food processor’s institute microbiología de los alimentos procesados térmicamente capitulo 2
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Microbiología de los Microbiología de los Alimentos Alimentos
ProcesadosProcesadosTérmicamenteTérmicamente
CAPITULO 2CAPITULO 2
IntroducciónIntroducción
La microbiología es el La microbiología es el estudio de pequeños estudio de pequeños
organismos vivos que se organismos vivos que se pueden observar sólo pueden observar sólo bajo el microscopio: bajo el microscopio:
gérmenes, microbios, gérmenes, microbios, bacterias y/o bacterias y/o
microorganismosmicroorganismos
ObjetivoObjetivo
La microbiología de alimentos es el La microbiología de alimentos es el enfoque de este capítulo porque resulta enfoque de este capítulo porque resulta primordial en la obtención de alimentos primordial en la obtención de alimentos comercialmente estériles y con comercialmente estériles y con suficiente vida de anaquelsuficiente vida de anaquel
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La microbiología y el La microbiología y el procesamiento de alimentos procesamiento de alimentos
1810- Nicholas Appert - empezó procesando 1810- Nicholas Appert - empezó procesando alimentos para preservar (combino calor y alimentos para preservar (combino calor y exclusión de aire)exclusión de aire)
50 años después Louis Pasteur - demostró que 50 años después Louis Pasteur - demostró que ciertos microorganismos eran responsables de la ciertos microorganismos eran responsables de la descomposición de alimentos descomposición de alimentos
Estudio de microbiología de alimentos Estudio de microbiología de alimentos conducidos para 1895 en MIT demuestran la conducidos para 1895 en MIT demuestran la importancia de suficiente calor para destruir importancia de suficiente calor para destruir microorganismosmicroorganismos
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Características y Características y comportamiento de los comportamiento de los
microorganismosmicroorganismos Alimentos no procesados contienen Alimentos no procesados contienen
microorganismosmicroorganismos Los microorganismos de importancia Los microorganismos de importancia
son bacterias, hongos y levadurasson bacterias, hongos y levaduras
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hongos
levadura bacteria
Hongos
Levaduras Bacterias
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Clasificación de los Clasificación de los MicroorganismosMicroorganismos
Características microscópicasCaracterísticas microscópicas El material que usan de alimentoEl material que usan de alimento Productos resultantes de la Productos resultantes de la
descomposición de los alimentosdescomposición de los alimentos Su tolerancia al ambiente (oxígeno, Su tolerancia al ambiente (oxígeno,
temperatura, productos químicos, etc.)temperatura, productos químicos, etc.)
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Funciones Útiles de los Funciones Útiles de los MicroorganismosMicroorganismos
Producción de alimentos fermentadosProducción de alimentos fermentados– Quesos, Cerveza, Vinos, EmbutidosQuesos, Cerveza, Vinos, Embutidos
Producción de agentes químicos útilesProducción de agentes químicos útiles– Enzimas, Antibióticos, AlcoholesEnzimas, Antibióticos, Alcoholes
Descomposición de materia orgánica Descomposición de materia orgánica
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Algunos Microorganismos Algunos Microorganismos Causan EnfermedadesCausan Enfermedades
PatógenosPatógenos– Son perjudiciales al hombreSon perjudiciales al hombre
Aunque algunos pueden transmitirse de Aunque algunos pueden transmitirse de persona a persona y/ animales a persona a persona y/ animales a humanos solo algunos pueden ser humanos solo algunos pueden ser transmitidos a través de los alimentostransmitidos a través de los alimentos
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Microorganismos de Microorganismos de Importancia en el Importancia en el
Procesamiento de AlimentosProcesamiento de Alimentos
HongosHongos LevadurasLevaduras BacteriaBacteria
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Hongos
Levaduras
Bacterias
HongosHongos
Ampliamente distribuídos en la naturalezaAmpliamente distribuídos en la naturaleza AeróbicosAeróbicos Son organismos multicelulares Son organismos multicelulares
compuestos por filamentos tubularescompuestos por filamentos tubulares Reproducción por medio de estructuras Reproducción por medio de estructuras
llamadas esporasllamadas esporas Más grandes que las bacterias y un poco Más grandes que las bacterias y un poco
mas grandes que las levadurasmas grandes que las levaduras
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HongosHongos
Sobreviven en amplia variedad de medios Sobreviven en amplia variedad de medios Más tolerantes al frío que al calorMás tolerantes al frío que al calor
– La mayoría no resisten el calor La mayoría no resisten el calor No representan un problema de salud pNo representan un problema de salud púúblicablica En raras ocasiones se ha observado que En raras ocasiones se ha observado que
pueden alterar el pH de los alimentos ácidos, pueden alterar el pH de los alimentos ácidos, eliminando las condiciones que inhiben al eliminando las condiciones que inhiben al Clostridium botulinumClostridium botulinum
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LevadurasLevaduras
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Hongos
Levaduras
Bacteria
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LevadurasLevaduras Ampliamente distribuidos en la Ampliamente distribuidos en la
naturalezanaturaleza Organismos unicelulares, Organismos unicelulares,
generalmente en forma ovoidegeneralmente en forma ovoide Más pequeñas que los hongos, pero Más pequeñas que los hongos, pero
más grandes que las bacteriasmás grandes que las bacterias Se reproducen por gemaciónSe reproducen por gemación Más tolerantes al frío que al calorMás tolerantes al frío que al calor
– Poca resistencia al calorPoca resistencia al calor
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LevadurasLevaduras
Asociados con alimentos líquidos Asociados con alimentos líquidos que contienen azúcar y ácidoque contienen azúcar y ácido
Producen alcohol y dióxido de carbono Producen alcohol y dióxido de carbono No representan un problema de salud No representan un problema de salud
ppúúblicablica
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BacteriasBacterias
Más importante y problemáticoMás importante y problemático Pueden excretar enzimas o toxinasPueden excretar enzimas o toxinas Unicelulares que no pueden verse a Unicelulares que no pueden verse a
simple vistasimple vista Existen en diversas formasExisten en diversas formas
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Hongos
Levaduras
Bacteria
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Reproducción de las células Reproducción de las células bacterianasbacterianas
Se reproducen por un proceso de Se reproducen por un proceso de división llamado fisióndivisión llamado fisión
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Reproducción de las células Reproducción de las células bacterianasbacterianas
Al incremento en número de bacterias Al incremento en número de bacterias se le conoce comúnmente como se le conoce comúnmente como “crecimiento”“crecimiento”
Bajo condiciones favorables, en Bajo condiciones favorables, en promedio una célula se divide cada 20-promedio una célula se divide cada 20-30 minutos30 minutos
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Reproducción de una sola célula
1 4 16 1 billón
0 horas 1 hora 2 horas 15 horasAcumulación de bacterias en una banda
(recuentos por pulgada cuadrada de correa)
75,000 300,000 4,800,000
0 horas 1 hora 3 horas
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Bacterias formadoras Bacterias formadoras de esporasde esporas
Algunas bacterias en forma de bacilos Algunas bacterias en forma de bacilos forman esporasforman esporas
Espora = forma de vida latenteEspora = forma de vida latente
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Resistencia de las Resistencia de las esporas al ambienteesporas al ambiente
Las esporas son resistentes al calor, al Las esporas son resistentes al calor, al frío, y a los agentes químicosfrío, y a los agentes químicos
Las células vegetativas son menos Las células vegetativas son menos resistentes resistentes
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Fuentes de Organismos Fuentes de Organismos en los Alimentosen los Alimentos
La tierra y el agua de donde se obtienen los alimentos son las fuentes
más comunes de bacterias (células vegetativas) y esporas (células
latentes)
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Condiciones que Afectan el Condiciones que Afectan el Crecimiento de las BacteriasCrecimiento de las Bacterias
AlimentoAlimento HumedadHumedad OxígenoOxígeno Temperatura Temperatura pHpH
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Condiciones que Afectan el Condiciones que Afectan el Crecimiento de las BacteriasCrecimiento de las Bacterias
Requerimientos alimenticiosRequerimientos alimenticios– La presencia de alimentos es lo más La presencia de alimentos es lo más
crítico para el crecimientocrítico para el crecimiento
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Requerimientos de Requerimientos de HumedadHumedad
El grado de humedad y su disponibilidad en el alimento son
factores críticos para el crecimiento de las bacterias
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Requerimientos de OxígenoRequerimientos de Oxígeno
Aeróbicas - necesitan oxígeno para vivirAeróbicas - necesitan oxígeno para vivir Anaeróbicas - el oxígeno les impide Anaeróbicas - el oxígeno les impide
crecercrecer Anaeróbicas Facultativas - toleran la Anaeróbicas Facultativas - toleran la
presencia o ausencia de oxígenopresencia o ausencia de oxígeno
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Requerimientos de Requerimientos de TemperaturaTemperatura
Los nombres de los grupos están basados en la temperatura óptima para
crecimiento
Psicotróficos (14-20°C; 58-68°F )
Mesofílicos (30-37°C; 86-98°F)
Termofílicos (50-66°C; 122-150°F)
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El Grupo PsicotróficoEl Grupo Psicotrófico
Crecen mejor a 14-20°CCrecen mejor a 14-20°C Puede crecer lentamente a los 4°CPuede crecer lentamente a los 4°C Solamente Solamente C. botulinum C. botulinum Tipo E y cepas Tipo E y cepas
no proteolíticas de los Tipo B y F nos no proteolíticas de los Tipo B y F nos preocupan en alimentos procesadospreocupan en alimentos procesados
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El Grupo MesofílicoEl Grupo Mesofílico
Crece mejor a 30 a 37°CCrece mejor a 30 a 37°C Incluye a casi todos los Incluye a casi todos los
microorganismos que afectan la microorganismos que afectan la inocuidad de alimentos (food safety)inocuidad de alimentos (food safety)
C. botulinum - C. botulinum - formaforma e esporas - cae en sporas - cae en este grupoeste grupo
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El Grupo TermofílicoEl Grupo Termofílico
Requieren de altas temperaturasRequieren de altas temperaturas La germinaciLa germinación de esporas se utiliza como ón de esporas se utiliza como
criterio de clasificacióncriterio de clasificación Termófilos obligados si espora no crece ni Termófilos obligados si espora no crece ni
germina por debajo de 50°C (122°F)germina por debajo de 50°C (122°F) TermTermófilos facultativos tiene la habilidad de ófilos facultativos tiene la habilidad de
crecer en varios intervalos de temperaturacrecer en varios intervalos de temperatura Las esporas tienen mucha resistencia al calorLas esporas tienen mucha resistencia al calor Sin embargo, las bacterias no son de Sin embargo, las bacterias no son de
importancia para la salud públicaimportancia para la salud pública
Requerimientos de pH Requerimientos de pH en Crecimientoen Crecimiento
El pH se refiere al grado de acidez o alcalinidad de una substancia
Por lo general, los hongos y las levaduras crecen a pH mas bajos que las bacterias
Las bacterias necesitan un pH neutral para crecer
Se utiliza el pH para controlar la bacteria Clostridium botulinum
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Clostridium botulinumClostridium botulinum
AnaeróbicoAnaeróbico, formador de esporas, formador de esporas C. botulinumC. botulinum y espora se encuentra en y espora se encuentra en
tierra y agua en todas partes del mundotierra y agua en todas partes del mundo Esporas sobreviven condiciones Esporas sobreviven condiciones
adversas como calor intensoadversas como calor intenso– Algunas Algunas esporas sobrevivenesporas sobreviven 5-10 horas 5-10 horas
en agua hirviendo 100ºC (212en agua hirviendo 100ºC (212ºF)ºF)– Es necesario aplicar mas de 121Es necesario aplicar mas de 121ºC (250ºF) ºC (250ºF)
para destruir la esporapara destruir la espora
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Clostridium botulinumClostridium botulinum
SSolamente la forma vegetativa olamente la forma vegetativa produce toxinaproduce toxina
La La toxina toxina nono es resistente es resistente al calor al calor– Puede ser inactivada por temperaturas de Puede ser inactivada por temperaturas de
ebulliciebullición a 100ºC (212ºF)ón a 100ºC (212ºF) La toxina puede ser letalLa toxina puede ser letal
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BotulismoBotulismo
Una enfermedad causada cuando se Una enfermedad causada cuando se consumen alimentos donde las células consumen alimentos donde las células vegetativas de vegetativas de Clostridium botulinumClostridium botulinum han crecido y producido toxinahan crecido y producido toxina
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Efecto del pH en el Efecto del pH en el crecimiento de crecimiento de C. botulinumC. botulinum
Esporas de Esporas de C. botulinumC. botulinum no germinarán no germinarán ni crecerán en alimentos con pH ni crecerán en alimentos con pH menoresmenores de 4.8 de 4.8
pH 4.6 es la línea divisora entre pH 4.6 es la línea divisora entre alimentos de alta acidez y alimentos de alimentos de alta acidez y alimentos de baja acidez baja acidez
Efecto del pH en los tratamientos térmicos
pH aproximado de algunos alimentos
Lemon JuiceApplesBlueberriesSauerkrautOrange JuicePineapple, cannedApricotsTomatoes, cannedPeaches, cannedPears, cannedBananasBeets, cannedAsparagus, cannedBeefCarrotsPeppers, greenPapaya
2.0 - 2.63.1 - 4.03.1 - 3.33.3 - 3.63.3 - 4.23.4 - 4.13.3 - 4.03.5 - 4.73.7 - 4.24.0 - 4.14.5 - 5.24.9 - 5.85.0 - 6.05.1 - 7.04.9 - 5.25.2 - 5.95.2 - 6.0
TunaSweet PotatoesOnionsWhite PotatoesSpinachBeansPeas, cannedCorn, cannedSoy BeansMushroomsClamsSalmonCoconut milkMilkGarbanzo BeansChickenEggs, whole
5.2 - 6.15.3 - 5.65.3 - 5.85.4 - 5.95.5 - 6.85.6 - 6.55.7 - 6.05.9 - 6.56.0 - 6.66.0 - 6.76.0 - 7.16.1 - 6.36.1 - 7.06.4 - 6.86.4 - 6.86.5 - 6.77.1 - 7.9
Alimentos de acidez alta Alimentos de acidez bajapH 3.0 pH 4.6 pH 7.0
Pescado
Maiz Carne
Guisantes Espárragos
Espinaca
Habichuelas tiernasRemolachas
ZanahoriasBatata
TomatesAlbariquoques
Peras
Fresas
PiñaCerezas
Ciruelas Col Agria
Calor moderado Acido Calor moderado Alta Temperatura
Bacteria
(célula vegetativa)Bacteria
(con espora)Bacteria (célula
vegetativa)Bacteria
(con espora)
Se requiere alta temperatura para destruir las esporas
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Control de Bacterias por Control de Bacterias por medio de lamedio de la
Actividad de Agua (aActividad de Agua (aww)) Disponibilidad de agua es importante Disponibilidad de agua es importante
para el crecimiento de las bacteriaspara el crecimiento de las bacterias Se puede medir mediante la Se puede medir mediante la
determinación de la actividad de aguadeterminación de la actividad de agua Influenciado por la capacidad de los Influenciado por la capacidad de los
ingredientes de combinarse con el agua ingredientes de combinarse con el agua
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Métodos para Métodos para Determinar el aDeterminar el aww
Higrómetro eléctrico se usa para medir Higrómetro eléctrico se usa para medir humedad relativa de equilibrio humedad relativa de equilibrio
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Métodos para Métodos para Determinar el aDeterminar el aww
La mayoría de los alimentos tienen un La mayoría de los alimentos tienen un aaw w mayor de 0.95 y la mayoría de los mayor de 0.95 y la mayoría de los microorganismos crecerán por encima microorganismos crecerán por encima de este puntode este punto
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Actividad de Agua de Actividad de Agua de Algunos Alimentos Comunes Algunos Alimentos Comunes
Alimento aw Queso de untar 0.95 Salsa de soya 0.80 Salsa de chocolate 0.83 Alimentos de humedad intermedia para animales
0.83
Mantequilla de maní – 15% humedad total
0.70
Leche en polvo - 8% Humedad total 0.70 Embutido de hígado 0.96 Salami 0.82
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Requerimientos Mínimos de aRequerimientos Mínimos de aww para el Crecimiento de los para el Crecimiento de los
MicroorganismosMicroorganismos
Hongos (e.g. Aspergillus) 0.75
Levaduras 0.88
C. botulinum 0.93
Staphylococcus aureus* 0.85
Salmonella 0.93
*Bacteria, no formadora de esporas, causante de intoxicación en alimentos, se destruyen rápidamente con calor. Síntomas severos, pero rara vez muerte
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Regulaciones relacionadas a la Regulaciones relacionadas a la actividad de agua (aactividad de agua (aww))
Las esporas de Las esporas de C. botulinum C. botulinum están están inhibidas a un ainhibidas a un aw w menos de 0.93 menos de 0.93
Si la actividad de agua es 0.85 o Si la actividad de agua es 0.85 o menos, no necesita proceso térmico menos, no necesita proceso térmico independientemente del pH del independientemente del pH del alimentoalimento
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Sal y Actividad de AguaSal y Actividad de Agua
El crecimiento de las cepas de C.
botulinum están inhibidos a
concentraciones de sal más de
10 porciento que es equivalente a una
actividad de agua de 0.93
Deterioro de alimentos Deterioro de alimentos enlatadosenlatados
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Deterioro BacterianoDeterioro Bacteriano
La mayoría de las bacterias producen La mayoría de las bacterias producen gasgas
Algunas producen ácido sin producción Algunas producen ácido sin producción de gasde gas
Indicadores de deterioro bacteriano
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Causas de Deterioro Causas de Deterioro BacterianoBacteriano
Deterioro incipienteDeterioro incipiente Contaminación luego del procesamientoContaminación luego del procesamiento Procesamiento térmico inadecuadoProcesamiento térmico inadecuado Deterioro termofílicoDeterioro termofílico
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Deterioro Incipiente Deterioro Incipiente Antes del ProcesamientoAntes del Procesamiento
Deterioro microbiano causado por demoras entre la operación de
sellado y el procesamiento térmico
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Contaminación Después Contaminación Después del Procesamientodel Procesamiento
Infiltración de microorganismos Infiltración de microorganismos Generalmente debido a sellos Generalmente debido a sellos
defectuosos, latas dañadas o agua de defectuosos, latas dañadas o agua de enfriamiento contaminadaenfriamiento contaminada
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Procesamiento térmico Procesamiento térmico InadecuadoInadecuado
El proceso está diseñado para destruir El proceso está diseñado para destruir a los microorganismos de importancia a los microorganismos de importancia para la salud publicapara la salud publica
El procesamiento térmico inadecuado, El procesamiento térmico inadecuado, puede causar serios problemas de puede causar serios problemas de salud públicasalud pública
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Deterioro TermofDeterioro Termofíílicolico
Las esporas son muy resistentes al Las esporas son muy resistentes al calorcalor
Los productos se deben enfriar por Los productos se deben enfriar por debajo de 41°Cdebajo de 41°C y/o mantenerse fuera y/o mantenerse fuera del rango del rango óptimo de crecimiento para óptimo de crecimiento para estos microorganismosestos microorganismos
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Deterioro No MicrobianoDeterioro No Microbiano de Alimentos de Alimentos
Reacciones químicas que producen Reacciones químicas que producen hidrógeno gaseoso, el envase se infla, y hidrógeno gaseoso, el envase se infla, y puede causar perforaciones pequeñaspuede causar perforaciones pequeñas
Sobrellenado de envases puede dar la Sobrellenado de envases puede dar la impresión de deterioro impresión de deterioro
Sellar las latas con ningún o poco vacío Sellar las latas con ningún o poco vacío puede dar la impresión de deterioro.puede dar la impresión de deterioro.
Preguntas?Preguntas?