¿Qué son los microorganismos?

       En gran medida, muchas de las actividades que llevamos día a día dependen fundamentalmente de cómo percibimos el mundo por medio de nuestros ojos. La capacidad del ojo humano para distinguir para distinguir entre dos objetos puntuales que se encuentran muy próximos, es de alrededor de 0.2 mm en el mejor de los casos, es por esta razón que una parte muy importante de la diversidad de organismos, pasó desapercibida de la vista humana hasta épocas más actuales; este grupo que escapó de nuestros ojos son lo que ahora conocemos como microorganismos. 👀

Los microorganismos son seres vivos tan pequeños que sólo pueden ser observados a través de un microscopio y la primera vez que fueron visualizados fue a mediados del siglo XVII con el uso de un microscopio simple.

Leeuwenhoek fue la primer persona en observar a microorganismos y los nombró "animáculos". Sin embrago este descubrimiento no tomó relevancia sino hasta la segunda mitad del siglo XIX cuando hubo un gran avance en las técnicas microscópicas y un mejor desarrollo del método de estudio y manipulación de los microorganismos, dando lugar a una nueva ciencia denominada microbiología.

Imagen tomada de Sociedad Americana de Microbiología, el concurso de Arte en Agar 2015 (Agar Art Contest). Primer lugar "Neuronas"

Referencias:

Vargas Flores Tatiana & Villazante Condori Leydi Geovana (2014). Clasificación de los microorganismos. Rev. Act. Clin. Med v.44 La Paz mayo: pp. 2309-2313.

Toola Cuppi Juan Luis (2014). Historia de la Microbiogia. Rev. Act. Clin. Med v.44: pp. 2304-2308.

" La grandeza de las acciones humanas es proporcional a la inspiración que los produce."

Louis Pasteur

Clasificación de los microorganismos

De acuerdo con Brooks et al., (2011), los microorganismos pueden clasificarse de diversas formas, la principal división biológica las divide en eucariotas, es decir que contienen un núcleo rodeado de una membrana, y en procariotas, donde el DNA no se separa del citoplasma.

Sin embargo para fines didácticos de este blog, se considerara la clasificación de microorganismos en términos de tamaño y se mencionarán algunas características estructurales.

(Tomado de Kenneth y Gerge, 2011)

Virus
Conjunto de genes, compuestos por DNA o RNA, son formas simples de partículas con capacidad de replicarse, biológicamente activas, las cuales acarrean información genética en moléculas de DNA o RNA, jamas en ambas. En la etapa madura suelen tener una cubierta proteínica sobre su ácido nucleico y una membrana de superficie lípida que deriva de la célula que infectan.

El tamaño de los virus es aproximadamente 100 a 1 000 veces más pequeños que el tamaño de las células a las que infectan. Dentro de los virus más pequeños se considera a los tamaño virión (parvovirus) que miden cerca de 20 nm de diámetro (1 nm = 10–9 m), mientras que los virus humanos de mayor tamaño (poxvirus) tienen un diámetro aproximado de 300 nm. 

Se les conoce por ser un tipo parásito pero intracelular de otras células vivas, donde no solo se puede unir a células de mamíferos y plantas, si no también de organismos simples celulares como las bacterias, es por ello que se considera que tienen un requisito obligado de crecimiento intracelular y una fuerte dependencia de los componentes estructurales y metabólicos de la célula hospedadora. Es importante destacar que los virus no tienen núcleo, citoplasma, mitocondrias u otros organelos celulares

Bacterias

Se consideran como los primeros organismos y los más pequeños con capacidad de vivir independientemente. Debido a que es una célula procariota, se sabe que esto le proporciona el tamaño mínimo posible para su reproducción independiente. El tamaño de las bacterias puede variar, encontrando individuos colonizan o infectan a los humanos de tamaños de 0.1 a 10 μm (1μm = 10–6 m), las bacterias de forma esférica tiene un diámetro de 0.5 a 2 μm y los de forma de de bastón miden por lo general de 0.2 a 2 μm de ancho y 1 a 10 μm de largo.  Retomando esto, es impredecible mencionar que se pueden encontrar bacterias con formas como esferas, bastones, bastones doblados o curvos, y espirales. Las bacterias esféricas u ovaladas se denominan cocos y se organizan en racimos o cadenas. Los bastones se denominan bacilos y pueden ser rectos o curvos. Los bacilos que son pequeños y pleomorfos al grado de parecer cocos a menudo se llaman cocobacilos. Las bacterias con forma espiral pueden ser rígidas o flexibles y sinuosas. 

Las principales estructuras de una bacteria, son la envoltura de múltiples capas y sus apéndices o al núcleo bacteriano interior que consiste en el nucleoide (o cuerpo nuclear) y citosol. 


Hongos

Los hongos son células eucariotas con un nivel biológico de complejidad más elevado que las bacterias. Estructuralmente cuentan con núcleo, membrana nuclear y cromosomas lineales. El citoplasma contiene un citoesqueleto con microflamentos de actina y microtúbulos que contienen tubulina. También cuentan con ribosomas y organelos, como las mitocondrias, retículo endoplásmico y aparato de Golgi. A su vez tienen una pared celular rígida externa a la membrana citoplásmica, cuya constitución química difiere de la observada en plantas y bacterias. Es importante destacar que a diferencia de las células de mamíferos, sus membranas citoplásmicas están constituidas por esteroles, dominando el ergosterol, y en células de mamíferos es el colesterol.

El tamaño de los hongos varía en forma notable. Una sola célula sin tabiques transversos puede ser desde el tamaño de una bacteria (2 a 4 µm) hasta una estructura visible a simple vista. Pueden ser unicelulares o sufrir diferenciación y ser multicelulares mediante el desarrollo de filamentos ramificados. Su reproduccion puede ser sexual o asexual, generalmente se encuentran en un estado haploide, aunque se forma un núcleo diploide a través de fusión nuclear en el proceso de reproducción sexual. 

Parásitos

Organismos que pertenecen a uno o dos grupos taxonómicos principales: protozoarios y helmintos, por lo tanto los protozoarios son células eucariotas, microscópicas, que en la revisión simple parecieran levaduras por su tamaño y simplicidad. donde su tamaño puede variar desde 2 a > 100 µm. Estructuralmente, su protoplasma consiste en un núcleo rodeado por una membrana verdadera y
citoplasma. El primero contiene cromatina agrupada o dispersa y un nucléolo central o cariosoma. La forma, tamaño y distribución de estas estructuras permiten diferenciar entre las especies protozoario


En cambio, los helmintos son gusanos macroscópicos, multicelulares que poseen tejidos diferenciados y sistemas orgánicos complejos; varían en longitud desde 1 m hasta menos de 1 mm, son animales elongados, con simetría bilateral, su pared corporal está cubierta por una cutícula acelular resistente, que puede ser lisa o poseer crestas, espinas y tubérculos. 

(Tomado de Kenneth y Gerge, 2011)

Referencias:

Brooks, G. F., Morse, S. A., Carroll, K. C., Butel, J. S., Mietzner, T. S. 2011. Jawetz, Melnick y Nedelberg. Microbiología  médica. 25a edición. China.

Kenneth, J.R., Gerge, R. C. 2011. Sherris, Microbiología médica. Editorial Mc Graw Hill. México.

¿Donde viven los microorganismos?

Los microorganismos se encuentran en todas partes, en nuestro cuerpo, en las plantas, en los alimentos, en el suelo, en los objetos y hasta en los lugares mas inhóspitos... 

Los microorganismos pueden habitar en lugares extremadamente diversos. Pueden estar en cualquier lugar que sea adecuado para el crecimiento y desarrollo de organismos superiores, incluso pueden vivir dentro de ellos. Pero no es el único lugar en el que podemos encontrar a los microorganismos, también se les ha encontrado en lugares donde las condiciones físicas o químicas no son aptas para algunos seres, pero si son idóneas para los microbios.  

Los microorganismos se encuentran en todas partes, pero sobre todo en:

• Las heces.
• La tierra y el agua.
• Animales considerados plaga (como ratas, ratones, insectos, entre otros).
• Animales domésticos, de granja, silvestres y marinos.
• Las personas (interna y externamente).
• La comida.

Microbios en los animales

En general, al conjunto formado por los microorganismos, sus genes y metabolitos se les denomina microbioma. En el caso de los humanos y animales, el microbioma se refiere a la población total de microorganismos, sus genes y metabolitos, que colonizan el cuerpo: encontrándose así en el tracto gastrointestinal, genitourinario, cavidad cavidad oral, nasofaringeo, tracto respiratorio y la piel. 

De la gran cantidad de microorganismos que existen, solo algunos de ellos pueden invadir el cuerpo de un humano o de un animal (hospedero) y causar enfermedades. A estos microorganismos se les denomina patógenos. Como sabemos, pata que estos infecten al hospedero necesitan la entrada al cuerpo y las principales vías son: tracto respiratorio (nariz y boca), tracto gastrointestinal (cavidad oral), tracto urogenital y el rompimiento de la superficie de la piel. 

Microbios en la comida

La comida no es la excepción cuando se trata de albergar microbios. Estos organismos pueden ser contaminantes, pero también otros son útiles para la preparación de algunos alimentos. Los denominados "fermentados" son aquellos alimento que han estado sujetos a la acción de microorganismos o enzimas que provocan modificaciones significativas para obtener el producto terminado. Los ejemplos mas comunes son el pan, el queso, el yogur y algunas bebidas, como la cerveza y el vino. 

Por otro lado, existen microbios que pueden dañar los alimentos que consumimos. En el último reporte de la Organización Mundial de la Salud, emitido en noviembre de 2014, se indica que los alimentos contaminados con bacterias, virus, parásitos o sustancias químicas nocivas causan más de 200 enfermedades: desde malestar estomacal, cólicos abdominales, náuseas, vómitos, diarreas, fiebre, o deshidratación, hasta algunos tipos de cáncer. 

Microbios en lugares inhóspitos

Como mencionábamos anteriormente, los microorganismos son capaces de sobrevivir en una gran cantidad de lugares y hospederos. Estos organismos se han llegado a encontrar incluso en lugares que nunca hubiéramos imaginado. Karol Rodríguez menciona en su articulo El hábitad de los microbios que el reconocido escritor de la revista Nature, Charles Q. Choi, ha encontrado en el famoso lago Pitch (el lago de asfalto), en la isla caribela de Trinidad, un lugar en el que los microbios pueden subsistir sin oxigeno, casi sin agua y en un ambiente altamente tóxico!

algunos otros lugares donde han surgido investigaciones, se han encontrado algunos microorganismos, lugares como los valles secos de la Antártida, el Mar Muerto (con su conocida alta salinidad) o en el barro hipersalado en el fondo del Mar Mediterráneo (que contiene altos niveles tóxicos de sustancias químicas, principalmente sulfuros).

Todos estos microorganismos capaces de sobrevivir en condiciones extremas, se les denominan como extremófilos. En su mayoría, son constituidos por bacterias, que son capaces de resistir las duras condiciones del medio, en función de producir diversos compuestos y enzimas que les permiten adaptarse a sus hábitats. 

Datos curiosos:

- Se estima que cada año en el mundo se enferman 600 millones de personas (casi 1 de cada 10 habitantes) por ingerir alimentos contaminados! 

- Al rededor de 420 000 personas mueren por ingerir alimentos contaminados.

Referencias 

- Montaño A.N.M., Sandoval P.A.L, Camargo R. S.L., Sanchez Y. J.M (2010), Los Microorganismos: pequeños gigantes, Revista Elementos, Vol. 77, No.1, pp. 15-23.

- OMS (2007), Manual sobre las cinco claves para la inocuidad de los alimentos, Departamento de Inocuidad de los Alimentos, Zoonosis y Enfermedades de Transmision Alimentaria de la OMS, Francia, pp. 27

- Rodriguez P. Karol (2017), El hábitad de los microbios, Ciencia, Vol. 68, No. 2, pp. 18-25.

Factores que favorecen el desarrollo de microorganismos en los alimentos

Un microorganismo requiere de ciertas condiciones para vivir y reproducirse, necesitan de ciertos elementos. Los alimentos constituyen un medio idóneo porque les proveen de los nutrientes y la humedad que necesitan para crecer.Como sabemos, la principal consecuencia de que un alimento sea atacado por un microorganismo, es que éste se modifica; los microorganismos deterioran los alimentos. Además, al desarrollarse sobre él lo pueden volver tóxico. ¿Cuáles son los factores necesarios para que estos microorganismos crezcan en determinados sitios?

Los microorganismos necesitan nutrientes para crecer, especí­ficamente proteínas y carbohidratos. Aunque hay que decir que, cada microorganismo tiene unas necesidades nutricionales específicas, existiendo especies que por ser poco exigentes pueden crecer sobre una gran variedad de substratos y otras, por el contrario, precisan vitaminas, aminoácidos, etc. para poder crecer y desarrollarse, los microorganismos pueden utilizar alcohol, azúcares, aminoácidos y lípidos como fuente de energía. 

Humedad. 

La mayor parte de los microorganismos necesitan agua para crecer. El ataque de los microorganismos es la principal causa de deterioro y su crecimiento está ligado a la cantidad de agua que contiene el alimento. La mayoría de los alimentos contienen suficiente agua como para favorecer el crecimiento; sin embargo, en el procesamiento de alimentos como es el secado o la congelación, el agua se elimina o permanece en estado sólido, lo que hace que no esté disponible para que los organismos lleven a cabo una actividad metabólica normal.

Las necesidades de agua de los microorganismos se deben definir en términos de actividad de agua (aw) en el medio. La aw tiene un valor máximo de 1 y un valor mínimo de 0. Cuanto menor sea este valor, mejor se conservará el producto. La actividad de agua está relacionada con la textura de los alimentos: a una mayor actividad, la textura es mucho más jugosa y tierna; sin embargo, el producto se altera de forma más fácil y se debe tener más cuidado. En general, las bacterias necesitan más actividad de agua para desarrollarse que las levaduras y que los mohos. 

Acidez (pH) 

La mayoría de los microorganismos crecen mejor a valores de pH en torno a 7,0 (6,6-7,5) mientras que son pocos los que crecen por debajo de 4,0. Cada especie crece en un rango determinado de pH y tiene un pH óptimo de crecimiento. Según el pH óptimo, los microorganismos pueden clasificarse en:

– Acidófilos

Rango aproximado de crecimiento entre 0-5,5 de pH.

– Neutrófilos

Rango aproximado entre 5’5-8.

– Alcalófilos

Rango aproximado entre 8-11’5.

Todos los microbios tienen un pH mínimo y máximo de desarrollo. Una manera de frenar su desarrollo es subirlo o bajarlo.

Generalmente, las bacterias son aquellas que crecen mejor a pH próximos a la neutralidad; sin embargo, la mayoría de las levaduras crecen a pH más ácidos (entre 4,0 y 4,5). Por otra parte, los mohos se desarrollan en un intervalo de pH más amplio, por eso los vemos en la mayoría de los alimentos. 

Temperatura. 

Probablemente sea la temperatura el más importante de los factores ambientales que afectan la viabilidad y el desarrollo microbiano. La temperatura más baja a la que un microorganismo puede crecer es -34ºC; la temperatura más elevada está por encima de 100ºC. La mayoría de los microorganismos crecen a temperaturas entre los 5ºC y los 60ºC. Cada microorganismo se desarrolla únicamente entre una temperatura mínima y otra máxima, situándose la temperatura óptima de crecimiento (aquella a la cual la velocidad de crecimiento es mayor) próxima a la máxima.

Según a la temperatura los microorganismos se clasifican en: 

Termófilos: tolerantes a temperaturas por arriba de 55° C. Crecen bien a 45º C y por encima de estas temperaturas con óptimas entre 55 y 65ºC. La mayor parte de las bacterias termófilas están incluidas en los géneros Bacillus y Clostridium, aunque son pocas las especies termófilas de estos géneros, pero tienen gran interés por la incidencia de estos en la industria conservera. 

Mesófilos: crecen en intervalos de 20 a 45° C con temperaturas óptimas entre 30 y 40º C. Hay un gran grupo de bacterias que están en este grupo. 

Psicrófilos: crecen a temperaturas de refrigeración - 0° C, pero no a temperatura mesófila (<15ºC). Los más comúnmente encontrados en los alimentos pertenecen a los géneros Alcaligenes, Pseudomonas y Streptococcus. 

Psicrótrofos: Crecen bien a 7º C o menores temperaturas y tienen su temperatura óptima entre 20 y 30º C. Pueden crecer a temperaturas de refrigeración - 0°C y a temperatura mesófila. En este grupo se pueden mencionar los géneros Aeromonas, Enterobacter, Citrobacter, Proteus, Pseudomonas y las levaduras Candida y Torulopsis. Del grupo de los mohos están los géneros Penicillium, Cladosporium, y Aspergillus. 

Los termotrofos: tolerantes a 45º C y también a 35º C.

La temperatura del ambiente que rodea al alimento es uno de los factores más importantes para la preservación del producto. Así podemos observar que la temperatura de almacenamiento de hortalizas es 10º C, mientras que para carnes es menor a 7º C. Un alimento cocido y que no se va a consumir en el momento se debe mantener a una temperatura ≥ de 57° C hasta el momento de ser consumido, ya que puede ser un vehículo de crecimiento bacteriano por abuso de temperatura. 

Para el caso de alimentos que no se van a consumir tan rápidamente, se pueden mantener refrigerados a ≤ 5° C. Cuando el alimento es cocido, enfriado y recalentado debe recalentarse de manera que todas las partes del alimento alcancen una temperatura de por lo menos 74° C durante 15 seg. A medida que el alimento se deja reposar durante cuatros horas o más a temperatura en la zona de peligro (42° C) permite que las bacterias se reproduzcan rápidamente exponiendo el alimento para que se alcancen niveles peligrosos. 

Oxígeno. 

No todos los microorganismos necesitan oxígeno, sin embargo, muchos otros lo requieren. Las bacterias presentan una respuesta amplia y variable al oxígeno libre, y sobre esta base se dividen en cuatro grupos: 

Aerobias: bacterias que se desarrollan en presencia de oxígeno libre. 

Anaerobias: bacterias que se desarrollan en ausencia de oxígeno libre. 

Anaerobias facultativas: bacterias que se desarrollan tanto en ausencia como en presencia de oxígeno libre. 

Microaerófilas: bacterias que crecen en presencia de pequeñísimas cantidades de oxígeno libre. 

Algunas bacterias tienen la facultad de crecer en condiciones aeróbicas o anaeróbicas. Casi todos los mohos y levaduras encontrados en el interior o en la superficie de los alimentos son aerobios, aunque unos pocos tienden a ser anaerobios facultativos. El CO2, se usa para controlar los microorganismos en los alimentos, de allí que muchas industrias lo utilicen en la etapa de envasado. 

Tiempo. 

Los microorganismos necesitan estar durante algún tiempo en condiciones óptimas para crecer.

Estos son a grandes rasgos los factores que se deben considerar en el momento de elaborar un alimento. Dependiendo del alimento en cuestión, se debe tener en cuenta algún factor por encima de otros, sobre todo para ver qué técnica de estabilización nos conviene más aplicar a ese alimento.

Referencias:

Fuentes Anacleto Félix, Campas-Baypoli Olga Nydia y Meza-Montenegro Mercedes. Calidad sanitaria de alimentos disponibles al público de ciudad Obregón, Sonora, México. Departamento de Biotecnología y Ciencias Alimentarias, Instituto Tecnológico de Sonora, Sonora, México. RESPYN. Revista Salud Pública y Nutrición. Volumen 6 No. 3 Julio - Septiembre 2005. Disponible en http://www.respyn.uanl.mx/vi/3/articulos/ calidad_sanitaria.htm 

Pisabarro Antonio G. (2007). Microbiología general 2006 – 2007.

Efecto de los microorganismos en la inocuidad de los alimentos

Los microorganismos son organismos microscópicos aptos para llevar a cabo todas las funciones vitales, con organización unicelular y con la capacidad de formar agrupaciones simples de células. Los microorganismos están distribuidos en tres Reinos, uno procariota: Monera (bacterias), y dos eucariotas: Protistas y Hongos. Los virus también se incluyen dentro del objeto de la microbiología. Se hallan en el suelo, en las plantas, en el aire, en los organismos vivos o en el agua.

Los microorganismos pueden observarse en cultivos puros, donde todas las células se derivan de una sola bacteria por división asexual y son genéticamente idénticas. La manipulación de microorganismos debe realizarse en condiciones asépticas que eviten la contaminación externa y para su crecimiento requieren de un medio de cultivo adecuado.

La mayoría sobrevive en medios templados, húmedos y que no sean demasiado ácidos ni salados. Pero algunas viven en todo tipo de espacios. Los alimentos constituyen un medio idóneo para algunos microorganismos ya que les proveen de los nutrientes y la humedad que necesitan para crecer.

Las bacterias requieren oxígeno (aerobias) y se desarrollan en la superficie de los alimentos. Otras se generan en ambientes sin oxígeno (anaerobias) y se desarrollan en el interior de latas o carne. Se pueden clasificar según su comportamiento como:

• Las inofensivas e incluso útiles porque originan los sabores y aromas de ciertos alimentos: queso, yogur, embutidos, etc. También forman parte de algunos órganos, como la flora del intestino que, además de protegerlo, ayuda en sus funciones.

• Las perjudiciales que provocan alteraciones en los alimentos y los hacen inadecuados para su consumo, causan la putrefacción de carnes y pescados o leche agria. Son las denominadas alterantes, que estropean el alimento y limitan, con la ayuda de reacciones físico-químicas, la vida útil del producto.

• Las patógenas, con capacidad para provocar enfermedades, estos microorganismos no ocasionan alteraciones ni transformaciones del alimento (aspecto, color y sabor normales), por lo que su presencia es difícil de detectar. Se desarrollan a temperaturas templadas (corporales) y, una vez dentro del organismo, se reproducen y generan infecciones o elaboran toxinas.

Los hongos son visibles sin necesidad de utilizar un microscopio. En el alimento, forman una masa esponjosa que se extiende de forma rápida. Prefieren ambientes templados y húmedos, pero son poco exigentes y muy adaptables, por lo que se hallan en muchos alimentos, sobre todo, frutas, verduras, pan húmedo, quesos y mermeladas abiertas. Se diferencian, según su comportamiento, en tres grupos:

• Útiles: proporcionan sabores y aromas a ciertos quesos (roquefort, camembert).

• Perjudiciales: alteran los alimentos (reblandecimiento y manchas algodonosas).

• Patógenos: algunos crean sustancias tóxicas (micotoxinas) que pueden penetrar en el alimento y dañar el organismo. Es el caso de las aflatoxinas producidas por Aspergillus flavus en cereales y frutos secos almacenados en condiciones inadecuadas con altas temperaturas y humedad.

Las levaduras, a pesar de ser hongos microscópicos, se detectan en muchos casos por la formación de burbujas de CO2 y un ligero olor a alcohol. Necesitan azúcar y humedad para sobrevivir, algunas resisten la ausencia de oxígeno y concentraciones altas de sal. Se diferencian en dos grupos:

• Útiles: agentes gasificantes en los procesos de fabricación de pan y cerveza o en la producción de vino.

• Perjudiciales: alteran productos ricos en azúcar (frutas, mermeladas y zumos), ya que los fermentan y generan alcohol y gas.

Otros microorganismos patógenos relacionados con los alimentos son los virus, la forma más pequeña de vida y se adaptan a condiciones extremas, adoptan formas de vida latente capaces de aguantar mucho tiempo hasta encontrar un entorno óptimo de desarrollo. Su tamaño oscila entre 10-300 nanómetros (millonésima parte de un milímetro). Necesitan tejidos vivos para crecer, por tanto, no tienen la capacidad para desarrollarse en los alimentos. Las temperaturas de almacenamiento no influyen, pero pueden ser el medio de transporte hasta el cuerpo humano, como en el caso de la hepatitis infecciosa. Se transmiten a través del agua y de moluscos filtradores. Los virus son siempre patógenos, ya que son parásitos celulares.

Los microorganismos son de gran importancia para nuestra vida ya que sin ellos no podríamos llevar a cabo alguno de nuestros hábitos diarios como la alimentación. En nuestra dieta ingerimos alimentos como el yogurt, queso, pan, etc. y bebidas como la leche y el vino, en los cuales los microorganismos han tenido un papel fundamental.

Son vitales para el buen funcionamiento del aparato digestivo, llevando a cabo las fermentaciones y transformaciones de los alimentos ingeridos, y responsables también de la producción de algunas de las vitaminas esenciales para nuestro organismo. 

El crecimiento microbiano es mayor en condiciones óptimas con factores intrínsecos y extrínsecos (temperatura, humedad y oxígeno), benéficos para su desarrollo, como en la mayoría de los alimentos, contienen las características físico-químicas, además de las condiciones de almacenamiento y ambientales para los microorganismos. La velocidad de crecimiento en un determinado alimento significa mayor gasto de nutrientes, provocando alteraciones en el alimento. Es evidente que el deterioro de los alimentos está en relacionado con el crecimiento microbiano en los mismos. La presencia de mucosidad, de olor, aromas y sabores anormales, son algunas de las consecuencias del crecimiento microbiano en los alimentos. 

El desarrollo de ciertos microorganismos ocurre dentro de algunos rangos de pH, es por eso que de acuerdo al pH de diversos productos, es posible prever cuales microorganismos pueden estar presentes en dichos productos. 

La cantidad de agua en un alimento es un factor que determina la facilidad para el crecimiento de microorganismos que pueden deteriorarlo. El secado, el salado o la adición de azúcar, son métodos ancestrales de la conservación de alimentos cuyo principio básico reside en la disminución del agua disponible. Cuanto mayor sea la cantidad de azúcar o sal, menor será la cantidad de agua disponible y menor será la posibilidad de crecimiento microbiano.

Los mohos y las levaduras soportan ambientes con menos agua disponible que la mayoría de las bacterias. Aunque el crecimiento microbiano en un alimento no sea posible, no significa que los microorganismos no estén presentes en el mismo. Un gran número de microorganismos son capaces de mantenerse en estado latente en los alimentos cuya cantidad de agua es baja y después de la rehidratación pueden retomar la capacidad de crecer. 

La temperatura es uno de los factores más relevantes en el crecimiento de los microorganismos. Las infecciones de origen alimentario ocurren por la utilización de temperatura inadecuada durante el procesado de los alimentos.

Una humedad relativa muy elevada favorece el crecimiento de los microorganismos, especialmente de aquellos que se encuentran en la superficie. La deshidratación /secado se utilizada desde hace mucho tiempo como técnica de conservación de alimentos. Sin embargo su almacenaje debe efectuarse en condiciones de baja humedad relativa, en caso contrario, la humedad (agua) presente en la atmósfera tarde o temprano acabará por aumentar la cantidad de agua del alimento, aumentando así el riesgo de proliferación microbiana.

El oxígeno es para muchos organismos fundamental para su supervivencia (aerobios), para otros microorganismos (anaerobios), no es así, y otros son capaces de crecer o en ausencia o en presencia de oxígeno. 

La utilización de embalajes con atmósfera modificada, atmósfera controlada o envasado al vacío se desarrolló para mantener los productos frescos. Actualmente encontramos productos frescos (carnes, vegetales, etc.) en embalajes donde se indica “atmósfera modificada”. Estas técnicas, junto con la refrigeración, tienen un efecto positivo en el aumento del tiempo de vida de los alimentos retrasando la proliferación de los microorganismos.

Si existen microorganismo presentes capaces de crecer fácilmente en el valor de pH, probablemente no serán capaces de hacerlo con la cantidad de agua presente o con la concentración de oxígeno presente o a una temperatura de almacenaje. Existe así, una acción conjunta de varios factores, que simultáneamente, van a ejercer una acción de selección sobre los microorganismos presentes.

Los microorganismos psicrotróficos, son los que pueden formar colonias visibles a temperaturas de refrigeración. En términos generales, psicrótrofo significa desarrollo a bajas temperaturas, por lo que, en un sentido amplio, son psicrotróficos todos los microorganismos que pueden crecer y multiplicarse en frío, su temperatura óptima de crecimiento se estima entre 10°C a 20°C; son psicrófilos los que exigen temperaturas bajas y tienen su óptimo crecimiento a 0°C o sus proximidades.

Las bacterias termodúricas pueden sobrevivir a temperaturas considerablemente más altas que su temperatura máxima de crecimiento. Tales microorganismos sobreviven calentamientos sobre una matriz, que es el alimento, en rangos de temperatura que van de 60°C a 80°C. En la industria láctea, el término se refiere a aquellos microorganismos capaces de sobrevivir procesos de pasteurización pero no crecen a temperaturas de pasteurización. La fuente primaria de contaminación, es la inadecuada limpieza y sanitización de equipos y utensilios. 

Los microorganismos proteolíticos constituyen un grupo muy heterogéneo, en el cual podemos encontrar especies de los géneros, Clostridium, Bacillus, Proteus, Pseudomonas, Streptococcus, Micrococcus, Aspergillus, Penicillium y Mucor entre otros. La hidrólisis de la proteína por los microorganismos en los alimentos puede producir una variedad de alteraciones tanto en el olor como en el sabor y textura.

Los microorganismos lipolíticos o productores de lipasas contribuyen a provocar alteraciones en el sabor y el olor. Algunos ácidos grasos libres, liberados por la acción de las enzimas lipolíticas pueden impartir sabores y olores a rancio aún en concentraciones muy bajas. Los ácidos grasos menos volátiles son más susceptibles a la oxidación y luego a procesos de hidrólisis, dando por resultado alteraciones de sabor oxidativo. Muchas bacterias psicrotróficas, así como hongos y algunas levaduras son lipolíticas. Las lipasas bacterianas termo estables son de particular interés, debido a que alteran productos almacenados durante períodos largos, tales como queso y mantequilla.

Bibliografías

1. Microorganismos y alimentos, Education and culture lifelong learning programe Leonardo Da Vinci. http://www.epralima.com/infoodquality/materiais_espanhol/Manuais/3.Microorganismos_y_alimentos.pdf 
2. Manipulación de los alimentos, manual común. http://www.juntadeandalucia.es/empleo/recursos2/material_didactico/especialidades/materialdidactico_manipulacion_alimentos/PDF/Manual_Comun.pdf 
3. Microorganismos de alteración o deterioro. http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/4Alteracion_6541.pdf 

¿Cómo combatir los microorganismos en la industria alimentaria?

La desinfección de las superficies y ambientes en la industria alimentaria es fundamental para garantizar la inocuidad de los alimentos, evitar que puedan causar toxiinfecciones alimentarias y conseguir una mayor vida comercial del producto. Todos los equipos y utensilios de las zonas de trabajo deben ser desinfectados para asegurar que se alcanzan unas condiciones higiénicas suficientes para lograr este objetivo. Por ello, es importante conocer las materias activas biocidas disponibles y los diferentes productos formulados con ellas, así como sus características e idoneidad de aplicación en cada caso concreto.

La acción biocida de los desinfectantes sobre las superficies de la industria alimentaria está influida por numerosos factores, como tiempo de contacto, temperatura de aplicación, concentración, tensión superficial de la solución desinfectante, pH, número y localización de los microorganismos o tipo de microorganismo objetivo. En la práctica, además de los factores enumerados, también influye enormemente la eficacia de la fase de limpieza previa, en la separación de la suciedad orgánica e inorgánica de las superficies de trabajo que deben ser desinfectadas. La acción de los detergentes debe conseguir la separación de la suciedad y de gran parte de los microorganismos de las superficies.

El desinfectante tiene como objetivo atacar a los elementos vitales del microorganismo, lograr su destrucción y, por tanto, causar la lisis de la célula. En la industria alimentaria, debe conseguir la eliminación de los microorganismos patógenos, y la reducción hasta niveles considerados aceptables de los microorganismos alterantes.

La clasificación de los desinfectantes está basada, esencialmente, en la materia activa biocida con la que se formulan:

·      Hipocloritos

Los hipocloritos (lejías) son buenos desinfectantes para su uso en las instalaciones de alimentación, pues no son muy costosos y apenas dejan cloro o sabor si se utilizan de modo correcto. Su actividad antibacteriana es muy amplia y son así mismo activos contra algunas esporas bacterianas, propiedad de la que carecen la mayor parte de los desinfectantes. La lejía no debe aplicarse directamente porque es irritante y corrosiva, especialmente para los metales; tampoco debe mezclarse con productos amoniacales o ácidos, porque desprende gases tóxicos. El hipoclorito normalmente puede utilizarse en dilucciones que contengan de 100 a 200 mg de cloro disponible por litro. Cuando no pueda asegurarse la limpieza absoluta, se recomienda una dilucción de 100mg/l o más. Al igual que otros desinfectantes, pierden su eficacia en presencia de residuos orgánicos, lo cual demanda un correcto proceso previo de limpieza.

·      Desinfectantes yodados

Se trata de desinfectantes a base de yodo con un detergente generalmente ácido. Son menos eficaces contra las esporas que los hipocloritos y además son más caros. Al igual que los clorados, pierden eficacia en presencia de residuos orgánicos. Para superficies limpias se requiere una solución de 25 ppm de yodo disponible. Tras su aplicación requieren un enjuague a fondo puesto que también corroen los metales.

·      Compuesto de amonio cuaternario

Los productos de reacción de las aminas terciarias con haluros de alquilo se conocen con el nombre de sales de amonio cuaternarios. Los compuestos de amonios cuaternarios son bactericidas, fungicidas y virucidas. Su actividad la desarrollan tanto sobre el medio ácido como alcalino, aunque en éste último muestra mejores acciones. Su eficacia biocida se consigue por su capacidad de penetración en las membranas de los microorganismos gracias a las cadenas carbonadas (hidrófobas). A través del nitrógeno catiónico (hidrófilo) interaccionan con los fosfatos de los fosfolípidos, causando la salida al exterior del material vital citoplasmático, también inhiben la cadena respiratoria e inactivan enzimas celulares esenciales para el crecimiento, produciendo la lisis celular.
Son menos eficaces contra las bacterias que los anteriores, las soluciones de estos desinfectantes se habrán de preparar cada día en recipientes limpios tratados por calor. Se dosifican a concentraciones máximas de 200 ppm, requiriendo dosis mayores cuando se utilizan aguas duras.

·       Tensioactivos anfótericos

El interés de los compuestos tensoactivos radica en su carácter anfifílico. Una molécula es anfifílica cuando posee una doble afinidad polar-no polar; es decir, en la presencia en una misma molécula de dos o más grupos con propiedades antagónicas respecto de un mismo disolvente. Tienen propiedades detergentes y bactericidas, son de escasa toxicidad, relativamente no corrosivos, insaboros e inodoros, pero los inactiva la materia orgánica.

·      Compuestos fenólicos

Tienen una actividad bacteriana de amplio espectro semejante a hipocloritos y compuestos yodados. La materia orgánica no los inactiva fácilmente, pero en cambio, si son inactivados por plásticos y caucho.

·      Ácidos y álcalis fuertes

Las soluciones alcalinas y ácidas son altamente bactericidas. Los ácidos orgánicos débiles, como el ácido láctico ejercen un efecto mayor del que sería explicable por su pH: la presencia de moléculas altamente permeables y no disociadas promueven la penetración del ácido en la célula. La eficacia de los agentes ácidos y alcalinos está ligada a la concentración de iones H+ y OH- . Los iones H+ destruyen los aminoácidos que están enlazados con los ácidos nucleicos, modifican el pH citoplasmático y precipitan las proteínas. Los iones OH saponifican los lípidos de la membrana, ocasionando la destrucción de la estructura superficial. A pH elevados se desorganiza la estructura de péptidoglucano y se produce la hidrólisis de los nucleótidos.

Tras un tiempo de contacto adecuado, todas las superficies que han sido desinfectadas deberán someterse a un proceso final de enjuague con agua.

·      Alcoholes

Sus principales características, además de las antimicrobianas, es la de ser buenos solventes de otros productos, entre ellos muchos antisépticos y desinfectantes, potenciándolos en su actividad. Al aumentar el número de carbonos se incrementa su eficacia antimicrobiana, pero también su toxicidad, por lo que sólo se emplean los de bajo peso molecular: etanol o alcohol etílico e isopropanol o alcohol isopropílico. La actividad depende de la concentración, pero su gráfica es una V invertida, por lo que el máximo de eficacia lo obtienen los que poseen una concentración entre el 60-80%.

Biografía

• El uso de las sales de amonio cuaternario en la industria alimentaria. Orihuel, E. Alimentación equipos y tecnología. Octubre 1991.
• UNAM. AGENTES TENSOACTIVOS “ATA” O SURFACTANTES “S” Y SU APLICACIÓN INDUSTRIAL. Disponible en: http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/ata_10205.pdf
• Betelgueux. DESINFECTANTES UTILIZADOS EN LA INDUSTRIA ALIMENTARIA. Disponible en: http://www.betelgeux.es/images/files/Documentos/Articulo_boletin_Desinfectantes_y_Modo_de_accion_en_IIAA.pdf