microbiologia de alimentos

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microbiologia de alimentos

  1. 1. Dr.C. René Tejedor Arias Profesor Titular Instituto de Farmacia y Alimentos Universidad de La Habana
  2. 2. Factores implícitos (microorganismo) Factores intrínsecos Factores extrínsecos (alimento) (medio ambiente) Tratamientos tecnológicos
  3. 3.  Velocidad específica de crecimiento  Antagonismo  Sinergismo
  4. 4. Tiempo = 0 minutos: 1 célula bacteriana Tiempo = 20 minutos: 2 células bacterianas Tiempo = 40 minutos: 4 células bacterianas
  5. 5. Salmone lla s pp. Time (Hours ) 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 11,0 0 2,5 5 7,5 10 12,5 15 17,5 20 22,5 25 log(CFU/ml)
  6. 6. dx/dt = µx donde: µ= velocidad específica de crecimiento ln X/Xo= µt cuando x = 2xo tg = ln 2/µ = 0,693/µ donde tg= tiempo de generación Ej. 1 bacteria con tg =20 min ……… µ=2,1 h 107 células en 8 horas
  7. 7. Alimentos Asociaciones microbianas Antagonismo Sinergismo
  8. 8. 1,00E+01 1,00E+02 1,00E+03 1,00E+04 1,00E+05 1,00E+06 1,00E+07 1,00E+08 1,00E+09 1,00E+10 1,00E+11 0 4 8 12 16 20 24 Tiempo ( horas ) LogUFC/ML E.Coli E.coli + LBC81 Inhibición de E. coli por Lactobacillus casei LBC81.
  9. 9. 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0 1 2 3 4 5 6 Tiempo (horas) Acidez(%ácidoláctico) acidez bif-c acidez bif acidez casei tc = 5 htc = 4.15 h tc = 4.40 h B ácido fólico C piruvato
  10. 10. aw  pH  Potencial redox (Eh)  Composición del alimento  Estructuras biológicas  Sustancias antimicrobianas naturales
  11. 11. Rango aw m.o. inhibidos por el valor inferior de aw Ej. alimentos con esos valores de aw 1.00_ 0.95 Bacilos Gram (-), Esporas bacterianas, algunas Levaduras Alimentos con 40% azúcar o 7% de sal (embutidos cocidos) 0.95_0.91 > Cocos, Lactobacillus, células vegetativas de la familia Bacillaceae, algunos Hongos 55% azúcar o 12% sal (jamón seco, queso de mediana maduración) 0.91_0.87 Mayoría Levaduras 65% sacarosa (saturados), 15% sal Ej. salami, queso madurado 0.87_0.80 > Hongos, Staphylococcus aureus Harina, arroz (15_17% agua), leche condensada azucarada 0.80_0.75 > Bacterias halofílicas Alimentos 26% sal (saturados), jaleas, mermeladas 0.75_0.65 Hongos xerofílicos Avena (10% agua) 0.65_0.60 Levaduras osmofílicas Frutas disecadas (15_20% agua), caramelos 8% agua
  12. 12. A la que corrientemente se presentan bacterias causantes de alteración, por Ej. Pseudomonas fluorescens Bacterias responsables de ETAs, Ej: Cl. botulinum Staphylococcus aureus Levaduras alterantes corrientes, Ej. Candida spp. Mohos alterantes corrientes, Ej. Alternaria curi Bacterias halofílicas, Ej. Halobacterium Mohos xerófilos, Ej. Aspergillus echinulatus Levaduras osmofílicas, Ej. Saccharomyces rouxii 0.97 0.95 0.86 0.88 0.80 0.75 0.65 0.62
  13. 13.  Bacterias: 6.0 - 8.0  Levaduras: 4.5 - 6.0  Mohos: 3.5 - 4.0  Excepciones importantes en Microbiología de Alimentos: Bacterias ácido lácticas y acéticas (pH opt.= 5.0 - 6.0)  > alimentos: ligeramente ácidos  Hortalizas (pH lig. ácido): Bacterias productoras de putrefacción blanda (Erwinia y Pseudomonas)  Frutas (pH más bajo): Alteración por Mohos y Levaduras  Alteración del Pescado (pH 6.2_6.5) > Carne (pH 5.6) Ej. Alteromonas (Shewanella) sensible al pH: alteración de pescados en refrigeración; no aparece en carnes.
  14. 14.  Conservación de alimentos …. Acido acético y láctico …… Adición o fermentación.  > alimentos la acidez se debe a ácidos orgánicos débiles, excepto bebidas refrescantes (H3PO4) pH neutro HA A_ + H+ ATP ADP HA A_ + H+
  15. 15. Effect of apple cider pH (3.2, 3.5, 3.8, 4.1, 4.4, and 4.7) on the survival of E. coli O157:H7 in preservative treated apple cider (fumaric acid, 0.15%/sodium benzoate, 0.05%, w/v) during storage at 5 °C. Initial pH of the apple cider was3.5. pH after addition of the preservatives was 3.2. pH was adjusted to 3.5, 3.8, 4.1, 4.4, and 4.7 using a 10 M NaOH solution. Solid line represents initial inoculum level (7.0 log CFU/mL); dashed line represents 5 log reduction of E. coli O157:H7. Chikthimmah y col. JFS 68:4, (2003)
  16. 16. Eh en un alimento es resultado de:  Pares redox presentes  Proporción del oxidante respecto al reductor  pH  Disponibilidad de oxígeno  Actividad microbiana
  17. 17. ½ O2 / H2O + 820 Fe 3+ / Fe 2+ + 760 Ácido dehidroascórbico/ Ácido ascórbico + 80 Piruvato / Lactato _ 190 Glutatión oxidado / Glutatión reducido _ 230
  18. 18.  En zumos de frutas (pH muy bajos)…. Alto Eh  Por cada unidad que baje el pH aumenta el Eh 58 mV  Eh aumenta con troceado, molido  Eh disminuye con envasado al vacío  Crecimiento microbiano …..agotamiento de O2 y producción de compuestos reductores, Ej. H2
  19. 19.  Aerobios (Alto Eh +): Superficie de alimentos o zonas de fácil utilización del O2. Ej. Pseudomonas fluorescens (+ 100 y + 500), Bacilos Gram (-) oxidativos (mucus superficial en carnes), Bacillus subtilis (-100 a +135) viscosidad en panes, Acetobacter en superficie de bebidas alcohólicas, Mohos en diferentes alimentos.  Anaerobios estrictos (Eh -): Profundidad de tejidos, envasados al vacío, estofados de carne. Ej. Clostridios (alteraciones de quesos y enlatados, ETAs)  Anaerobios facultativos: Crecen en presencia o ausencia de O2. Ej. Coliformes  Aerotolerantes: Incapaces de respiración aerobia, pueden crecer en presencia de aire (mecanismo/ destruir el superóxido) Ej. Bacterias ácido lácticas.
  20. 20.  La exigencia de los m.o. por los nutrientes es variable. Algunos se vuelven más exigentes cuando crecen a T más altas o a valores de aw más bajos.  Carbohidratos  Lípidos  Proteínas y péptidos  Vitaminas  Minerales
  21. 21.  Todos los alimentos fueron en algún momento parte de organismos vivos (medios de protección vs infecciones)  Tegumento (piel, cáscara, vaina, corteza, etc.): macromoléculas resistentes a la degradación y baja aw falta de nutrientes asequibles componentes antimicrobianos (Ej. AG de cadena corta en la piel de animales o aceites esenciales en las plantas).
  22. 22.  Alimentos de origen vegetal: aceites esenciales, taninos, glucósidos, glicoproteínas (lectinas)  Alimentos de origen animal: inmunoproteínas, lactenina, lisozima, avidina, propoleos (mieles)  En general los antimicrobianos naturales si bien poseen efectos microbicidas o microbiostaticos, no se consideran garantía de inocuidad.
  23. 23.  Temperatura  Humedad  Atmósfera gaseosa
  24. 24.  Microorganismos pueden crecer e/n -10 y 80 oC  Zona de Peligro de la Temperatura = 4.4 - 60oC  A -15oC cesa toda multiplicación microbiana.  Crecimiento ocurre en un rango de T (T mínima, T máxima y T óptima)  Bajas T: Respuesta ….. aumento AGI membrana para mantener la fluidez (<pto. fusión)  Altas T: Desnaturalización de proteínas. ruptura membrana En Microbiología de los Alimentos mayor importancia: Mesófilos y Psicrótrofos.
  25. 25. Tipo T mín T ópt T máx Psicrófilos -15 10 a 15 18 a 20 Mesófilos 10 30 a 37 45 Termófilos 25 a 42 42 a 80 60 a 85 Psicrótrofos -5 a 5 20 a 30 35 a 40
  26. 26. Effect of storage temperatures (5, 15, and 25 °C) on the survival of E. coli O157:H7 in preservative treated apple cider (fumaric acid, 0.15% / sodium benzoate, 0.05%, w/v). Initial pH of the apple cider was 3.5. pH after addition of the preservatives was 3.2. Solid line represents initial inoculum level (6.4 log CFU/mL); dashed line represents a 5 log CFU/mL reduction of E. coli O157:H7. Error bars represent standard errors of the means. Chikthimmah y col. JFS 68:4, (2003)
  27. 27. Humedad Actividad de Agua (aw)
  28. 28. 21% de O2 en la atmósfera Eh del alimento CO2 Inhibición de m.o. Envasado de alimentos en Aguas minerales carbonatadas, atmósferas modificadas Refrescos, Cervezas Sensibilidad al CO2: Mohos y bacterias Gram neg.oxidativas Resistencia al CO2: Gram +. Especialmente Lactobacillus y algunas levaduras (Brettanomyces sp…. alteración de bebidas carbonatadas)

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