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