y, por lo tanto resultan necesarios procedimientos para controlar y comprobar la calidad del agua. El agua es con frecuencia una fuente potencial de enfermedades infecciosas y también de intoxicaciones químicas. Esto se debe a que a menudo una 147 única fuente de agua sirve para un gran número de personas, como ocurre por ejemplo en las grandes ciudades. La pureza del agua es, por consiguiente, el factor individual más importante para asegurar la salud pública. Los métodos que normalmente se emplean para determinar la calidad de agua dependen de técnicas microbiológicas y químicas estandarizadas. Bacterias indicadoras de contaminación Incluso cuando el agua parece totalmente limpia y transparente puede estar contaminada con microorganismos patógenos y constituir un serio problema para la salud. No resulta práctico analizar el agua para cada organismo patógeno que pueda estar presente en un determinado abastecimiento de agua, por lo tanto se utilizan microorganismos indicadores cuya existencia señala una posible contaminación con patógenos. Los microorganismos indicadores de contaminación deben cumplir los siguientes requisitos: a) fáciles de aislar y crecer en el laboratorio, b) ser relativamente inocuos para el hombre y animales y c) presencia en agua relacionada (cuali y cuantitativamente) con la de otros microorganismos patógenos de aislamiento más difícil. Tres tipos de bacterias califican a tal fin: • Coliformes fecales: indican contaminación fecal. • Aerobias mesófilas: determinan efectividad del tratamiento de aguas. • Pseudomonas: señalan deterioro en la calidad del agua o una recontaminación. Desde el punto de vista bacteriológico, para definir la potabilidad del agua, es preciso investigar bacterias aerobias mesófilas, coliformes totales y fecales. La gran sensibilidad de las bacterias aerobias mesófilas a los agentes de cloración, las ubica como indicadoras de la eficacia del tratamiento de potabilización del agua. Las bacterias coliformes habitan el tracto intestinal de mamíferos y aves, y se caracterizan por su capacidad de fermentar lactosa a 35-37 °C. Los géneros que componen este grupo son Escherichia, Klebsiella, Enterobacter, Serratia, Citrobacter y Edwardsiella. Todas pueden existir como saprofitas independientemente, o como microorganismos intestinales, excepto el género Escherichia cuyo origen es sólo fecal. Esto ha llevado a distinguir entre coliformes totales (grupo que incluye a todos los coliformes de cualquier origen) y coliformes fecales (término que designa a los coliformes de origen exclusivamente intestinal) con capacidad de fermentar lactosa también a 44,5°C. La existencia de una contaminación microbiológica de origen fecal se restringe a la presencia de coliformes fecales, mientras que la presencia de coliformes totales que desarrollan a 35°C, sólo indica existencia de contaminación, sin asegurar su origen. El agua no constituye un buen medio de cultivo por lo que la supervivencia y multiplicación de los microorganismos patógenos es escasa, es por eso que la presencia en una muestra de agua de coliformes fecales y especialmente de Escherichia coli indica contaminación fecal que hace el agua no apta para consumo humano. Definición de agua potable: AGUA POTABLE: Con las denominaciones de Agua potable de suministro público y Agua potable de uso domiciliario, se entiende la que es apta para la alimentación y uso doméstico: no deberá contener substancias o cuerpos extraños de origen biológico, orgánico, inorgánico o radiactivo en tenores tales que la hagan peligrosa para la salud. Deberá presentar sabor agradable y ser prácticamente incolora, inodora, límpida y transparente. El agua potable de uso domiciliario es el agua proveniente de un suministro público, de un pozo o de otra fuente, ubicada en los reservorios o depósitos domiciliarios. Ambas deberán cumplir con las características físicas, químicas y microbiológicas siguientes: Características físicas:  Turbiedad: máx. 3 N T U  Color: máx. 5 escala Pt-Co Características químicas:

 Olor: sin olores extraños

 pH: 6,5 - 8,5

 Cianuro (CN) máx.: 0,10 mg/l

 pH sat.: pH ± 0,2. Substancias inorgánicas:

 Cinc (Zn) máx.: 5,0 mg/l

 Amoníaco (NH4 + ) máx.: 0,20 mg/l

 Cloruro (Cl) máx.: 350 mg/l  Cobre (Cu) máx.: 1,00 mg/l

 Antimonio máx.: 0,02 mg/l  Aluminio residual (Al) máx.: 0,20 mg/l

 Cromo (Cr) máx.: 0,05 mg/l

 Arsénico (As) máx.: 0,01 mg/l 149  Boro (B) máx.: 0,5 mg/l  Bromato máx.: 0,01 mg/l

 Dureza total (CaCO3) máx.: 400 mg/l  Fluoruro (F): para los fluoruros la cantidad máxima se da en función de la temperatura promedio de la zona, teniendo en cuenta el consumo diario del agua de bebida:

 Cadmio (Cd) máx.: 0,005 mg/l - Temperatura media y máxima del año (°C) 10,0 - 12,0, contenido límite Características Microbiológicas del Agua Potable: 

Bacterias coliformes: NMP a 37 °C- 48 hs. (Caldo Mc Conkey o Lauril Sulfato), en 100 ml igual o menor de 3.

 Escherichia coli: ausencia en 100 ml. Pseudomonas

aeruginosa:

ausencia

en 100 ml. En la evaluación de la potabilidad del agua ubicada en reservorios de almacenamiento domiciliario deberá incluirse entre los parámetros microbiológicos a controlar el recuento de bacterias mesófilas en agar (APC - 24 hs. a 37 °C): en el caso de que el recuento supere las 500 UFC/ml y se cumplan el resto de los parámetros indicados, sólo se deberá exigir la higienización del reservorio y un nuevo recuento. En las aguas ubicadas en los reservorios domiciliarios no es obligatoria la presencia de cloro activo. “Los tratamientos de potabilización que sea necesario realizar deberán ser puestos en conocimiento de la autoridad sanitaria competente”. Calidad de agua para riego La calidad del agua para riego afecta tanto a los rendimientos de los cultivos como a las condiciones físicas del suelo, incluso si todas las demás condiciones y prácticas de producción son favorables/óptimas. Además, los distintos cultivos requieren distintas calidades de agua para riego. Los parámetros que determinan la calidad del agua para riego se dividen en tres categorías: químicos, físicos y biológicos. El principal problema relacionado con la calidad del agua para riego es la salinidad del agua. La salinidad del agua se refiere a la cantidad total de sales disueltas en el agua, pero no indica que sales están presentes, y se originan por disolución y erosión de las rocas y minerales. El nivel alto de sales en el agua de riego reduce la disponibilidad del agua para el cultivo (debido a la presión osmótica), aunque el suelo puede parecer mojado, y causa la reducción del rendimiento. El contenido de sodio es la variable más negativa para los suelos seguida de la alcalinidad. El parámetro utilizado para determinar el riesgo de sodio es el RAS (Relación de Adsorción de Sodio). Este parámetro indica la cantidad de sodio en el agua de riego, en relación con el calcio y el magnesio. El calcio y el magnesio tienden a contrarrestar el efecto negativo de sodio. Valores elevados de RAS (sodicidad) y pH (alcalinidad) conducen a la pérdida de estabilidad estructural de los suelos que se produce fundamentalmente por la dispersión y/o hinchamiento de las arcillas sensibles a estos procesos. Esta pérdida de estabilidad de los suelos reduce su capacidad para transmitir agua, se deterioran las condiciones físicas del suelo, ya que estas partículas son arrastradas a pocos centímetros de profundidad, acumulándose y formando una capa pesada u horizonte de acumulación, de estructura prismática o columnar, poco permeable. La calidad del agua de riego también puede ser determinada por la toxicidad de iones específicos para la planta como el boro, cloro y sodio. En cuanto a los parámetros biológicos se utilizan a las coliformes fecales como indicadoras, particularmente cuando el agua para riego proviene de aguas

residuales las cuales contienen una gran cantidad de patógenos si no son previamente tratadas adecuadamente. Tratamiento de efluentes de origen pecuario La intensificación de la producción animal se inició durante la década del cincuenta y, en esencia, implica la concentración de animales por unidad de superficie y el aumento en el uso de insumos. En Argentina la producción lechera desde 1990 mostró una tendencia de reducción del número de tambos, con un aumento en el tamaño del rodeo y producción por vaca. Asimismo, la producción intensiva de ganado como los “feedlots”, generalmente consiste en alimentar un gran número de animales en pequeñas áreas. Esta gran concentración de animales genera una enorme cantidad de residuos. Los residuos originados en las áreas de ordeñe y en los “feedlots” contienen excretas, orina (materia orgánica y nutrientes), microorganismos patógenos, agua de lavado de las instalaciones, además de restos de leche, detergentes y otros productos químicos utilizados en la limpieza e higiene. Debido a ello, la composición de los residuos es elevada en sólidos, nutrientes, materia orgánica y microorganismos. Además, los residuos pueden ser colonizados con microorganismos mesófilos provenientes del ambiente. Por lo tanto si los residuos no son manejados correctamente afectan la calidad de aguas superficiales y subterráneas, de los suelos, y la salud humana y animal. El manejo de las excretas es un aspecto fundamental en la sustentabilidad ambiental de los sistemas de producción animal intensivos o en proceso de intensificación. El diseño de cualquier sistema de tratamiento debe considerar la cantidad de estiércol producido y recolectable, su concentración final en el efluente (incluyendo el agua de lavado) y las precipitaciones locales, dado que por lluvias pueden colapsar las lagunas. Para comprender esta situación, basta decir que un tambo de 400 vacas en ordeño genera una contaminación localizada equivalente a 500 seres humanos. El tratamiento de las excretas, en general, consiste en disminuir la carga orgánica que contienen. El tratamiento de estos residuos se puede realizar bajo condiciones aeróbicas o anaeróbicas. Cuando se realiza en condiciones aeróbicas y se separan los sólidos de la fase líquida, el estiércol resultante puede ser estacionado en pilas o compostado, lo cual permite aumentar la proporción de materia seca y la disponibilidad de nutrientes, y remover organismos patógenos. Los líquidos pueden ser sometidos a tratamiento en lagunas aeróbicas (con aireación forzada), donde los microorganismos aeróbicos oxidan la materia orgánica. Si el tratamiento resulta exitoso, estos líquidos pueden ser utilizados para su aplicación en cultivos y pasturas o vertirse a cuerpos de agua. En el caso que aún fuese necesaria su depuración, se debería continuar con un tratamiento terciario como filtros biológicos organizados en franjas implantadas con especies forrajeras, plantas acuáticas o árboles. Cuando se realiza tratamiento anaeróbico se produce biogás (metano) que puede colectarse y utilizarse. Además, disminuyen la materia orgánica, los nutrientes (remoción de N entre 62 y 72% y de P entre 50 y 75%) y los patógenos. Los nutrientes de los estiércoles también pueden ser reciclados aplicando el estiércol en las tierras agrícolas. Sin embargo, la cantidad de estiércol generado en los sistemas de ganadería concentrada a menudo excede la capacidad de usar y retener estos nutrientes de las tierras agrícolas cercanas. Por ej. se requiere un área agrícola cerca de 1.000 veces más grande que el área de feedlot en sí misma para distribuir los nutrientes del estiércol a un nivel igual al que puedan ser utilizados por los cultivos. Muchos cultivos pueden no estar disponibles y el exceso de estiércol termina siendo aplicado en áreas agrícolas pequeñas. Entonces el exceso de nutrientes se incorpora al suelo, se va por escorrentía o se infiltra en las napas de agua o, en el caso del N, puede entrar a la atmósfera. MICROBIOLOGIA DEL HIELO La congelación generalizada de los alimentos es una tecnología relativamente reciente, que implica la solidificación del agua. Aunque normalmente no se ha considerado su empleo para la destrucción de microorganismos, nuevas evidencias científicas están poniendo de manifiesto la posibilidad de que en determinadas condiciones, la congelación pueda permitir la muerte de algunos de ellos, especialmente los patógenos. Aunque son necesarios más estudios científicos, parece que hay una cierta unanimidad en las condiciones que pueden facilitar la eliminación microbiana. Entre ellas, el mantenimiento de una temperatura no inferior a -18ºC, la posibilidad de descongelar y recongelar y el pH de los alimentos. De la misma forma, la congelación hace que los microorganismos sean mucho más sensibles a cualquier otro agente conservador o antimicrobiano. Dependiendo de las condiciones, los microorganismos más sensibles parecen ser los Gram negativos, aunque algunos patógenos como Listeria monocytogenes parece que puede ser muy sensible al tratamiento. 3.1 HISTORIA DE LA CONGELACION DE ALIMENTOS El congelado de los alimentos tuvo su origen histórico en China, donde el proceso tecnológico se realizaba en depósitos de hielo 1.000 años antes de Cristo. Posteriormente, griegos y romanos almacenaban alimentos en depósitos en los que

previamente se depositaba y comprimía nieve. No obstante el consumo era muy estacional y limitado a zonas frías. No es hasta el año 1.500 después de Cristo que en Francia empieza el consumo de hielo en forma de grandes cristales aromatizados, lo que actualmente denominamos polos. A partir del 1.700, en este Sin embargo el empleo de la congelación desde un punto de vista comercial y de amplia utilización no empezó a generalizarse hasta bien entrada la mitad del siglo XIX en Estados Unidos con el uso de mezclas de sal y agua. La mezcla permitía no sólo reducir la temperatura de congelación por debajo de 0ºC, sino también acelerar el proceso, lo cual facilitó aplicar el proceso al pescado. A partir de este momento, la industria del pescado congelado se transformó en un sector importante, gracias a la rápida evolución de la tecnología. De esta forma, a finales del siglo XIX se consigue el envío de pescado congelado a grandes distancias mediante el empleo de barcos. En 1922, Clarence Birdseye fundó la compañía Birdseye Seafoods, poniendo de manifiesto una máxima generalmente aceptada, incluso en la actualidad, consistente en que el pescado y los alimentos congelados en general se han de congelar rápidamente a fin de mantener las mejores características organolépticas para su posterior consumo. 3.2 SEGURIDAD DE LOS CONGELADOS Los congelados, si revisamos los datos epidemiológicos, constituyen uno de los alimentos más seguros que podemos encontrar en el mercado. En la actualidad, y a excepción tal vez de los helados, raramente se relacionan brotes de toxiinfección alimentaria con los productos congelados. Sólo si las condiciones higiénicas son deficientes, en especial para el caso de los helados, se puede permitir la viabilidad de los patógenos. Pese a ello, no obstante, no se puede decir que la congelación implique alimentos completamente sanos. Es frecuente la descripción de brotes producidos por virus y relacionados con productos congelados, especialmente con algunas variedades de frutas y moluscos. Por este motivo, la congelación no parece tener ningún efecto contra los virus responsables de infecciones severas como la hepatitis A o las infecciones intestinales tipo Norwalk y similares. 3.3 EFECTOS SOBRE LOS MICROORGANISMOS La congelación en condiciones adecuadas permite no sólo inactiva microorganismos sino también destruirlos totalmente La congelación no es sólo una buena forma de conservar alimentos, sino que también es una excelente manera de conservar microorganismos. Esta afirmación es especialmente cierta para los virus. En un estudio reciente sobre la supervivencia de los virus a la congelación, se pudo demostrar que al preparar mezclas de alimentos contaminadas con poliovirus y coxsackievirus B1 y B6, congelados a -20ºC, se verificaba una reducción logarítmica inferior a 1, tras 5 meses de almacenamiento a temperatura constante. Esta contaminación se mantiene estable durante más de 300 días. De la misma forma, las esporas bacterianas son extremamente resistentes a la congelación, aunque no está claro que las toxinas soporten periodos prolongados de almacenamiento a temperaturas de congelación. Así, en el caso de la toxina botulínica, normalmente mantiene su poder tóxico en algunos alimentos congelados, mientras que si se produce su cristalización, la toxina pierde completamente su actividad patogénica. Esto sugiere que dependiendo de la composición del alimento, las condiciones de toxicidad del mismo pueden verse modificadas por el tratamiento de congelacióndescongelación. Respecto a los microorganismos Gram positivos, el nivel de eficacia del tratamiento en la reducción de los niveles de contaminación es claramente dependiente del pH. Mientras que a pH alcalino la reducción es casi nula, si el pH disminuye por debajo de 6, la reducción es evidente y puede oscilar entre el 10% hasta el 99%. Entre este grupo hay que destacar a Staphylococcus aureus, un conocido patógeno productor de toxinas. Sin embargo la toxina no se ve afectada, en absoluto, por el tratamiento.

Curiosamente, Listeria monocytogenes, uno de los patógenos reconocidos más recientemente, es un Gram positivo que ha recibido especial atención en cuanto a los efectos de la congelación. Estos estudios han permitido poner de manifiesto una serie de condiciones en las que el tratamiento de congelación puede permitir una reducción en los niveles de eliminación: 

Cuando la temperatura de congelación es superior a -18ºC es más letal que cuando la temperatura es inferior a -198ºC (nitrógeno líquido).



Sucesivas congelaciones-descongelaciones manifiestan la mayor letalidad a las temperaturas habituales de congelación y mantenimiento congelado.



La congelación y descongelación hacen a Listeria monocytogenes más susceptible a la acción de cualquier otro agente antimicrobiano.



Al igual que otros microorganismos, si el medio es ácido, la sensibilidad del microorganismo a las bajas temperaturas se incrementa, siendo especialmente interesante si el pH es inferior a 4,7. En cualquier caso, no puede ser olvidado que la congelación previene el crecimiento de L. monocytogenes, por lo que constituye una importante barrera para este microorganismo y otros patógenos similares. Por ello, se ha trabajado en conjunto, por parte de varias agencias del gobierno de Estados Unidos, para predecir aquellos alimentos en los que el riesgo asociado a este microorganismo es bajo. Entre ellos, ha quedado claramente destacado que el helado y los congelados poseen el menor riesgo relativo ante una contaminación por este microorganismo. Por su parte, los microorganismos Gram negativos son mucho más sensibles a la acción del frío. En este grupo encontramos a todas las especies de la familia de las enterobacterias, y en consecuencia, a microorganismos responsables de la mayor parte de las toxiinfecciones alimentarias en el mundo, como son Salmonella y Escherichia coli. De entre ellos, Salmonella spp es conocida por su tolerancia a la congelación, siendo demostrable la existencia de este microorganismo en muestras congeladas de alimentos durante más de un año. Sin embargo, cuando el pH es ácido, y la integridad del alimento se pierde, la capacidad de supervivencia del microorganismo se ve seriamente limitada. Por este motivo, en embutidos o en carne picada, al disminuir el pH y congelar, se puede apreciar como más del 90% de las células de Salmonella se ven afectadas, aunque más del 60% sufren lesiones subletales, por lo que pueden no ponerse de manifiesto en medios de cultivo aún cuando estén presentes en el alimento. Este punto es de complicado pronóstico en cuanto a las posibilidades de que el producto se vea implicado en un proceso de toxiinfección alimentaria. Al igual que ocurre con otros microorganismos, no hay alimentos congelados implicados en brotes de infecciones relacionadas con Salmonella, a excepción de los helados, especialmente los de máquina. Por este motivo, no parece probable que ese estado de lesión subletal permita al microorganismo adherirse al intestino e iniciar un proceso infeccioso. Por otra parte, Salmonella es especialmente sensible a los procesos de congelación-descongelación-congelación, por lo que ese tipo de tratamiento puede limitar la presencia del patógeno en los alimentos procesados. De la misma manera, la congelación hace que el microorganismo sea mucho más sensible a otros tratamientos, como puede ser la salazón, el escabechado, la pasteurización o la desinfección. Especialmente la eliminación de estos patógenos es evidente si se ducha el producto con soluciones al 5% de ácido láctico, laurato (0.2 mM) o nisina. Sin embargo, contra los nemátodos y la mayor parte de los parásitos pluricelulares, la congelación es tremendamente efectiva, por lo que un tratamiento adecuado, inferior a los -20ºC) permite la eliminación completa del peligro asociados a patógenos tan conocidos como Anisakis o triquina. 3.4.- MECANISMOS DE LETALIDAD

La muerte de los microorganismos por acción de la congelación puede ser justificada mediante los siguientes factores: Formación extracelular e intracelular de hielo; concentración de solutos extracelulares; concentración intracelular de solutos; o baja temperatura. Los crioprotectores naturales, como la leche, o la adición de los mismos, actúan limitando algunos de estos factores o incluso la mayoría de ellos a la vez, lo que impide la acción letal del hielo. Además, hay que considerar que el tiempo actúa potenciando estos factores, lo que implica una mayor muerte de los microorganismos presentes. En este punto, es especialmente importante la movilización de las sales y de los solutos en general, lo que puede modificar de forma muy significativa la compasión a ambos lados de las membranas celulares. ¿Puede la congelación ser una barrera para los patógenos? Para contestar con rotundidad a esta pregunta van a ser necesarios más estudios en el futuro. Considerando que cada vez más la congelación es un sistema de conservación generalizado, incluyendo en la actualidad carnes como la de pollo, hamburguesas, pescado, además de un sinfín de productos, se podría estudiar la manera de potenciar aquellos aspectos que favorezcan la eliminación de patógenos, puesto que se podrían conseguir alimentos mucho más seguros sin modificar de forma significativa sus características organolépticas. Para ello es necesario conocer y estudiar mejor: 

La interacción entre los microorganismos y su medioambiente, incluyendo la acción de los crioprotectores y los aditivos conservantes.



Las condiciones óptimas para la destrucción mediante el sistema de congelación-descongelación.



La relación de la fase de crecimiento con la susceptibilidad a la congelación-descongelación. Esto tendría que incluir el conocer más acerca del estado fisiológico de un microorganismo antes de la congelación.



La posibilidad de que los microorganismos, en realidad, no se destruyan sino que queden con lesions subletales, lo que implicaría un peligro no bien valorado en la actualidad. 3.5.- PAPEL DEL HIELO EN LA ESTABILIDAD DE LOS ALIMENTOS La formación del hielo en alimentos celulares y geles alimenticios tiene dos consecuencias adversas importantes: En términos generales, la reducción de la temperatura de un alimento provoca la inhibición de un gran número de reacciones químicas y enzimáticos, así como la reducción del crecimiento microbiano. Consecuencias: A) Los constituyentes no acuosos, son concentrados en la fase no congelada Cabe recordar que el agua muy adherida a la estructura de la molécula, forma la fase no congelable y sus propiedades son función de parámetros, como el pH, la concentración de reactivos, la fuerza iónica, la viscosidad, la solubilidad del oxígeno, etc. B) Toda el agua convertida en hielo aumenta de volumen un 9%. El hecho de congelar un producto implica cambios en el estado físico del agua. Dependiendo de la temperatura final , el aumento de volumen que ocurre por la conversión de agua en hielo es de 8 a 10% lo que ocasiona daños mecánicos en las células de los tejidos vegetales y animales. La velocidad de congelación es determinante en la formación y localización de los cristales de hielo. 3.6.- CONGELACIÓN La congelación no tiene como fin el eliminar el contenido de agua, sino que únicamente inmoviliza el agua no estando ya disponible para los microorganismos y/o enzimas

Congelación lenta: Se producen muchos cristales pequeños en forma de aguja a lo largo de las estructuras constitutivas del producto debido a que el tiempo de formación es mayor y por lo tanto se crean núcleos más grandes que afectan directamente la calidad del producto. Congelación Rápida : Se provoca un menor número de cristales y de menor tamaño, de tal manera que cada célula del tejido contiene una sola masa central de hielo. Los ecosistemas antárticos, más que otros ambientes, están dominados por los microorganismos (Tindall, 2004). Las bacterias que habitan en él deben disponer de adaptaciones fisiológicas que les permitan enfrentar adecuadamente periodos de inanición (Tanghe y col, 2003) y fluctuaciones amplias de temperatura, las que puedan ser iguales o inferiores al punto de congelación del agua. Estas condiciones físicas y químicas más rigurosas, han permitido que en estos ambientes prosperen bacterias con diversas estrategias para afrontar con éxito las exigencias que les impone ese ambiente, Estas condiciones, también regulan la densidad poblacional de las bacterias presentes en él. Entre las adaptaciones que pueden presentar las bacterias de un ambiente como el antártico, cuyas condiciones son más estrictas, se puede mencionar, la flexibilidad de estas para utilizar diversos sustratos, acumulación de sustratos endógenos como poli-β-hidroxialcanoato o modificaciones de su morfología y tamaño celular. Se realizó un trabajo que consistió en efectuar un estudio exploratorio de la diversidad metabólica y propiedades bacteriológicas de los microorganismos presentes en hielos y ambientes marinos adyacentes a la Base O”Higgins que permitiera disponer de características fundamentales de la microbiota de ese sector. Vida en el hielo Un grupo de científicos logró "revivir" en laboratorio microorganismos que durante miles de años resistieron congelados en el hielo de la Antártica. Para la investigación, liderada por el micro biólogo Kay Bidle de la Universidad estadounidense de Rutgers, se estudiaron varias muestras de bloques de hielo de entre 100.000 y 8 millones de años de antigüedad. Después de derretir cuidadosamente el hielo para evitar la contaminación con microorganismos modernos, los científicos analizaron el metabolismo de estos seres vivos. Y para comprobar si los antiquísimos microorganismos podían reproducirse, los expertos les dieron nutrientes y los incubaron a 40º Fahrenheit (unos 4º centígrados). En una semana, los microorganismos de las muestras de hielo más recientes se duplicaron. Los de las muestras más antiguas también crecieron, pero a un ritmo más lento. Los investigadores observaron las muestras de hielo, llamadas "paletas heladas de genes" y encontraron evidencias de alguna de las bacterias más comunes que hay todavía, incluidas firmicutes, proteobacterias y actinobacterias. El estudio concluyó que el ADN de las bacterias se deteriora notablemente después de 1,1 millones de años y, según Bidle, eso probablemente explique por qué los especimenes más viejos tardaron más en reproducirse. Tras ese periodo, la extensión del ADN se reduce a la mitad. En el hielo más antiguo, este material genético constaba de apenas 210 unidades entrelazadas. Normalmente, el ADN de una bacteria promedio tiene unos 3 millones de unidades. "Lo interesante de este estudio es que demuestra la longevidad y la capacidad de resistencia de la vida", dijo Carlos PedrósAlió, profesor de investigación del Instituto de Ciencias del Mar de Barcelona. "Uno tiene que pensar en lo que hace en casa con el congelador: coloca la carne o el pescado pero sabe que tienen una fecha de caducidad". "El hielo de la Antártica actúa como el congelador en casa. Pero a diferencia de lo que ocurre con los productos que normalmente consumimos nosotros, las bacterias son capaces de aguantar en un estado que pueden recuperarse durante muchísimo tiempo, como demuestra este estudio". El estudio liderado por Kay Bidle presenta conclusiones desafiantes para futuras investigaciones. El hecho de que estos microorganismos hayan podido ser "revividos" después de millones de años, abre la esperanza de que en el futuro se pueda hacer lo mismo si es que se encuentran vestigios de vida en otros planetas. "Siempre se ha especulado con que quizás en lugares especialmente protegidos, por ejemplo en Marte, donde se sabe que hay 'hielo formado de agua', se podría haber conservado vida si en algún momento hubiera habido vida en ese planeta", dijo el experto en microbiología marina Pedrós-Alió. Los investigadores de la Universidad de Rutgers hicieron que los organismos se reprodujeran en laboratorio después de darles nutrientes y calor.

Esto sugiere la posibilidad de que el calentamiento global y el deshielo puedan también "liberar" de una manera natural esos antiguos microorganismos, algo que no sorprende al investigador español Pedrós-Alió. "Yo no creo que eso sea ningún problema, de hecho el hielo de la Antártica está llegando al mar constantemente. La Antártica es una fuente de microorganismos constante y lo ha estado siendo durante millones de años". "De esos microorganismos que han regresando al mar, algunos seguramente han muerto y algunos seguramente han crecido". El experto del Instituto de Ciencias del Mar de Barcelona asegura que el regreso de esos microorganismos no supondría ningún peligro o amenaza, porque no son tan diferentes de los que existen hoy en día. La pesquisa de bacterias totales y recuperables en cultivo demostró que tanto el agua de mar como los testigos de hielo contenían un importante recuento de bacterias viables. No obstante, la recuperación de bacterias cultivables fue mayor en el mar en comparación con los testigos de hielo. En relación con los requerimientos de temperatura para su crecimiento, se encontró que de las 15 cepas seleccionadas para ser analizadas 8 correspondieron a psicrófilos 7 a psicrófilos tolerantes, y dos cepas mesófilas. De éstas, 4 fueron cocobacilos Gram positivos y 11 cocos y cocobacilos Gran negativos no fermentadores. Estos resultados sugieren también una diversidad fisiológica, además de demostrar la presencia de bacterias de tipo mesófilo en ambiente con predominio psicrófilo. De 36 cepas caracterizadas por sus propiedades metabólicas, destaca el predomino de actividad lipolítica. Otro aspecto metabólico destacable en las bacterias presentes en el ambiente marino fue la capacidad de las comunidades antárticas del ambiente marino para degradar, en 5 días, 20μg/ml de fenol un compuesto considerado tóxico. Los resultados de este estudio exploratorio sugieren que en la zona estudiada, existe una comunidad bacteriana diversa, tanto en sus aspectos morfológicos como en los metabólicos

Descubren bacterias que viven sin luz ni oxígeno bajo el hielo de la Antártida Un investigador posa sobre la superficie helada de 'Las cataratas de sangre'. (Foto: 'Science') Gustavo Catalán Deus | Madrid Un insólito ecosistema donde viven bacterias pese a no haber oxígeno, en completa oscuridad, a 10ºC bajo cero y en un agua con cuatro veces mayor salinidad que la del mar, ha sido descubierto en un lago subterráneo bajo un glaciar, en la Antártida. Este prístino hábitat funciona como un perfecto mecanismo biológico desde hace nada menos que entre 1,5 y cuatro millones de años. Investigadores de las universidades de Harvard y Cambridge publican hoy en Science su hallazgo. El lugar, denominado Cataratas de sangre por el agua de alta coloración roja procedente de la oxidación que fluye por debajo del glaciar, ya había llamado la atención de los primeros exploradores antárticos en 1911, el año que se descubrió el Polo Sur. Ellos lo atribuyeron a unas algas rojas que suponían debían vivir bajo el hielo. Pero una casualidad ha permitido descubrir el porqué de ese llamativo color rojo sobre el manto blanco del hielo. Mientras una investigadora permanecía junto al lugar justo el día oportuno, hubo un flujo de la salmuera subglacial recién filtrada que permitió tomar las primeras muestras y realizar los análisis que habían estado intentando durante años. El primer resultado del laboratorio hizo exclamar a los científicos el célebre ¡eureka! que acompaña los descubrimientos: el agua no contenía oxígeno. Además, era rica en sulfuro, propio de los ambientes marinos y con una concentración salina cuatro veces mayor que la de los océanos. Eso dio pistas sobre su origen oceánico y la edad: entre 1,4 y cuatro millones de años, cuando gran parte de la Tierra estaba cubierta de hielo y el agua marina quedó atrapada bajo los glaciares en un lago de unos cuatro kilómetros de largo por 400 metros de ancho, que no está congelado debido a su elevada salinidad. Ecosistema asombroso Pero lo realmente sorprendente es que los microbios que vivían entonces han seguido reproduciéndose y es el hogar de esos seres que han vivido ahí durante millones de años, aportando un ejemplo asombroso de cómo un sistema microbiano puede sobrevivir durante un periodo prolongado sin fotosíntesis o nutrientes de una fuente externa.

El lago está situado en el Valle Seco de McMurdo, al este de la Antártida, bajo un glaciar de 1,5 kilómetros de espesor. Según Jill A. Micucki y su equipo de investigación, el agua que contiene es anóxica, extremadamente salina, y repleta de hierro. También contiene sulfato, una fuente de energía común para microbios, pero curiosamente poco del sulfuro que generalmente se esperaría si los microbios estuvieran metabolizando el sulfato mediante su reducción a sulfuro. Basándose en los isótopos de oxígeno en el sulfato y la evidencia de una enzima llamada adenosina 5 fosfosulfatoreductasa, los autores concluyen que los microbios están de hecho reduciendo el sulfato pero que lo están haciendo a través de un metabolismo hierro-sulfuro interconectado, el cual utiliza hierro de la base de sustrato rocoso del lago. Los descubridores del nuevo hábitat proponen que los sistemas microbianos similares a este pueden haber existido durante los episodios de la llamada Tierra bola de nieve, cuando el planeta podría haber estado cubierto casi por completo de hielo. Yendo mucho más allá, este ecosistema aislado durante millones de años podría explicar la existencia de vida en otros planetas de nuestro sistema solar. Formas primitivas de vida como es el caso, es lo que vienen buscando desde hace décadas los científicos de la NASA en Marte, y en la luna Europa de Júpiter.

CAPITULO III 1.- ALIMENTOS DESHIDRATADOS 1.1.- Importancia de la humedad en alimentos La mayoría de los alimentos contiene una cantidad de humedad suficiente para permitir la actividad de sus propios enzimas y la de los microorganismos, de forma que para conservarlos por desecación es necesario que su humedad sea eliminada o fijada. La desecación se suele conseguir eliminando el agua. La humedad de los alimentos se puede eliminar mediante varios procedimientos, que van desde la desecación mediante la acción de los rayos solares hasta los procedimientos artificiales que se emplean en la actualidad. ¿Qué es la desecación? Es la operación unitaria por medio de la cual, se elimina casi toda el agua presente en un alimento. En sentido estricto, Desecación es el término que se utiliza cuando la eliminación de agua es por medios naturales y en condiciones no controladas; y la Deshidratación, implica el control de las condiciones climáticas del medio y por lo tanto, resulta más costosa. Etapas en la desecación Tipos de desecación:  Secado al sol  Desecación con aire caliente.  Desecación por contacto con una superficie caliente.

 Desecación por aplicación de energía de una fuente radiante, de microondas o dieléctrica.  Liofilización.

2.- MICROBIOLOGÍA DE ALIMENTOS DESECADOS ANTES DE SU RECEPCIÓN EN LA PLANTA DE DESECACIÓN. En la superficie de las frutas y hortalizas existen m.o. del suelo y del agua más su propia flora natural, y las zonas alteradas contienen los m.o. que producen la alteración. Las carnes y las canales de las aves de corral se contaminan con m.o. procedentes del suelo, del contenido intestinal, de los manipuladores y del equipo. Los pescados se contaminan con m.o. procedentes del agua y de su propio contenido intestinal. Los huevos son ensuciados por la gallina, por los nidales y por las personas que los manipulan.

La leche está expuesta a contaminación desde el momento de ser segregada por la vaca hasta su recepción en la planta donde va a ser desecada pudiendo sustentar la multiplicación de algunas bacterias psicrótrofas. EN LA PLANTA DESECADORA, ANTES DE SU DESECACIÓN El equipo y los obreros de la planta los pueden contaminar. La calibración, la selección y la clasificación de los alimentos, sobre todo de aquellos como las frutas, hortalizas y la leche influirán tanto en las especies como en el número de m.o. existentes en los mismos.  La eliminación de frutas y hortalizas alteradas reducirá el número de m.o.  El rechazo de los huevos rotos y/o de los sucios  El lavado de las frutas y de hortalizas elimina la tierra y asimismo los microorganismos.  El pelado de las frutas y hortalizas sobre todo con vapor de agua debe reducir el número de m.o. ya que la mayoría de estos se encuentran en la superficie externa de estos alimentos.  La inmersión en soluciones alcalinas en algunas frutas antes de desecarlas al sol, puede reducir la población microbiana.  El blanqueado o escaldado de las hortalizas reduce incluso un 99% en algunos casos.  El tratamiento con dióxido de azufre ocasiona una importante reducción del número de m.o. y tiene por objeto inhibir su multiplicación en el alimento desecado.  El rechazo de la leche que no se ajusta a los patrones bacteriológicos de calidad.  DURANTE LA DESECACIÓN. Si el tratamiento de desecación y las condiciones de almacenamiento son Durante el almacenamiento, tiene lugar una ligera disminución del número de m.o. Las esporas de las bacterias y las de los mohos, algunos micrococos y las microbacterias son especialmente resistentes al almacenamiento bajo condiciones de sequedad. Durante el envasado y durante cualquier otra manipulación del alimento una vez desecado, puede existir cierta posibilidad de que se contamine. • FRUTAS DESECADAS: En la superficie externa de la mayoría de las frutas frescas, el número de m.o. oscila desde relativamente pocos a muchos, en función de los tratamientos previos a los que se hayan sometido. Es probable que tanto las esporas bacterianas como las esporas de los mohos existan en mayor número. Cuando ha habido crecimiento de mohos en alguna parte de la fruta, antes o después de la desecación, sus esporas se pueden encontrar en elevado número. • HORTALIZAS DESECADAS: En las hortalizas, inmediatamente antes de ser desecadas, el número de m.o. puede ser elevado debido a su contaminación y a la multiplicación de los m.o. una vez blanqueadas. Si las bandejas de desecación no se cargan adecuadamente, puede tener lugar el agriado por las bacterias lácticas (cebolla, papa) y un notable aumento de las bacterias. En las hortalizas se encuentran principalmente bacterias entre las cuales figuran Escherichia, Enterobacter, Bacillus, Clostridium, micrococcus, Pseudomonas y Streptococcus. • HUEVOS DESECADOS: Contienen principalmente bacterias, dependiendo de que en la elaboración de este producto se empleen huevos rotos y de los procedimientos utilizados para desecarlos. En los huevos frescos de buena calidad no existen m.o. o solamente existen unos pocos. En los huevos desecados se han encontrado una gran variedad de m.o. entre las cuales se incluyen micrococos, estreptococos, coliformes, esporógenos y mohos. La yema del huevo es un medio de cultivo más rico en nutrientes que la clara, por lo cual al romper el huevo los recuentos de la yema sean más elevados que en la clara. • LECHE EN POLVO. El número de m.o. presentes en la leche depende de la leche que se está desecando y del procedimiento de desecación que se emplee. El procedimiento de los cilindros o tambores giratorios destruye un número de m.o. más elevado que el procedimiento por pulverización. Las especies de microorganismos predominantes son las especies de estreprococos termodúricas, las de micrococos y las esporógenas. Otros métodos

 Salazón: Consiste en añadir sal en forma sólida al alimento. Al aumentar la concentración de sal, el alimento cede su agua, y se frena la actividad bacteriana y enzimática. A su vez, se producen cambios de aroma y sabor. • Ahumado. Los alimentos se someten al humo de madera y en este proceso se originan una serie de sustancias químicas con gran poder conservador y que adempas, dan un sabor típico a los alimentos. 3.- BACTERIAS HALOFILICAS Los microorganismos halófilos son aquellos que se encuentran en los ambientes hipersalinos, pero se diferencian de los halotolerantes porque son capaces de reproducirse y realizar sus funciones metabólicas de una manera más eficaz en presencia de altas concentraciones de sales que en su ausencia. Existe una amplia diversidad de estos microorganismos tanto en el phylum procarionte como en el eucarionte; estos microorganismos tienen la capacidad de balancear su presión osmótica en relación con el medio y resistir los efectos nocivos de la sal. Dentro de los microorganismos halófilos hay una gran variedad de heterótrofos y metanógenos en el phylum Archaea, adaptados para resistir altas concentraciones de NaCl, mediante una serie de mecanismos moleculares, tales como enzimas que mantienen su actividad a concentraciones elevadas de sal, membranas púrpura que permite el crecimiento fotótrofo, sensores como rodopsina que regulan la respuesta fototáctica y vesículas de gas que promueven la flotación de las células. Los microorganismos halófilos están ampliamente distribuidos en los medios hipersalinos (en zonas áridas hipersalinas, costas, diferentes profundidades del agua de mar, etc.). Dado que las membranas biológicas son permeables al agua, las células no pueden mantener la actividad del agua de su citoplasma más alta que su alrededor; porque ello las puede llevar a perder agua hacia el medio que las rodea. Por consiguiente, se puede esperar que un microorganismo que vive en altas concentraciones de sal mantenga su citoplasma al menos isosmótico con el medio extracelular. La presencia de una presión de turgencia requiere un citoplasma hiperosmótico, con la posible excepción de los Halobacteriales, del phylum Archae, donde todos los microorganismos halófilos mantienen una presión de turgencia. Existen dos diferentes estrategias fundamentales para la existencia del mundo microbiano que permite a ciertos microorganismos sobrellevar un estrés osmótico debido a la presencia de una alta concentración de sal. i) Las células mantienen altas concentraciones intracelulares de sal, osmóticamente o al menos equivalente a la concentración externa de sal (“salt-in” strategy); algunos sistemas intracelulares deben adaptarse a la presencia de altas concentraciones de sal. ii) Las células mantienen bajas concentraciones de sales en su citoplasma (“compatible-solute” strategy). La presión osmótica del medio es balanceada por solutos compatibles, y no se requiere de una adaptación especial de los sistemas intracelulares. HALOFILIA Aunque las sales se requieren para todas las formas de vida, los microorganismos halófilos se distinguen o clasifican por el requerimiento de condiciones hipersalinas para su crecimiento: los halófilos ligeros muestran crecimiento óptimo dentro de una concentración de NaCl que oscila entre 0.2 y 0.85 M (2-5%): los halófilos moderados, crecen entre 0.85 y 3.4 M (5-20 %) de NaCl, y por último, los halófilos extremos, que crecen de 3.4 a 5.1 M (20-30%) de NaCl. En contraste, los organismos no halófilos sólo pueden crecer por debajo de 0.2 M de NaCl. Los organismos halotolerantes son aquellos que pueden crecer en presencia y en ausencia de altas concentraciones de sal. Muchos organismos halófilos y halotolerantes pueden crecer dentro de un amplio margen de concentración de sal, con requerimiento o tolerancia para algunas sales, dependiendo del medio y de los factores nutricionales. BACTERIAS HALÓFILAS Las bacterias halófilas extremas crecen en concentraciones de NaCl entre 2.8 M y 6.2 M. La biología general de los organismos halófilos extremos está bien documentada; existen diversas distinciones y características intrínsecas de estos organismos, como resultado de la selección natural del medio, que no parecen tener un papel determinante en las relaciones de los dominios de los microorganismos halófilos. Una características en los halófilos bacterianos es la ausencia de peptidoglicanos, no sólo en las paredes de las halobacterias, sino también en las paredes de la gram-positiva halococci. Se cree que la carencia de peptidoglicanos en las bacterias halófilas se debe a una incapacidad para sintetizar ácido murámico.

Se han elaborado diversos medios sintéticos para las bacterias halófilas. Un medio que contenía 10 aminoácidos y ácido citidílico, el cual estimuló el crecimiento limitado. Más tarde utilizaron un medio que contenía 15 aminoácidos, 2 nucleótidos, glicerol y asparagina o NH4+, que mostró mejores resultados. Los aspectos anteriores que se han descrito, aunque se refieren a las características generales de las bacterias halófilas y son de interés intrínseco, no parecen jugar un papel directamente determinante en la relación de estos organismos con el agua y la sal, excepto por la naturaleza ácida de los fosfolípidos de la membrana. Por otra parte, la inestabilidad de la pared celular refleja un requerimiento específico de solutos, que puede ser descrito como la relación con el agua (“water relations”). El papel de la sal para el mantenimiento de la integridad estructural de la envoltura celular ha sido discutido por Brown en términos de las posibles contribuciones de la sal a la estructura del agua, los enlaces hidrofóbicos y las fuerzas electrostáticas; estas contribuciones se han atribuido a los efectos electrostáticos de las sales en la neutralización del exceso de cargas sobre la membrana. HALOFILICAS EXTREMAS: Estos procariotas se caracterizan por vivir en ambientes de elevada salinidad, entre ellos: salinas, los lagos salados naturales, hábitats salinos artificiales como en las preparaciones caseras concentradas de sal que se utilizan para la preservación de algunos tipos de pescado y carne, en donde se reconoce su presencia por el hecho de formar manchas rojas. La concentración de sal en dichos hábitats está cercana al punto de saturación (32%) aunque la mayoría de especies requieren 12-23% para un óptimo de crecimiento. Con referencia a su morfología pueden presentar formas similares a la de las bacterias verdaderas tales como cocos y bacilo. Todas las arqueas halofílicas son Gram negativas, poseen una pared celular compuesta de polisacáridos a base de glucosa, ácido glucurónico, galactosamina, acetato y abundantes residuos de sulfato. Se reproducen por fisión binaria, no forman esporas y su metabolismo corresponde al de bacterias quimiorganotróficas, la mayoría de las especies son aerobios obligados, pero otras pueden realizar procesos fermentativos o de respiración anaeróbica. Además, por el hecho de encontrarse en medios hipertónicos (muy salados) adquieren un comportamiento muy particular que consiste en acumular intracelularmente compuestos orgánicos denominados solutos compatibles los cuales contrarrestan la tendencia de la bacteria a deshidratarse en esas condiciones. 4.- LEVADURAS OSMOFILICAS Las levaduras osmófilas son aquellas que se han mostrado capaces de desarrollarse también o solamente en presencia de elevadas cantidades de azúcares.Las levaduras denominadas “osmofilicas” pueden adaptarse y crecer en alimentos con poca concentración de agua y alta concentración de azúcar como las que se registran en el mosto concentrado, mientras que las levaduras “osmotolerantes” pueden resistir la baja concentración de agua, pero no se desarrollan en esas condiciones. “Las levaduras osmofílicas serían las responsables de la alteración del producto cuando está almacenado o es trasladado”. Sin embargo, las otras no son tan inocentes. “Las levaduras osmotolerantes no representan un problema para el productor, pero cuando el mosto es utilizado para edulcorar otro producto y es diluido de alguna manera, la actividad en agua aumenta y estas levaduras que estaban inactivas pueden entonces desarrollarse y alterar el producto”, explica Combina. Se trata de especies que se presentan en preponderante fase haploide y primeramente descritas como Sigosaccharomyces , Su hábitad preferidos son medios de alta concentración azucarada de forma que la mayor parte de especies aisladas provienen de miel, néctares, mermeladas, jarabes, melazas, conservas de frutas, frutos secos, etc. Se considera levadura osmófila cuando es capaz de desarrollarse en medios con un contenido mínimo en glucosa del 60%, estableciendo una diferenciaición entre especies osmófilas y osmotolerantes . Según el mayor o menor crecimiento en estos medios. En cuanto a la fisiología de estas levaduras, se sabe por estudios precedentes, que están dotadas de una escasa actividad enzimática, como lo demuestra Zigosaccharomyces mellis que solo fermenta la glucosa y, a veces, la sacarosa débilmente, y que su particular metabolismo ha sido estudiado especialmente atendiendo a la producción de polialcoholes. Las levaduras osmófilas como Sacharomyces pueden producir la fermentación de la miel cuando las condiciones de humedad se lo permiten.