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ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE INDUSTRIAS ALIMENTARIAS
AUTOR: MG. MARIEL ALVAREZ RODRIGUEZ
GUIA TEORICA DE
MICROBIOLOGIA DE
LOS ALIMENTOS 2022
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN
1 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez.
TERCERA UNIDAD
Capítulo V: MICROBIOLOGIA DE LA LECHE
En general se puede resumir la importancia del estudio microbiológico de la leche basado en esos tres aspectos:
 Los microorganismos producen cambios deseables en las características físico químicas de la leche
durante la elaboración de diversos productos lácteos.
 Los productos lácteos y la leche pueden contaminarse con microorganismos patógenos o sus toxinas y
provocar enfermedad en el consumidor.
 Los microorganismos pueden causar alteraciones de la leche y productos lácteos haciéndolos
inadecuados para el consumo.
En la leche cruda pueden encontrarse microorganismos de los diferentes grupos: bacterias, hongos (mohos y
levaduras) y virus, los cuales serán descritos brevemente a continuación, de acuerdo a su importancia en la
industria láctea.
1.1.- Contaminación de la Leche.
Los diferentes microorganismos alcanzan la leche por dos vías principales: la vía mamaria y el medio externo.
A. Mamaria: los microorganismos que pueden alcanzar la ubre, igualmente pueden llegar a contaminar la leche
antes o después del ordeño. Estos microorganismos pueden alcanzar la leche por vía mamaria ascendente o
mamaria descendente. Por vía ascendente lo hacen bacterias que se adhieren a la piel de la ubre y posterior al
ordeño entran a través del esfínter del pezón (Staphilococcus aureus, Streptococcus, Coliformes). La vía
descendente o hematógena la utilizan los microorganismos que pueden causar enfermedad sistémica o tienen
la propiedad de movilizarse por la sangre y a través de los capilares mamarios llegar a infectar la ubre
(Salmonellas, Brucellas, Mycobacterium tuberculosos).
B. Medio externo: la contaminación de la leche puede ocurrir una vez que esta ha sido extraída de la glándula
mamaria. Los utensilios, tanques de almacenamientos, transportes e incluso el personal que manipula la leche,
son fuentes de contaminación de microorganismos que utilizan esta vía, que en algunos casos son las más
abundantes, causantes de grandes pérdidas en la calidad del producto.
Tema 10: FUENTES DE CONTAMINACIÓN DE LA LECHE CRUDA.
Las Principales fuentes de contaminación de la leche cruda son:
A. El animal: teóricamente la leche al salir del pezón debería ser estéril, pero siempre contiene de 100 a 10.000
bacterias/ml, una baja carga microbiana que puede no llegar a multiplicarse si la leche es manipulada
adecuadamente. Los microorganismos pueden entrar por vía mamaria ascendente a través del esfínter del
2 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez.
pezón, es por ello que cualquier lesión que afecte la integridad del mismo, facilitara un aumento en la
contaminación. La leche puede también contaminarse al salir por medio de pelos o sucio que se desprenden de
los animales. La ubre está en contacto con el suelo, heno, y cualquier superficie donde las vacas se echen, de allí
que los pezones sean considerados como una fuente importante de esporas bacterianas. En animales enfermos,
(vacas con mastitis) aumenta el número de microorganismos en leche.
Origen de los Microorganismos de la Leche
Origen Número de bacterias/ml
Salida del pezón 500-1000
Equipo de ordeño 1000-10000
Tanque de refrigeración 5000-20000
Fuente: Amiot,J.1991.
Una vaca padeciendo de mastitis clínica puede producir una leche con 107 bacterias/mL y si es subclínica de
105 a 106 bacterias/mL. Str. agalactiae, Str. dysgalactiae y Str. uberis son bacterias comúnmente asociadas a
cuadros de mastitis. Igualmente, aunque poco frecuente, pueden causar mastitis Escherichia coli, Pseudomona
aeruginosa, Clostridium, Bacillus, Pasteurella, Proteus, Serratia. Uno de los microorganismos más
frecuentemente causante de mastitis es el Staphylococcus aureus, el cual además es resistente al tratamiento
antibiótico común y es capaz de producir una enterotoxina, que por su termo-resistencia no es destruida en la
pasteurización, pudiendo llegar a causar enfermedad en el consumidor.
Cantidad de Flora en Leche Recién Ordeñada
Contaminación de la leche Frecuencia (%)
˂100 41
100-1000 35
1000-10000 23
˃10000 1
Fuente: Amiot,J.1991.
B. Aire: el aire representa uno de los medios más hostiles para la supervivencia de los microorganismos debido
a la constante exposición al oxígeno, cambios de temperatura y humedad relativa, radiación solar, etc. Es por
ello que solo aquellos microorganismos resistentes podrán ser capaz de permanecer en el aire y llegar a
contaminar los alimentos. Los microorganismos Gram negativos mueren rápidamente mientras que los Gram
positivos y aquellos esporulados pueden persistir por largo tiempo. En el aire se pueden encontrar Micrococcus,
Streptomyces y esporas de mohos como Penicillium y Aspergillus. Las levaduras raramente se encuentran en
suspensiones aéreas.
C. Agua: el agua utilizada para la limpieza de los equipos y utensilios de ordeño, la higiene del animal y del
personal, debe ser lo más limpia posible. El agua puede ser una fuente importante de microorganismos
psicróffilos (Pseudomonas) y por contaminación de esta, de bacterias coliformes.
3 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez.
D. Suelo: el suelo es la principal fuente de microorganismos termodúricos y termófilos. La leche nunca entra en
contacto con el suelo, pero si los animales, utensilios y personal, de manera que es a través de ellos que los
microorganismos telúricos (Clostridium) pueden alcanzar a contaminar la leche.
E. El ordeñador: el ordeñador puede llegar a jugar un papel importante en la contaminación de la leche, sobre
todo cuando el ordeño es manual. En nuestro medio es frecuente observar como el personal encargado del
ordeño no se lava las manos y peor aún se las humedece en la misma leche para lograr lubricación que facilite el
ordeño. Se ha señalado al ordeñador como responsable de la contaminación de la leche con microorganismos
patógenos (S. Aureus, Leptospiras, E. coli, M. tubercolosis, Streptococcus, etc.). Las heridas infectadas en manos
y brazos pueden ser fuentes de algunos de estos microorganismos.
F. Estiércol: el estiércol es la fuente principal de microorganismos coliformes. Estos pueden alcanzar la leche a
través del animal o del ordeñador, así como también por medio de los utensilios mal higienizados.
G. Utensilios y Transporte: el contacto de la leche con el material de ordeño y su permanencia en los tanques y
transporte puede multiplicar por un factor de 2 a 50 la flora microbiana presente. De allí que la higiene
adecuada de estos, por medio de agentes desinfectantes, afecta significativamente la calidad sanitaria de la
leche. La flora microbiana proveniente de esta fuente puede ser diversa, pero la más frecuente es flora
termorresistente, razón más que suficiente para exigir al máximo la higiene.
Principales grupos de microorganismos que se encuentran en la leche
La leche es un excelente medio de cultivo para numerosos microorganismos por su elevado contenido en agua,
su pH casi neutro y su riqueza en alimentos microbianos. Posee una gran cantidad de alimentos energéticos en
forma de azúcares (lactosa), grasa y citrato, y compuestos nitrogenados. Los alimentos nitrogenados se hallan
en numerosas formas: proteínas, aminoácidos, amoníaco, urea, etc.
Por poseer azúcares fermentescibles, en condiciones ordinarias lo que más frecuentemente ocurre es una
fermentación ácida a cargo de las bacterias; si no existen gérmenes formadores de ácido o si las condiciones son
desfavorables para su actividad, pueden sufrir otros tipos de alteración. Las principales alteraciones son las
siguientes:
Agriado o Formación De Ácido: Cuando la leche se agria suele considerarse alterada. La formación de ácido se
manifiesta inicialmente por el olor agrio y la coagulación de la leche, que produce una cuajada de consistencia
gelatinosa o más débil, que libera un suero claro. La fermentación ácido láctica tiene lugar en general cuando se
abandona la leche cruda durante algún tiempo a temperatura ambiente. Los gérmenes lácticos causantes de
esta fermentación pueden ser homofermentativos que producen casi exclusivamente ácido láctico y cantidades
mínimas de otras sustancias, o heterofermentativos, que producen además de ácido láctico, cantidades
apreciables de productos volátiles. El agriado de la leche cruda a temperaturas entre 10 y 37 ºC es
generalmente causado por el streptococcus lactis, ayudado quizá por coliformes, micrococos, lactobacilos y
enterococos.
4 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez.
Las bacterias termófilas crecen a temperaturas superiores a éstas, y se destacan: bacillus calidolactis, y
lactobacillus thermophilus. A temperaturas próximas a 0 ºC, apenas si hay producción de ácido, pero la leche
puede sufrir procesos proteolíticos (escisión de las cadenas proteicas).
Los gérmenes lácticos no son los únicos capaces de provocar la fermentación ácida de la leche; pueden
producirla muchos otros, especialmente si las condiciones no son favorables a las bacterias ácido lácticas.
Entre los gérmenes capaces de acidificar la leche, fundamentalmente por producir ácido láctico, se encuentran
diversas especies de los géneros micrococcus, microbacterium y bacillus, pero en general ordinariamente son
incapaces de competir con los gérmenes lácticos. Diversas especies del género clostridium producen ácido
butírico en condiciones que impiden o inhiben la formación normal de ácido láctico. La leche, sometida a un
tratamiento térmico capaz de destruir todas las formas bacterianas, pero no los esporos de clostridium, puede
sufrir la fermentación acidobutírica con formación de hidrógeno y dióxido de carbono.
Producción De Gas: La producción de gas por las bacterias va siempre acompañada de la formación de ácido.
Las especies formadoras de gases más importantes son las del género clostridium, las bacterias coliformes, los
aerobacilos (especies del género bacillus formadoras de gas) que liberan tanto hidrógeno como dióxido de
carbono y las levaduras y gérmenes propiónicos y lácticos heterofermentativos que producen sólo dióxido de
carbono.
La probabilidad de que se produzca gas o no y el tipo de microorganismos que lo originan depende del
tratamiento a que previamente se haya sometido la leche y de la temperatura a la que se mantenga. En la leche
cruda, a temperaturas comprendidas entre la de la sangre y la del hielo, los gérmenes productores de gas con
más probabilidad de multiplicarse son los coliformes porque pueden competir bien con otros formadores de
ácido. El agriado de la leche o la crema por las bacterias favorece el subsiguiente desarrollo de las levaduras que
se multiplican y actúan mejor en un medio ácido.
A la temperatura que se mantienen la leche y la crema en la nevera es difícil que se desarrollen los clostridium y
bacillus formadores de gas, que no son capaces de competir ventajosamente con los acidiformes a temperaturas
elevadas, pero pueden actuar si éstos no existen o si su actividad no es muy grande.
Proteólisis: La hidrólisis de las proteínas lácticas por acción microbiana se acompaña en general de la
producción de un sabor amargo producido por algunos polipéptidos.
Las alteraciones producidas por los microorganismos proteolíticos son:
 proteólisis ácida en la que tienen lugar simultáneamente la proteólisis y la producción de ácido,
 proteólisis con acidez mínima e incluso con alcalinidad,
 leche “cortada“ producida por enzimas bacterianas del tipo de la renina en una etapa inicial de la
proteólisis, y
 proteólisis lenta por endoenzimas liberadas por bacterias después de su autólisis.
La proteólisis ácida puede estar producida por diversas especies del género micrococcus, algunos de los cuales
se hallan en la ubre de la vaca.
Uno de los estreptococos intestinales, el S. faecalis es un organismo ácido láctico muy proteolítico. Como los
demás enterococos es termodúrico y capaz por tanto de producir proteólisis en la leche pasteurizada. Los
esporos de las cepas proteolíticas de algunas especies de bacillus fermentadores de la lactosa, como el B. cereus,
sobreviven a la pasteurización, e incluso a tratamientos térmicos más drásticos, produciendo luego proteólisis
ácida.
5 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez.
Entre las especies de los géneros micrococcus, pseudomonas, proteus, achromobacter, flavobacterium y
serratia hay gérmenes muy proteolíticos Obsérvese que estas especies desarrollan a temperaturas bajas por lo
que son capaces de producir proteólisis y amargor aún en leche refrigerada.
La proteólisis lenta carece de importancia en la leche en circunstancias normales, pero la posee cundo las
bacterias disponen de una cantidad considerable de tiempo.
Tema 11: VÍAS DE ENTRADA DE MICRO ORGANISMOS EN LA LECHE
Interior de la ubre
La leche se retiene en el interior de la ubre merced a fuerzas capilares de la red de conductos galactóforos
y el músculo esfínter en el extremo inferior del canal del pezón. Durante el ordeño, fenómenos
hormonales junto a la presión que se aplica sobre el pezón fuerza a la leche a pasar a través del orificio
del mismo, el cual puede ser una puerta de entrada de microorganismos al interior del pezón. La
microbiota habitual de la ubre incluye: estreptococos. estafilococos y micrococos (normalmente >50%),
seguidos de Corynebacterium spp., Escherichia coli y otros. Algunos cuartos de la ubre pueden producir
leche exenta de bacterias, lo que puede deberse a inherentes efectos antimicrobianos, por ejemplo, de
queratina en los conductos (Senft et al. 1990). La recontaminación puede. sin embargo, presentarse
debido a una insuficiente limpieza y desinfección del exterior de la ubre o debido a la penetración de
microorganismos a través de los conductos. El número de bacterias en leche obtenida asépticamente de
animales sanos varía ampliamente, desde unos cientos a unos miles por mililitro. Raramente se
encuentran otros microorganismos distintos de las bacterias.
Situaciones anormales debidas a infecciones, enfermedades o hábitos de ordeño deficientes pueden
afectar a la microbiota de la leche recién ordeñada. Las vacas con mastitis, una enfermedad inflamatoria
del tejido mamario. pueden ocasionar la llegada de un elevado número de microorganismos y células
somáticas a la leche. Se han publicado diversas discusiones al respecto (Tolle, 1980: O' Shea, 1987; Watts,
19SS; Harmon, 1995). Staphylococcus aureus. Streptococcus agalactiae. Strep. dysgalactiae y Strep.
uberis, E. coli y Actinomyces pyogenes son los microorganismos más frecuentemente implicados en las
mastitis, aunque también se han caracterizado otros, como Listeria monocytogenes, Staph. Epidermidis,
coliformes, Pseudomonas aeruginosa y Corynebacteritun bovis. El número de microorganismos que llega
a la leche varía con el estado de la mastitis. Los microorganismos pueden observarse directamente al
microscopio en preparaciones teñidas de leche mastítica, pudiéndose advertir con frecuencia bacterias
atrapadas por leucocitos polimorfonucleares (PMN) y macrófagos. En la leche normal se encuentran
pocos PMN pero muy pronto, tras la infección, su número aumenta acusadamente, excediendo a menudo
a varios millones por mililitro. El recuento de células somática de la leche, que normalmente incluye
células de la glándula mamaria y PMN (Ullmann et al. 1978), se utiliza habitualmente como prueba para
detectar leche anormal y, en algunos países, como un medio de fijar el precio de la leche a los granjeros.
La leche puede contener otros agentes patógenos procedentes de animales enfermos; por ejemplo,
Mycobacteritun bovis, Brucella abortus, Br. melitensis, Br. suis, L monocytogenes, salmonelas, o Coxiella
burnetii (Tollc, 1980), Entre los virus que pueden encontrarse en la leche. el de la glosopeda adquiere una
6 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez.
importancia especial dado que puede difundirse ampliamente a menos que se tomen adecuadas
precauciones (Watts, 1988; Schagemann. 1994).
Aunque puede haber mastitis debidas a salmonelas, la principal causa dc su presencia en la leche es la
contaminación con material fecal procedente de un animal infectado o de animales portadores que
diseminan la bacteria. Otros microorganismos patógenos que pueden encontrarse en la leche proceden
más bien de contaminaciones fecales que en excreciones a través de la glándula mamaria. Entre estos se
encuentran Campylobacter spp.. Yersinia enterocolitica y E. coli. Este tipo de contaminación a bajos niveles
es difícil eliminar incluso bajo condiciones de ordeño higiénico.
Superficies externas de los animales
Los materiales que normalmente se encuentran en el entorno del animal (suelo, yacija, restos de
alimentos, estiércol) pasan, en mayor o menor extensión, a la superficie de la ubre, pezones y piel de la
vaca. Numerosos microorganismos de diversos tipos acompañan a este tipo de material. Miembros del
género Bacillus procedentes el suelo, clostridios del alimento ensilado, enterobacterias del estiércol así
como otros microorganismos alcanzan fácilmente la leche. La contribución de microorganismos de estas
fuentes al recuento de la leche recién ordeñada aria desde menos 100 a varios miles por mililitro,
dependiendo de las precauciones que se tomen en la limpieza y desinfección de dichas superficies antes
del ordeño.
Equipo de lechería
El equipo de lechería incluye piezas de las máquinas ordeñadoras, como las pezoneras, conductos para
la leche y mangueras de aire, depósitos, filtros, cántaras, cambiadores de calor, tanques refrigerantes para
la leche a granel, tuberías para el transporte, tanques de los vehículos y otros equipos y accesorios. Es
bien conocido que todo este equipo contribuye poderosamente a la tasa total de microorganismos de la
leche cruda (Druce y Thomas, 1972; Thomas y Thomas, 1977; Palmer, 1980; McKinnon et al. 1988).
Los residuos lácteos que quedan en las superficies del equipo después de una limpieza deficiente
proporciona abundantes nutrientes para el crecimiento de muchos tipos de microorganismos. La
temperatura ambiente a la que dicho material se almacena es favorable para el crecimiento de los
mismos. Además, las superficies permanecen a menudo húmedas durante largos períodos permitiendo el
crecimiento de microorganismos hasta valores elevados y la formación de biofilms. Cuando el equipo se
vuelve a utilizar, los microorganismos contaminan la leche. El tipo y número de microorganismos
introducidos de esta forma depende acusadamente del grado de limpieza y desinfección (Mackenzie,
1973). Una negligencia ocasional da lugar a una rápida multiplicación de los microorganismos de
crecimiento más veloz como los lactococos, coliformes y otros microorganismos Gram negativos: entre
estos últimos, miembros de los géneros Pseudomonas, Alcaligenes, Flavobacteriunt y Chromobacterium.
Estos microorganismos son termolábiles y también se destruyen fácilmente por los desinfectantes
clorados. Por tanto, una limpieza adecuada los elimina eficazmente de las superficies.
En el equipo que se limpia deficientemente se forman costras de leche. un material muy mineralizado en
las superficies. Las aguas muy duras o el uso de agentes de limpieza muy alcalinos favorecen la formación
7 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez.
de costras lácteas que protegen a los microorganismos de la acción deletérea de los detergentes y
desinfectantes. Deben utilizarse periódicamente agentes de limpiezas ácidos para reducir o eliminar las
costras lácteas. Ciertos microorganismos. como los micrococos. enterococos, formadores de esporas y
algunos lactobacilos quedan atrapados en esta matriz e incluso se multiplican en la misma. Muchos de
estos microorganismos son termodúricos o termorresistentes pudiendo, más tarde, causar la alteración de
los productos pasteurizados (Thomas y Thomas. 1977; Meers et al., 1991).
Fuentes diversas
El aire del entorno de la sala de ordeño no contribuye de forma importante al contenido microbiano total
de la leche, al menos que exista una extremada cuantía de polvo en cuyo caso la contribución puede
aumentar sustancialmente. Más importante que el número es el tipo de bacterias que llega a la leche
procedente del aire. Los microorganismos que habitualmente se encuentran en el aire son micrococos y
esporas de Bacillus y Ctostridium spp. (Palmer. 1980) que pueden sobrevivir a los tratamientos térmicos,
ocasionando sabores anómalos y defectos físicos en productos procesados. Los ventiladores. las corrientes,
el polvo y las labores de los operarios contribuyen a la contaminación a través del aire (Cousin. 1982). Las
aguas de suministro de la granja contienen, con frecuencia coliformes y microorganismos psicrotrofos
(Palmer. 1980; Cousin, 1982) y cuando se utiliza para enjuagar el equipo de lechería y el lavado dc las vacas
puede ser una fuente de contaminación de la leche.
El personal que manipula la leche y el equipo puede aportar diversos tipos de microorganismos,
incluyendo patógenos. Los micrococos y estafilococos de la piel y de las fosas nasales pueden pasar a la
leche sobre todo durante el ordeño.
ANTIMICROBIANOS NATURALES EN LA LECHE
La leche contiene factores antimicrobianos inherentes que pueden inhibir o minimizar el desarrollo de
microorganismos durante el transporte y el almacenamiento bajo ciertas condiciones (Ekstrand, 1989; IDE
1986, 19912).
• La lisozima es una enzima que rompe enlaces del peptidoglicano, un componente principal de la pared
celular bacteriana. La susceptibilidad a la lisozima varía entre las diferentes bacterias; las bacterias Gram
positivas tienden a ser sensibles debido a que el peptidoglicano comprende casi el 90% de la pared
celular. Las endosporas bacterianas son muy resistentes aunque la lisozima puede impedir que algunas
germinen (por ej., las cepas no proteolíticas de Clostridium botulinum y algunas cepas de Cl.
perfringens). Las bacterias Gram negativas son más resistentes que las Gram positivas debido al bajo
nivel de peptidoglicano que contienen en su pared y el lipopolisacárido de la capa más externa que
ejerce un efecto protector.
• La lactoferrina es una proteína láctea que fija hierro; su capacidad de quelar el hierro priva a las
bacterias de este mineral que es necesario para su crecimiento.
• Las proteínas lácteas que fijan vitamina B12 y ácido fólico puede inhibir algunos microorganismos.
• La lactoperoxidasa se encuentra también en la leche. Esta enzima por sí misma no tiene efecto
antibacteriano, pero en su presencia, el 1-1202 oxida al tiocianato de la leche formando sustancias
8 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez.
(principalmente hipotiocianito) transitorias muy reactivas que tienen un gran poder antibacteriano.
Estas sustancias, a su vez. oxidan grupos sulfhidrilos esenciales de las proteínas de las membranas
microbianas dando lugar a una alteración de las funciones del sistema celular y, finalmente, a la
inhibición del crecimiento o muerte de diferentes tipos de bacterias (Wolfson y Surnner, 1993: Haddadin
et al.. 1996). Sin embargo, no afecta a las levaduras. mohos y esporas bacterianas.
Las inmunoglobulinas maternas pueden estar presentes en la leche e inactivar mediante aglutinación a
microorganismos o sus toxinas.
Capítulo VI: LECHES FERMENTADAS
Las leches fermentadas pueden dividirse, dependiendo del metabolismo de la microbiota, en tres grupos:
1. Fermentaciones de bacterias lácticas, de acuerdo con las características de la microbiota láctica, en
fermentaciones mesófilas y termófilas. (Leche ácida, Yogurt)
2. Fermentaciones de bacterias lácticas y levaduras ( Kefir, Kumys)
3. Fermentaciones de bacterias lácticas y mohos (Villi)
4. Las Bacterias ácido lácticas y su uso en la alimentación
5.
6. Las bacterias ácido lácticas se han utilizado para fermentar cultivos de alimentos durante al menos
4 milenios. Su uso más corriente se ha aplicado en todo el mundo a los productos lácteos
fermentados, como el yogurt el queso, la mantequilla, la crema de leche, el kéfir y el kumis.
7. Las bacterias ácido lácticas constituyen un vasto conjunto de microorganismos benignos, dotados
de propiedades similares, que fabrican ácido láctico como producto final del proceso de
fermentación. Se encuentran en grandes cantidades en la naturaleza, así como en nuestro aparato
digestivo. Aunque se las conoce sobre todo por su labor de fermentación de productos lácteos, se
emplean asimismo para encurtir vegetales en horneado, en la panificación del vino, y para curar
pescado, carne y embutidos.
8. Aunque sin entender la base científica que explicase su acción, numerosos pueblos utilizaban estas
bacterias hace ya miles de años para la elaboración de alimentos modificados, que podían
conservarse mucho más tiempo, y estaban dotados de texturas y sabores característicos, distintos
de los del producto original.
9. En la actualidad también se hace buen uso de estos ilustres aliados microbianos en la elaboración
de una amplia gama de productos lácteos fermentados, ya sean líquidos, como el kéfir, o densos y
semisólidos, como el queso o el yogurt.
9 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez.
10. La acción de estas bacterias desencadena un proceso microbiano por el cual la lactosa (el azúcar de
la leche) se transforma en ácido láctico. A medida que el ácido se acumula, la estructura de las
proteínas de la leche va modificándose, y lo mismo ocurre con la textura del producto. Existen otras
variables, como la temperatura y la composición de la leche, que influyen en las cualidades
particulares de los distintos productos resultantes.
11. El ácido láctico es también el que confiere a la leche fermentada ese sabor ligeramente acidulado.
Los elementos derivados de las bacterias ácido-lácticas producen a menudo otros sabores o aromas
característicos. El acetaldehído, por ejemplo, da al yogurt su aroma característico, mientras que el
diacetilo confiere un sabor de mantequilla a la leche fermentada. Pueden añadirse asimismo al
cultivo de microorganismos, como las levaduras, a fin de obtener sabores particulares. El alcohol y
el dióxido de carbono producidos por la levadura, por ejemplo, dan al kéfir, el kumys y el leven
(variedades de yogurt líquido) una frescura y una esponjosidad características. Entre otras técnicas
empleadas cabe mencionar las que consisten en eliminar el suero o añadir sabores, que permiten
crear una variada gama de productos.
12. Gracias a la elaboración del yogurt y otros productos lácteos fermentados, las bacterias ácido-
lácticas seguirán representando una explotación como cultivos prebióticos. Éstas se complementan
con las bacterias presentes en nuestra flora intestinal y contribuyen al buen funcionamiento del
aparato digestivo. Ante la creciente demanda de los consumidores, cada día más preocupados por
la salud, el mercado internacional de estos productos no cesa de incrementarse.
13. Las bacterias ácido-lácticas resultan excelentes embaladoras del mundo de los microbios, tan poco
apreciado por lo general. Su importancia se debe ante todo a sus propiedades, que contribuyen a
preservar y mejorar la salud.
MICROBIOLOGÍA DEL YOGURT
Las bebidas lácteas fermentadas se originaron en el Este Medio, en la era de los fenicios ( 5000 A.C).
La presencia de ácido láctico es común a todos estos productos el cual les confiere las cualidades de sabor
refrescante y durabilidad.
Los dos microorganismos responsables de la producción de ácido láctico y el sabor característico del yogurt
son el Lactobacillus delbrukii subsp. Bulgaricus y el Streptococcus salivarius subsp. thermophilus.
Se fabrica con: leche de vaca, leche de oveja o leche de cabra. Cualquier yogur comercial además de los dos
microorganismos mencionados, también puede llevar, aunque no es necesario Estreptococcus lactis.
10 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez.
Lactobacillus delbrukii subsp. bulgaricus, es una bacteria láctea homofermentativa solo produce ácido
láctico, las heterofermentativas producen otros tipos de ácidos. Se desarrolla muy bien entre 45 y 50°C,
produce disminución del pH, puede producir hasta un 2,7% de ácido láctico, es proteolítica, producen
hidrolasas que hidrolizan las proteinas sobre todo la caseina esta es la razón por la que se liberan
aminoacidos sobre todo la valina, esto tiene interés porque la valina favorece el desarrollo del
Streptococcus termophilus.
Streptococcus salivarius subsp. thermophilus, es una bacteria homofermentativa termorresistente, se
desarrolla a 37-40º pero puede resistir 50°C e incluso 65°C media hora. Tiene menor poder de acidificación
que el lactobacilus. En el yogur viven en perfecta simbiosis.
Starter, son cultivos iniciados de una fermentación. Se destruye la flora existente en un alimento y se
introduce un starter. En el caso del yogur el starter es de los dos microorganismos, pero han de cultivarse
parcialmente por separado. Puede hacerse un cultivo junto, pero se produciría exceso de ácido láctico. El
cultivo se hace entre 40 y 50º.
Tema 12: COMPORTAMIENTO DE LAS BACTERIAS DURANTE LA ELABORACION DE YOGURT
DIAGRAMA PARA LA ELABORACIÓN DE YOGURT
11 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez.
RECEPCIÓN : Medida Volumétrica
ESTANDARIZACIÓN: Normalización La materia prima leche debe tener un nivel de los sólidos totales a un
nivel de 14 a 15%.
 Pasteurización Se efectúa a 85°C por 10 minutos. Para destruir patógenos y flora que no interese.
 Enfriamiento: La leche debe enfriarse a 43 °C.
 Inoculación del cultivo iniciador (1-3%). Consiste en la adición del cultivo a 43°C.
 Fermentación láctica, mediante la acción de Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus y
Streptococcus salivarius subsp thermophilus. Se siembra con una mezcla de los dos cultivos
iniciados. En un principio el Ph de la leche es favorable para el streptococcus, produce bajada de Ph
favoreciendo ahora el desarrollo del lactobacilus, que a su vez crea ácido láctico y valina que
favorecen al estreptococcus. Cuando el nivel de ácido láctico es similar al 1%, la leche cuaja. Para un
12 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez.
yogur de calidad hay que enfriar para impedir que se siga produciendo ácido láctico. Por ello es
mejor consumirlo el primer día, sino aumentamos los niveles de láctico. Las condiciones
tecnológicas se eligen para que haya un equilibrio entre los dos microorganismos y que haya una
acidez concreta al mismo tiempo que sea aromático. Los dos microorganismos son los responsables
del aroma del yogur, el aroma es complejo, pero básicamente se debe al acetaldehído.
 Incubación a 43°C. y un promedio 5 a 6 horas, mantener constante la temperatura de 43 °C hasta
que la leche alcance un pH menor o igual a 4,6.
 Enfriamiento: a 4°C para reducir el avance del nivel acidez del yogurt.
 Batido: hasta lograr una consistencia homogénea.
 Envasado y almacenamiento, en refrigeración, con un tiempo de duración es de 3-4 semanas a una
temperatura de 4 a 5 °C.
YOGURT PROBIÓTICO
La palabra ‘‘probiótico’’ se deriva del griego ‘‘para la vida’’. La definición actual fue establecida por la
Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO por sus siglas en inglés) en
el 2001: ‘‘Microorganismos vivos que al ser administrados en dosis adecuadas confieren beneficios
fisiológicos en el hospedero’’ (Reid et al, 2003).
Las bacterias probióticas en su mayoría son comercializadas en productos lácteos fermentados. Siendo el
yogurt uno de los vehículos más utilizados (Stanton et al, 2001). Las bacterias probióticas más utilizadas
para la elaboración de estos productos pertenecen al género Lactobacillus y Bifidobacterium (Heller, 2001).
Las operaciones que son susceptibles de modificarse en el proceso de obtención de yogurt probiótico son:
La adición de cultivos iniciadores tradicionales ya que en este momento también se incorpora el probiótico
y durante la fermentación se efectúan cambios en las condiciones del proceso, con el fin de favorecer el
desarrollo de dicha cepa (Heller, 2001).
En su mayoría los productos lácteos fermentados utilizan como sustrato leche de vaca. De acuerdo a las
fuentes de información consultadas, hasta el momento no existe en el mercado peruano un producto
probiótico lácteo fermentado en el que se utilice leche proveniente de otros mamíferos. Por lo que es
necesario conocer la factibilidad de uso de otros sustratos para este fin.
13 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez.
Cepas de probióticos que han sido verificadas:
A continuación, algunos ejemplos de bacterias probióticas que han sido definidas correctamente, en las
cuales existe bastante literatura científica. Solamente se mencionan cepas utilizadas en varios países
diferentes.
 Lactobacillus casei Shirota (o LCS)
 Lactobacillus rhamnosus LGG,
 Lactobacillus acidophilus LA7,
 Lactobacillus acidophilus LA5,
 Lactobacillus acidophilus DDS,
 Bifidobacterium lactis, BB12,
 Bifidobacterium longum BB536,
 Lactobacillus casei LC1,
 Bifidobacterium animalis DN-173 010 (Bifidus Essentis),
 Bifidobacterium bifidum:
Beneficios
El yogur es un alimento considerado un probiótico, término definido por la OMS como “cultivos puros o
una mezcla de cultivos de microorganismos vivos, que aplicados al hombre y los animales en cantidades
adecuadas aportan efectos benéficos al huésped mejorando las propiedades de la microflora nativa”.
Además, se adhieren a la mucosa intestinal, regulando el equilibrio de la microflora.
14 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez.
Tabla 8. Características de un probiótico
Kéfir.
Su contenido alcohólico es bajo (del orden del 0,5%). En la fermentación de la leche intervienen bacterias
de los géneros Lactobacillus, Leuconostoc y Lactococcus y levaduras; tanto fermentadoras de lactosa
(Kluyveromyces marxianus) como levaduras que realizan la fermentación sin necesidad de lactosa
(Saccharomyces sp.)
Kumis:
Es originario de Mongolia. Tradicionalmente se fabricaba con leche de yegua, pero hoy día se hace con
leche de vaca. Contiene más alcohol (hasta un 3%) que el kéfir, debido a la adicción de sacarosa a la leche.
En la fermentación intervienen bacterias como Lactobacillus acidophilus y Lactobacillus delbrueckii
subesp. bulgaricus y levaduras como Kluveromyces marxianus.
ALTERACIÓN DE LECHES FERMENTADAS:
• La fabricación de leches fermentadas requiere partir de leche de buena calidad. Niveles elevados de
microorganismos contaminantes pueden ocasionar ciertos cambios metabólicos, como una
producción excesiva de enzimas.
15 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez.
• Las leches fermentadas deben elaborarse en condiciones higiénicas.
• Los fagos son contaminantes no deseados que, en caso de re-contaminación después del
tratamiento térmico pueden ocasionar la destrucción del cultivo iniciador y producirse pérdidas
importantes. Los bacteriófagos “Son los malos de la película, los enemigos acérrimos de la industria.
Como todos los virus, necesitan de una célula hospedadora sensible a la cual infectan y dentro de la
cual desarrollan su progenie, utilizando toda la maquinaria biosintética y material genético de esa
bacteria. Como consecuencia, estos nuevos viriones infectan a las bacterias vecinas que se
desarrollan en el mismo medio. ¿Cuál es el origen de los fagos? Como todos los virus, están en el
ambiente y la principal vía de ingreso de fagos a la planta es la materia prima. Los grandes
volúmenes de leche cruda son la vía de ingreso: contienen bacterias lácticas salvajes y sus fagos
específicos. Por esta razón, como desafortunadamente su presencia no puede evitarse los esfuerzos
de los científicos están puestos en controlarlos en lugar de eliminarlos”, explica Quiberoni. En este
sentido, la investigadora advierte que cuando la bacteria es atacada por un bacteriófago es
destruida: no hay acidificación, no hay descenso de pH y por lo tanto se produce una falla en la
fermentación, por lo que se obtienen productos de baja calidad no son seguros desde el punto de
vista microbiológico porque pueden contener microorganismos contaminantes y/o patógenos que
ya no tienen competencia de las bacterias lácticas que protegen el producto. De esta manera, la
industria láctea se convierte en víctima de gravísimas pérdidas económicas derivadas de esas fallas.
Para hacer frente a estas infecciones, al día de hoy y después de muchos años de investigación.
alrededor de todo el mundo, la industria láctea dispone de un variado abanico de estrategias para
evitar la propagación y evolución de los fagos. Entre ellas, pueden mencionarse: tratamientos
térmicos de la materia prima que, si bien no se orientan específicamente a eliminar fagos sino a
sanitizar la leche cruda, ayudan a prevenir este tipo de infecciones; programas de rotación de
cultivos con cepas más resistentes, es decir usar distintos fermentos iniciadores y alternarlos para
evitar que los fagos ataquen siempre a la misma cepa; la higiene y diseño de la planta, que apuntan
a sanitizar el ambiente y equipamiento propio de cada proceso, colaborando con el control de
fagos; el uso de cultivos de inoculación directa en tina para evitar propagaciones previas de la
bacteria. Cabe destacar que ninguna de estas estrategias por si sola protege al 100 por ciento de la
producción de una infección por fagos. Se deben usar juntas y la mayor cantidad de ellas posibles.
16 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez.
• En ciertos casos la re-contaminación por cepas silvestres de bacterias lácticas puede conducir a una
no deseable post-acidificación excesiva de los productos.
• Las levaduras y mohos acidotolerantes pueden crecer a bajos pH y bajas temperatura. Su
crecimiento conduce a la producción de CO2, diferentes tipos de sabores y olores anómalos y a
defectos visuales (colonias de mohos).
PATÓGENOS EN LECHES FERMENTADAS:
El bajo pH. la presencia de ácido láctico y de otros ácidos orgánicos, así como. en ciertos casos,
compuestos inhibidores como bacteriocinas, crean un ambiente desfavorable para el crecimiento de
microorganismos patógenos. En muy pocas ocasiones se han asociado las leches fermentadas a
brotes de enfermedad.
Los factores que pueden interferir con una normal fermentación pueden conducir a riesgos
sanitarios. En el brote de intoxicación estafilocócica que ocurrió en Francia (Mocquot y Hurel, 1970)
17 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez.
el elevado contenido de azúcar favoreció el desarrollo de Staphylococcus aureus y la formación de
toxina mientras que las bacterias lácticas eran inhibidas.
El consumo de yogur con avellanas/bellotas causó un brote de botulismo en el Reino Unido. Las
investigaciones demostraron que el puré de avellanas/bellotas adicionado había sido manipulado
deficientemente y preparado con edulcorantes artificiales en vez de con azúcar. Esto permitió que las
esporas de CIostridium botulinum germinasen, creciesen y produjeran la toxina (O'Mahony et al.,
1990).
Si ocurre una contaminación post-fermentación, los patógenos pueden sobrevivir durante cortos
períodos de tiempo. Minor y Marth (1972) inocularon Satphylococcus aureus en mazada cultivada.
crema ácida y yogur; cuando la población inicial era de 102 por gramo, no se recuperaban
estafilococos después de 24 horas, pero si la población era de 105 por gramo, se recogían estafilococos
viables hasta la semana, aunque no se observaba crecimiento. La supervivencia fue más larga en la
crema ácida, seguida, en orden descendiente. de la mazada y el yogur. Choi et al. (1988) mostraron
que diversas cepas de Listeria monocytogenes inoculadas en mazada cultivada y yogur podrían
recuperarse tras un almacenamiento de hasta 3 semanas. El comportamiento de Listeria
monocytogenes en leches fermentadas ha sido revisado por Rysery Marth (1991). Este
microorganismo ha sobrevivido en leches fermentadas con bacterias lácticas mesófilas y termófilas. La
extensión de la supervivencia en mazada y yogur se asoció con el cultivo iniciador y con el pH final.
Mientras más bajo era el pH, más corto era el tiempo de supervivencia.
Cuando un producto fermentado se preparó con leche que contenía Salmonella Typhimurium, la
recuperación de dicha bacteria varió dependiendo del cultivo iniciador, de la concentración del inóculo
v de la temperatura de incubación (Park y Marth, 1972a). Mientras menor era la producción de ácido,
más largo era el tiempo de permanencia. La extensión del tiempo de recuperación fue variable también
en leche cultivada almacenada a 11 0 C y dependió del tipo de cultivo iniciador (Park y Marth, 1972b).
Yersinia enterocolitica sobrevivió en yogur mientras se elaboraba y pudo recuperarse del yogur
almacenado (5 0C) a la semana (Ahmed et al. 1986). Enterobacter aerogenes y E. coli se inactivaron
rápidamente, a los 4 días a 7,2 0C cuando se añadieron individualmente a muestras de yogur (Goel et al.
1971). Frank y Marth (1977a.b) demostraron que E. coli era inhibida por la fermentación láctica. Sin
embargo. En 1991, un brote de E. coli 0157:H77 se atribuyó al consumo de yogur; el organismo
causante no pudo aislarse de la leche o del yogur pero el producto fue asociado epidemiológicamente
con el yogur (Morgan et al. 1993).
18 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez.
3.- ASPECTOS MICROBIOLÓGICOS EN LA FABRICACIÓN DE QUESO
De acuerdo con distintos autores, entre 400 y 1.000 variedades de queso se producen en el mundo
(Burkhalter. 1981; Kalantzopoulos, 1993). Se cree que el queso se desarrolló en Iraq hace unos 8.000
años, probablemente al intentar almacenar leche durante períodos prolongados. La producción y los
tipos de quesos que se elaboran han evolucionado y se han diversificado a través del tiempo, pero
durante largos períodos fue más bien un arte que un proceso científico. Las diferencias entre las
variedades resultan de las modificaciones que se introducen en una o más etapas básicas del proceso de
elaboración. La normalización de las etapas del proceso para obtener variedades con características
estables comenzó a aplicarse en el siglo XIX (Scott, 1986). Sin embargo, incluso actualmente se observan
variaciones dentro del mismo tipo de queso, dependiendo del fabricante, del origen y del tipo de leche
utilizada.
La producción de queso convierte a un producto altamente perecedero. la leche, en otro más estable.
Diversos factores contribuyen a la estabilidad del queso. El proceso de elaboración puede dividirse en
vanas etapas:
• Transformación mediante acidificación de la leche, cruda o tratada térmicamente, en cuajada:
• Coagulación:
• Deshidratación:
• Moldeado y salado
La fase de deshidratación. durante la cual se concentran de 6 a 12 veces la grasa y proteínas. se logra por
una combinación de corte del coágulo, calentamiento. agitación, prensado y salado. Después, una vez la
cuajada se ha moldeado y prensado, se somete a maduración. Durante esta fase se regulan la microbiota,
la humedad. el pH y la sal. lo que determina las características de sabor y aroma y textura de las diferentes
variedades.
Con frecuencia, las normas de composición de muchos quesos están reguladas por organismos
competentes (IDE 1981; US Department of Health Education and Welfare, 1984). La clasificación de los
quesos puede basarse en diferentes criterios, como contenido de humedad, concentración de calcio,
propiedades reológicas, temperatura de calentamiento de la cuajada, microbiota secundaria o tipo de
maduración. Las diferentes posibilidades han sido discutidas por Fox (1993).
A. Efectos del procesado en los microorganismos
El uso de leche de gran calidad, tanto química como microbiológica, es de gran importancia para la
elaboración de queso de buena calidad. La leche debe estar exenta de sustancias inhibidoras y requiere
que se satisfagan ciertos requisitos, como ausencia de esporas de clostridios en la leche cuando ésta está
destinada a la producción de quesos duros (Zangerl y Ginzinger, 1993).
Bactofugación: La bactofugación es de especial interés en quesería como una herramienta para reducir los
niveles de esporas que pueden sobrevivir a los tratamientos térmicos y pueden crecer durante etapas
posteriores del procesado (Zickrick, 1996).
19 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez.
1°Leche bactofugada y prácticamente libre de bacterias y esporas, que puede utilizarse en la fabricación de quesos.
2° Una pequeña porción de fase pesada o «bactofugado», que oscila entre el 2 y 3 % del total de la leche, donde se
encuentran las esporas y bacterias separadas. Esta fase es rica en proteínas.
3° Una pequeña fracción de impurezas, que son lanza das contra la periferia de la máquina y descargadas a intervalos
regulares por la apertura rápida del rotor de la centrífuga.
Calentamiento. Aunque aún se utiliza leche cruda en muchos países para la fabricación de queso. lo
normal es que la leche se someta a un tratamiento térmico antes de su transformación en queso. Se
requiere que el calentamiento sea cuidadoso debiéndose evitar un calentamiento excesivo para que no
existan desviaciones en el proceso de coagulación ni cambien las propiedades de la cuajada. Se aplican
tratamientos de termización, subpasteurización y pasteurización. La subpasteurización puede vanar entre
64 y 700C durante 15-20 segundos. dependiendo del tipo de queso que se elabore. El tratamiento ha sido
revisado por Johnson et al. ( 1990a.b.c) y reduce las poblaciones de microorganismos vegetativos. en
particular la de patógenos. Sin embargo. debido a que este tratamiento es más suave que el de
pasteurización. muchas enzimas permanecen activas y et sabor y aroma de los quesos fabricados con este
tipo de leche son similares a los preparados con leche cruda.
La leche para quesos no madurados debe estar pasteurizada. Esto implica que la leche para la elaboración
de quesos que requieren por lo menos un periodo de maduración de un mes no necesita estar
pasteurizada en la mayoría de los países.
La pasteurización debe ser suficiente como para matar las bacterias capaces de afectar la calidad del
queso, por ejemplo, los coliformes, que pueden causar un inflado prematuro y sabor desagradable. La
pasteurización normal, que se hace a 72- 73 ºC durante 15 a 20 segundos, es la más comúnmente aplicada.
Esta pasteurización reduce las poblaciones de microorganismos vegetativos, en particular la de patógenos.
Sin embargo, los microorganismos formadores de esporas y las mismas esporas sobreviven a la
pasteurización y pueden causar graves problemas durante el proceso de maduración. Un ejemplo es
20 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez.
el Clostridium tyrobutyricum, que forma ácido butírico y grandes volúmenes de gas hidrógeno mediante la
fermentación del ácido láctico.
Enfriamiento y Adición de Productos Químicos Tradicionalmente, ciertos “productos químicos” se añaden
a la leche antes de la producción para prevenir el “inflado” y el desarrollo de sabores desagradables que
causan las bacterias formadoras de esporas termorresistentes (principalmente Clostridium tyrobutyricum).
El más comúnmente utilizado es el nitrato de sodio (NaNO3), pero en la producción del queso Emmenthal,
el peróxido de hidrógeno (H2O2) también se usa.
Acidificación v cultivos iniciadores. La acidificación se produce desde la etapa inicial de elaboración del
queso hasta las primeras fases de la maduración. Es un paso crucial en el proceso global. Se consigue
normalmente mediante la producción de ácido láctico por los cultivos iniciadores. Actualmente. sin
embargo, se añade directamente ácido para preparar ciertos tipos de quesos. como Mozzarella UF Feta.
Mascarpone o Cottage.
Durante muchos años la acidificación se realizaba permitiendo el crecimiento de la microbiota
autóctona. Sin embargo, debido a los resultados poco consistentes y para evitar efectos no deseables,
como la producción de aromas anómalos o gas. se seleccionaron cultivos iniciadores específicos que son
los que hoy día se utilizan. La cantidad y tipo de cultivo iniciador y la forma en que se añade (liquido.
congelado, liofilizado o deshidratado) depende del tipo de queso que se pretende fabricar. La bibliografía
sobre cultivos iniciadores es muy abundante. existiendo revisiones muy aceptables (Cogan y Hill. 1993:
Zickrick. 1996).
Un factor crítico que influye en el tipo de cultivo iniciador es la temperatura de calentamiento (cocción) de
la cuajada. Se utilizan cultivos iniciadores mesófilos cuando esta temperatura es inferior a 400C. Entre ellos.
los más frecuentes son:
• Lactococcus lactis subsp. Lactis;
• Lactococcus cremoris subsp. Cremoris;
• Lactococcus lactis subsp.lactis biovar.diacetylactis
• Leuconostoc spp.
Se usan individualmente o en combinación bajo el nombre de cultivos iniciadores mesófilos. Todos ellos
producen ácido láctico a partir de lactosa. Además, Lactococcus lactis subsp. lactis Biovar Diacetylactis
utiliza el ácido cítrico de la leche generando sustancias componentes del sabor y aroma, principalmente
diacetilo y C02. Los cultivos iniciadores termófilos se utilizan cuando las temperaturas de cocción de la
cuajada son elevadas (45-54°C). Se usan cepas simples o mezcladas de Streptococcus salivarius
subsp. thermophilus y Lactobacillus delbrueckii subspecies bulgaricus, dependiendo del tipo de queso.
También cabe la posibilidad de utilizar cultivos mixtos de cepas mesófilas y termófilas cuando se aplican
temperaturas intermedias.
Otros microorganismos pueden también utilizarse para impartir características específicas a los quesos
producidos. Propionibacterium freudenreichii subsp. shermanii y otras especies se utilizan en la fabricación
del queso Emmental para producir ácido propiónico, un importante componente del sabor y aroma, y el
gas requerido para la formación de «ojos» (Britz y Riedel, 1991).
Algunas bacterias lácticas no se consideran cultivos iniciadores; entre ellas se incluyen lactobacilos.
leuconostoc y pediococos y contribuyen al desarrollo del sabor y aroma en algunos quesos madurados
(Law, 1984; Thomas. 1986; Khalid y Marth, 1990). Algunos fabricantes de queso consideran que ciertas
21 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez.
especies de enterococos, como Enterobacterias fecales y Enterobacterias faecium contribuyen de una
forma importante a las propiedades organolépticas de ciertos tipos de quesos (Jensen et al., 1975;
Asperger, 1992). Otra bacteria, la pigmentada de color anaranjado Brevibacterium linens está implicada en
la maduración de los llamados quesos de superficie untuosa, por ejemplo. el Limburger (Seiler, 1988).
Era una creencia general que los patógenos vegetativos inicialmente presentes en la leche cruda perderían
viabilidad durante el almacenamiento y maduración del queso, pero las investigaciones al respecto- indican
que algunos patógenos, como salmonelas y Listeria monocytogenes, pueden sobrevivir durante ese
período (D'Aoust et Cl., 1985; Ryser y Marth, 1991; Spahr y Url, 1993). Otro efecto positivo de la
pasteurización es la desactivación de microorganismos alterantes y enzimas capaces de producir defectos
en la textura y en el sabor y aroma. El control de las operaciones realizadas durante la fabricación del
queso es más fácil, y se consiguen productos más uniformes cuando los microorganismos se eliminan en la
pasteurización, aunque pueda perderse algo el sabor y aroma deseados.
Se utilizan cultivos iniciadores secundarios, levaduras y mohos, cuando se pretende impartir alguna
característica especial que caracterizan a ciertas variedades de queso; se añaden a la leche suspensiones
acuosas o preparaciones en polvo de los microorganismos en el tanque de cuajar o, alternativamente, en
etapas posteriores. a las partículas procedentes del corte de la cuajada o al queso ya moldeado.
Las levaduras están implicadas en la degradación del ácido láctico de la superficie de ciertos quesos. como
et Camembert o Romadur, que ocasiona un aumento del pH que favorece el crecimiento de
corinebacterias. las cuales participan en la formación de compuestos aromáticos y sápidos (Siewert, 1979).
Las actividades lipolíticas y proteolíticas de Geotrichum candidum contribuyen a la formación de aroma.
Ciertos mohos participan en la maduración de algunos quesos; Penicillium camemberti es un moho
característico que se implanta en la superficie de algunos quesos blandos y Penicillium roqueforti en los
llamados quesos azules (Eck. 1987). Además de los cultivos iniciadores lácticos. se usan mohos para
impartir características especiales diversos quesos. Penicillium roqueforti se usa en la producción de
quesos de vena azul, como el Roquefort Gorgonzola, Stilton y queso azul. Los quesos Camembert y Brie
requieren del concurso de Penicillium camemberti. Otras levaduras y mohos, como Geotrichum y Mucor
spp. pueden también estar implicados en la maduración de algunos quesos. Preparaciones acuosas o en
polvo de esporas-micelio se añaden a la leche en el tanque de cuajar, a Ia superficie de las partículas
resultantes del corte de la cuajada o a los quesos moldeados (Molimard y Spinnler. 1966).
Formación de la cuajada. La producción de ácido influye en diversas características de la cuajada: entre
ellas. la actividad, desnaturalización y retención del agente coagulante, la fuerza de la cuajada y, por tanto,
el rendimiento sinéresis del gel, disolución del fosfato cálcico, propiedades reológicas y crecimiento de
bacterias no deseables en particular las patógenas. La coagulación de la fracción caseínica de la leche
consiste en la formación de un gel acuoso debido a una débil proteólisis o acidificación a un pH de
alrededor de 4,6 o >4,6 en combinación con un calentamiento. Durante este proceso la grasa queda
atrapada en el gel. Normalmente, se usa la coagulación enzimática mediante cuajo, coagulantes de plantas,
quimosina procedente del estómago de rumiantes jóvenes o sustitutos de cuajo. como pepsina (bovina o
porcina), proteinasas ácidas de origen fúngico o quimosina producida por microorganismos genéticamente
modificados. La cuajada permanece en reposo durante un tiempo variable que depende del tipo de queso;
22 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez.
puede ser desde un tiempo tan largo como 16 horas en el caso del queso Cottage, a menos de I hora para
los quesos duros y semiduros ó 5 minutos en el caso del queso Suizo.
Separación del suero. Tras el corte del gel en pequeñas piezas (1-2 cm3), se produce la sinéresis y él se
expulsa en una cuantía que depende de la composición de la leche, pH del suero, temperatura de cocción y
velocidad y tiempo de agitación. Este paso es importante para las características finales del producto, cuyos
parámetros puede modificar el fabricante (Walstra, 1993). Al calentar la cuajada, cuando las partículas de
la misma han alcanzado una firmeza suficiente y un nivel de acidez adecuado, entonces el queso se
moldea. La forma y la presión que se aplica depende de la variedad de queso que se pretende fabricar.
Los quesos frescos se producen mediante lavado, drenado, moldeado y envasado de la cuajada aún
caliente. Consecuentemente, aquellos defectos descritos para las leches fermentadas pueden aplicarse a
estos productos.
Salado. La última operación es el salado (antes o después del moldeado y prensado). La adición de cloruro
sódico tiene diversos efectos; entre ellos, controla el crecimiento y metabolismo microbianos; controla las
actividades enzimáticas e influye en la textura (Guinnee y Fox, 1993).
Maduración. Diversos quesos se consumen en estado fresco, constituyendo un parte importante del
consumo total (IDF, 1990), pero la mayoría de las variedades se someten a maduración. Durante esta fase
se pierde agua y producen complejas reacciones bioquímicas como resultado de la interacción del agente
coagulante, las enzimas naturales de la leche, las bacterias del cultivo iniciador y los microorganismos
secundarios y sus enzimas. Estos cambios bioquímicos favorecen el desarrollo de la textura, sabor y aroma
característicos (Fox, 1939; Fox et al. 1993).
Los tiempos de maduración varían dependiendo del tipo de queso. Generalmente, los más blandos con un
elevado contenido en humedad se someten a períodos cortos de maduración mientras que la maduración
de los duros. de sabor acusado, puede durar un año o más. Las temperaturas y humedades relativas
durante la maduración dependen, igualmente, del tipo de queso. Humedades relativas elevadas favorecen
el crecimiento de microorganismos implicados en la maduración superficial de los quesos mientras que se
requieren bajas humedades para la mayoría de los quesos duros en los que predomina la actividad
enzimática interna y no el crecimiento de microorganismos superficiales.
Algunos quesos se someten durante la fabricación a elevadas temperaturas, como es el caso del queso
Mozzarella. Este tratamiento térmico destruye las bacterias patógenas y muchas alterativas que puedan
estar presentes en la cuajada. La colocación de los quesos en salmueras con elevadas concentraciones de
NaCl inactiva a ciertas rías, selecciona algunas y, posiblemente, añade otras al queso. Ciertas sustancias
generadas en el metabolismo de los cultivos iniciadores, como ácido propiónico, contribuyen también a
inhibir a algunos microorganismos. Los quesos de vena azul tienen una textura interna abierta para
permitir la penetración del oxígeno necesario para el crecimiento de los mohos; la perforación del queso
con agujas metálicas de unos 3 mm de espesor espaciadas unos 20 mm al inicio o en un período cercano
del período de maduración ayuda a tal intercambio gaseoso.
Quesos fundidos y otros. Los quesos enfriados en el envase se hacen triturando y mezclando quesos
naturales. Como no se aplica calor, los quesos originales de donde proceden deben elaborarse a partir de
leche pasteurizada ó madurarse durante al menos 60 días a no menos de 1,7 0 C, relativas a la persistencia
23 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez.
de patógenos durante la maduración). Los quesos enfriados en el envase pueden contener ingredientes
lácteos específicos añadidos en forma líquida o en polvo, por ejemplo, crema, leche, suero o mazada y
también otros ingredientes no lácteos, como agentes acidificantes, sal. colorantes. aromatizantes y
conservantes inhibidores de mohos.
Los quesos fundidos se preparan triturando y mezclando uno o más tipos de quesos naturales
formando una masa plástica. La composición del producto debe reflejar la composición del queso utilizado
en su elaboración. El queso se limpia, tritura y muele o se desmenuza mecánicamente, después se mezcla
con sales (por ej., fosfatos), agentes emulsificantes y, dependiendo del tipo que se pretenda fabricar, se
añade crema, leche, leche desnatada, mazada o suero.
Los ingredientes se funden y la masa se somete a un tratamiento térmico de entre 85 y 95 0C o bajo
presión 110 0C o más durante varios minutos. El queso aún caliente, se dispensa semilíquido en envases
protegidos contra la humedad o se enfría sobre tambores antes del envasado como queso fundido pre
loncheado. Aunque la grasa ejerce un efecto protector contra la destrucción de microorganismos durante
el tratamiento térmico, se puede con. seguir un buen grado de destrucción por encima de los 115 0C. Las
enzimas implicadas en la maduración se desactivan. La estabilidad microbiológica de los quesos fundidos
durante la refrigeración o a temperatura ambiente depende del tratamiento térmico, de la adición de
ciertos agentes, como sal, nitrito, sorbato potásico, ácido láctico y fosfato y, también, de la de otros, como
el pH. método de llenado y tipo de envase.
Los quesos fundidos para untar contienen suficiente agua para que el producto pueda extenderse a
temperatura ambiente; pueden añadirse estabilizantes comestibles, como goma, gelatina y alginato junto
con azúcar, dextrosa y jarabe de almidón. Como en el caso de los quesos fundidos, los quesos utilizados en
su preparación deben contribuir al menos en un 51% del peso del producto.
Descomposición protéica
La maduración del queso, especialmente de quesos duros, se caracteriza en primer lugar, y principalmente,
por la descomposición de proteínas. La descomposición de las proteínas la llevan a cabo los sistemas
enzimáticos:
• del cuajo
• de los microorganismos
• de la plasmina, una enzima que degrada proteínas.
El único efecto del cuajo es la molécula de paracaseína en polipéptidos. Este primer ataque de del cuajo,
sin embargo, hace posible una descomposición más rápida de la caseína a través de la acción de enzimas
bacterianas que si ellas tuvieran que atacar la molécula de caseína directamente.
En quesos semiblandos como el Tilsiter y el Limburger, se dan dos procesos de maduración en paralelo, es
decir, el proceso de maduración normal del queso duro con el cuajo, y el proceso de maduración de la
corteza formada en la superficie.
Almacenamiento
24 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez.
Diferentes tipos de queso requieren distintas temperaturas y humedades relativas (RH) en los cuartos
donde se almacenan. Las condiciones ambientales tienen gran importancia para la tasa de madurado, la
pérdida de peso, la formación y el desarrollo de la flora de la superficie (en Tilsiter, Romadur y otros).
Tema 14: FORMACIÓN DE OJOS EN QUESOS
La formación de ojos en los quesos tiene su origen gracias a las bacterias propiónicas, que son las
responsables de producir gas, realizando una fermentación sobre el ácido láctico.
El proceso de formación de ojos se inicia cuando el queso es llevado a cámara de 20ºC, en este momento
se produce gas carbónico que se difunde en la masa realizándose microperforaciones, este fenómeno
sucede a partir de los 20 días desde el centro del queso donde el tenor de sal es menor. Todo el gas sale al
exterior del queso, no queda en su interior.
En quesos de tipo continental la formación de ojos es considerada una importante propiedad estética y
visual. A continuación, describiremos los procesos microbiológicos y físicos iniciales de la formación de
ojos:
Conversiones en la producción de gas
25 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez.
La presión gaseosa, que provoca el desarrollo de los ojos durante la fase de maduración, es el resultado de
conversiones microbiológicas del cultivo starter agregado y del aire disuelto en la leche del queso. Sin
embargo en este punto del proceso puede darse la formación adicional de gas, indetectada e indeseable,
causada por la microflora secundaria.
Cultivo Starter
Flora Secundaria
Aspectos Físicos para la Formación de Ojos
Tan pronto el CO2 es liberado por el proceso microbiológico, junto con el aire se absorberá en la fase
líquida del queso, principalmente en el centro y parcialmente en la zona circundante de la corteza.
Cuando se ha llegado al punto de saturación de humedad, el exceso de gas se difundirá hacia los núcleos
más grandes u provocará ojos pequeños, y en el peor de los casos, se difundirá hacia fuera del queso. Estos
núcleos y pequeños ojos pueden provocarse por la introducción de aire atmosférico entre los granos o
suero retenido en la cuajada provocando espacios vacíos y ojos llamados mecánicos.
26 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez.
Factores para la obtención de una satisfactoria formación de ojos
 Pocos agujeros muy Pequeños: Evite incorporar demasiado aire en la leche y entre los gránulos de
queso durante el prensado.
 La resistencia apropiada contra el crecimiento de los ojos: Una mayor o menor consistencia del
queso resultará en una mayor o menor resistencia física contra la extensión del ojo. La consistencia
depende de factores tales como:
a) contenido de humedad
b) contenido graso y cantidad de yodo
c)temperatura
d)descomposición de la caseína
 Presión adecuada en el queso: La formación de C02 debe producirse a un ritmo tal que la
saturación se produzca dando origen a un número adecuado de ojos que durante su desarrollo
absorba CO2
Regulación de la Formación de Ojos
Como fuera mencionado, el aire y el CO2 son los principales responsables de la presión de gas en el queso
de allí que una lenta y adecuada fermentación del citrato, da lugar a unos pocos y adecuados ojos de
formación regular por el CO2 que se forma desde la fermentación del citrato por medio del cultivo.
Fermentación del Citrato.
El ritmo de este proceso depende de varios factores:
 Cantidad de Lactococcus lactis subesp. Diacetylactis y Leuconostoc cremoris como así también la
proporción de estas cepas en el cultivo. Generalmente las cepas de Lactococcus lactis subesp.
Diacetylactis fermentan el citrato más rápidamente que las cepas de Leuconostoc cremoris.
Los cultivos LD consisten en cepas de Lactococcus acidificantes así también como cepas de
Lactococcus lactis subesp. Diacetylactis y Leuconostoc cremoris que fermentan los citratos.
Los cultivos LD son utilizados en aquellos quesos en los cuales se requiere una rápida
fermentación del citrato y una mayor cantidad de ojos, como en algunas variedades de quesos
como el Gouda, Danbo, etc.
Los cultivos L no contienen Lactococcus lactis subesp. Diacetylactis y se utilizan para quesos que
requieren más lenta fermentación y en los que se desean pocos ojos como por ejemplo el queso
Edam.
27 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez.
 La acidificación del cultivo afecta la rotura enzimática del citrato, que depende del pH. Una caída
más veloz del pH resulta en una fermentación más rápida del citrato y, por ende, en una más rápida
formación de CO2.
 El proceso enzimático depende de la temperatura de producción del queso.
A continuación, se detalla la influencia de algunos factores en el contenido residual de citrato, después de
24 horas, en base a la producción de queso Danbo 45+ standard:
-Contenido de Diacetylactis del cultivo starter (porcentaje de Leuconostoc sin alterar)
Aproximadamente 25% de Diacetylactis 1087 mg/kg de citrato
Aproximadamente 2, 5% de Diacetylactis 1664 mg/kg de citrato
-pH durante el enfriamiento (agua/ salmuera a 120 C)
pH 6, 04 1087 mg/kg de citrato pH 5, 94 933 mg/kg de
citrato pH 5, 85 797 mg/kg de citrato pH 5, 77 677 mg/kg
de citrato
- Cambio de la temperatura de enfriamiento
agua a 200C 767 mg/kg de citrato
agua a 180C 847 mg/kg de citrato
agua a 160C 927 mg/kg de citrato
agua a 140C 1007 mg/kg de citrato
agua a 120C 1087 mg/kg de citrato
agua a 100C 1167 mg/kg de citrato
En la práctica está demostrado que el contenido de citrato en el queso después de 24 horas tiene
relación directa con la calidad de la formación de ojos regulares en quesos. Los distintos resultados
pueden observarse en las tablas siguientes del Instituto de Investigación Láctea del Gobierno Danés,
Hlllerod y recomendaciones de NIZO:
Tabla 2. Nivel recomendado de citrato residuales queso Danbo de 24 hs. de maduración (Instituto de
Investigación Láctea del Gobierno Danés, Hillerod)
Tabla 3. Nivel recomendado de citrato residual en queso Gouda
28 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez.
DEFECTOS EN LA FORMACIÓN DE OJOS EN LOS QUESOS
Pocos ojos, compactos
El defecto puede ser causado por la falta de gas generada por las bacterias o el agregado de sal o salnitro
en exceso, que inhiben el desarrollo de estas bacterias. Además, el proceso tecnológico usado debe ser
tomado en cuenta. Cambios en las condiciones de desarrollo de la bacteria pueden resolver este problema
a través del uso de distintos cultivos (ejemplo: cultivos LD), más altas temperaturas de almacenamiento o
cambios en las condiciones de salado.
Muchos ojos
Este defecto suele deberse a la liberación de C02 en una etapa muy prematura en el proceso, cuando la
cuajada aún no se encuentra adecuadamente formada, pero con una consistencia que permite buenas
condiciones de difusión del gas. Esto puede ser causado por una muy rápida degradación del citrato, a
menudo causada por un desbalance en el cultivo debido a un alto contenido de Diacetylactis. Demasiada
acidez en el proceso de fabricación puede generar la formación de una película dura sobre los gránulos de
queso y así formar una estructura débil en el queso muy fresco por una excesiva humedad. El problema
puede solucionarse con almacenamiento a temperaturas más bajas.
Ojos pequeños
Puede deberse a un bajo contenido de la bacteria fermentadora del citrato, o a una muy baja
temperatura de almacenamiento. Un muy bajo contenido de C02 y otros factores que permiten una
adecuada presión en la cuajada también pueden causar este defecto.
Rajaduras y folias
Una acidificación muy fuerte puede causar la disolución del Ca++ y así resultar en una cuajada dura y
menos elástica que no resiste a la presión del C02. También pueden ser causadas por grandes fluctuaciones
de temperatura y corrientes de aire durante el almacenamiento o embarque, y también por el hinchado de
clostridios.
29 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez.
Tema 15: Evaluación Microbiológica de Proceso de Elaboración de Quesos
La alteración de las diferentes variedades de queso puede ser de origen bacteriano o fúngico, causada por
los microorganismos que sobreviven a las diferentes fases del procesado o a los que alcanzan al producto
por recontaminación. Las numerosas operaciones que se aplican a la leche coagulada y a la cuajada ofrece
diversas oportunidades para la llegada de contaminantes, especialmente psicrotrofos. Por ejemplo, el
lavado de la cuajada del queso «Cottage» con agua que no haya sido adecuadamente depurada añade
normalmente bacterias psicrotrofas Gram negativas que pueden ocasionar la alteración del producto,
algunas veces acompañada por defectos físicos visuales como limo amarillento o verdoso y olores
anómalos a fruta o pútridos (ICMSF, 1988). Los tipos de microorganismos alterantes y sus efectos
dependen de las características del queso, conduciendo a defectos organolépticos bien en la superficie o
en el interior.
En algunas variedades de queso el desarrollo de mohos es necesario para que se consigan las
propiedades organolépticas que caracterizan la variedad. Sin embargo. el crecimiento de muchas especies
de los géneros Penicillium, Mucor, Monilia, Aspergillus, Cladosporium, etc. en otras variedades ocasiona
cambios no deseables que afectan a la calidad de los productos. El desarrollo de mohos visibles en la
superficie de los quesos es, con frecuencia. el primer signo de la alteración. seguido de la aparición de
tonalidades y olores anómalos ocasionados por el moho. La alteración de quesos frescos por levaduras se
caracteriza por la formación de gas. olores anómalos v defectos visuales.
La alteración de origen bacteriano de los quesos puede subdividirse en «hinchamiento temprano» y
«hinchamiento tardío». El primero se observa en quesos frescos o después de pocos días de maduración.
Los causantes de este defecto pueden ser levaduras, pero más frecuentemente, son bacterias capaces de
fermentar la lactosa. como coliformes o Bacillus subtilis. El «hinchamiento tardío» se produce durante la
maduración y almacenamiento de quesos duros y puede observarse después de IO días en los quesos
Gouda o Edam y hasta los 5 meses en el Emmental. El «hinchamiento tardío» se debe a la formación de
ácido butírico que conduce a la formación de gas y olores anómalos. Los clostridios, principalmente
Clostridium tyrobutyricum y Clostridium butyricum. son los responsables (IDE 1990). Clostridium
tyrobutyricum es más frecuente en invierno y su presencia en la leche procede de alimento ensilado.
Clostridium butyricum se presenta más en verano. Una cantidad tan baja de esporas en la leche como de
10 por litro puede ocasionar el hinchamiento tardío.
Paradójicamente, en los quesos Suizo y Emmental se produce gas por las bacterias propiónicas para dar
lugar a los «ojos» que caracteriza la estructura de estos quesos. Se ha utilizado nisina, nitritos, lisozima
para paliar la formación de gas y evitar el hinchamiento causado por los clostridios en los quesos Suizo,
Edam y variedades fines. Los defectos del queso Suizo y otras variedades han sido discutidos extensamente
por Langsrud y Reinbold.
Los quesos enfriados en el envase no sufren ningún tipo de tratamiento térmico. Consecuentemente, los
microorganismos, principalmente mohos y levaduras, procedentes del material crudo pueden desempeñar
un papel destacado en la alteración (Marthi 1987); se utilizan frecuentemente conservantes, como sorbato
potásico ácido láctico que ayudan a estabilizar el preparado. El problema principal es el crecimiento,
acompañado de la formación de gas, de microorganismos relativamente resistentes a los sorbatos, como
lactobacilos procedentes el queso. Debido a la composición y a la distribución bajo estricta refrigeración,
30 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez.
los clostridios y otras bacterias vegetativas habitualmente no presentan problemas en estos productos. La
contaminación a través del aire mediante el equipo de envasado deficientemente desinfectado puede
ocasionar la llegada de microorganismos aIterantes, como mohos en los productos envasados en frío, los
cuales, si se les presenta una oportunidad aerobia. desarrollarán causando defectos, especialmente en
ausencia de agentes inhibidores o si los mohos presentes son resistentes a dichos agentes.
C. Patógenos
Diversos factores influyen en la presencia y supervivencia de patógenos en el queso: características del
patógeno, como su tolerancia al calor, ácido y sal, número inicialmente presente y su estado fisiológico
que influye en la capacidad de sobrevivir a las operaciones del proceso. Las etapas del proceso de
fabricación afectan también a la supervivencia de los patógenos. Entre los parámetros que adquieren
importancia cabe destacar la temperatura de almacenamiento y procesado, la producción de ácido por
los cultivos iniciadores, la adición de sal y otros inhibidores y el proceso de maduración (Bachmann y
Spahr, 1995).
Si se tiene presente la enorme cantidad de queso producida en el mundo, hay que concluir que este
producto tiene un admirable historial respecto a su seguridad microbiológica. Sin embargo, ha sido el
vehículo de ciertos brotes de enfermedades alimentarias algunos autores asignaron los microorganismos
patógenos a tres grupos de riesgos basándose en datos epidemiológicos, incidencia en leche y
características de los microorganismos individuales. Salmonella spp., Listeria monocytogenes y Escherichia
coli 0157:H7 se consideraron microorganismos de alto riesgo. Los de riesgo medio incluyeron a
estreptococos de los grupos A y C, Yersinia enterocolitica, Brucella abortus. Mycobacterium bovis,
Pseudomona aeruginosa, Coxiella burnetii y Aeromonas hydrophila. Estreptococos del grupo A estuvieron
implicados en un brote debido a queso hecho a mano a partir de leche cruda. La importancia comercial de
este microorganismo es baja. Staphylococcus aureus y Cl. botulinum se catalogaron como de bajo riesgo.
Aunque Staphylococcus aureus fue el agente causal de varios brotes en las décadas de 1950 y 1960, las
mejoras en las tecnologías de producción de queso han minimizado el riesgo. Aunque la mayoría de las
bacterias de las categorías de medio y bajo riesgo no han estado implicadas en brotes alimentarios, se
consideran problemáticas porque pueden crecer, o han sido aisladas, de leche.
Salmonella. Aunque en los análisis realizados en quesos fabricados comercialmente rara vez se han asilado
salmonelas. esta bacteria puede multiplicarse durante la fabricación del queso (Hargrove et al., 1969) y
puede sobrevivir en diversas variedades durante más de 60 días (Goepfert et al., 1968; White y Custer,
1976; D'Aoust et al. 1985). Diversos brotes de salmonelosis debidos al consumo de quesos contaminados
han sido atribuidos a una falta de control durante el proceso de elaboración del queso (Fontaine et al.
1980; D'Aoust et al., 1985) o a la da contaminada Wood et al. 1984; Sharpe, 1987; D'Aoust et al., 1989b
En 1976, siete lotes de queso Cheddar fabricados con leche pasteurizada estaban contaminados con S.
heidelberg: estuvieron implicados en un brote que afectó de 28.000 a 36.000 enfermos (Fontaine et al.,
31 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez.
1980). Otro brote asociado también con queso Cheddar contaminado con Staphylococcus muenster
ocurrió en Canadá en 1982 (Wood et al.. 1984). Dos años más tarde. se presentó otro brote de
salmonelosis en Canadá asociado a queso Cheddar, con 1.500 casos confirmados debido a S. typhimurium.
Estos dos brotes canadienses sustentaron a investigaciones anteriores en las que se informaba la
capacidad de Salmonella spp. de crecer y sobrevivir más de 60 días de almacenamiento bajo refrigeración
(Goepfert et al., 1968; Hargrove et al.. 1969; White y Custer, 1976).
Listeria monocytogenes. En 1985, el consumo de queso estilo mejicano contaminado fue el causante de un
brote de listeriosis en California (James et al. , 1985; Linnan et al., 1988). El equipo y el entorno de la
fábrica presentaban una gran contaminación con Listeria monocytogenes. Se alegó una inadecuada
pasteurización de la leche, pero no se confirmó (Johnson. 1990a,b,c). La mayor incidencia de Listeria
monocytogenes en quesos blandos y en los madurados por mohos que en quesos duros ha sido confirmada
en estudios posteriores en EE UU, Francia, Italia, Dinamarca, Chipre, España, Suiza y Alemania occidental
(Ryser y Marth, 1991). Los quesos madurados por mohos tienen altos niveles de humedad y un pH elevado
debido al metabolismo del lactato por los mohos y son extremadamente susceptibles a la contaminación
superficial durante el proceso de maduración. Se han publicado diversas revisiones bastante completas
sobre el significado de Listeria monocytogenes en la industria láctea (Gellin y Broome, 1989; Griffiths,
1989; Pearson y Marth, 1990; Ryser y Marth, 1991). Se ha observado crecimiento de Listeria
monocytogenes en los quesos Camembert, Brie, azules y Feta en las condiciones de las operaciones
utilizadas para su elaboración. Los incrementos en el número de listerias se asociaron con los aumentos del
pH del queso durante la maduración. Listeria monocytogenes se aisló de la salmuera utilizada en la
fabricación de quesos Brie y Feta y se ha detectado durante extensos períodos de almacenamiento en
quesos de las variedades Colby y Cheddar y en quesos envasados refrigerados.
Escherichia coli enteropatogénicos (EPEC). Estos microorganismos son los agentes causales de
gastroenteritis humana y de otros animales. La enfermedad alimentaria causada por Escherichia coli ha
sido revisada por Kornacki y Marth (1982). En general E. coli no crece bien durante el proceso de
elaboración del queso. El bajo pH y la sal son inhibidores, pero si el cultivo iniciador no tiene la actividad
adecuada, E. coli puede multiplicarse y sobrevivir durante el citado proceso. Se han descrito brotes de
gastroenteritis EPEC debidas al consumo de queso contaminado post-pasteurización, originándose los
problemas como consecuencia de una manipulación inadecuada durante su transporte y distribución
(MacDonaId et al., 1985).
Al contrario que otros tipos. Escherichia coli 0157:H7 es relativamente acidotolerante. Io que ha sido
confirmado durante el proceso de elaboración del queso por Reitsema y Henning (1996). Este patógeno
se aisló en recientes estudios (Knappstein et al.. 1996; Quinto y Capeda, 1997) y hace poco se ha
informado de un brote por el consumo de queso contaminado (Deschenes et al., 1996).
Staphylococcus aureus. Este microorganismo se encuentra frecuentemente en la leche a niveles bajos. La
leche de vaca procedente de animales con mastitis es una fuente muy importante de cepas
enterotoxigénicas de Staphylococcus aureus, pero se destruye en la pasteurización e incluso en la
32 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez.
subpasteurización de la leche y se inhibe por la fermentación láctica. Los pocos brotes debidos a
Staphylococcus aureus descritos desde 1965 se han atribuido al uso de cultivos iniciadores contaminados o
a una falta de control durante el proceso de elaboración del queso (Zehren y Zehren, 1968a.b.c). La
producción lenta de ácido por el cultivo iniciador podría permitir el crecimiento de estafilococos hasta unos
niveles suficientemente altos para la formación de una cantidad importante de enterotoxina. Elevadas
poblaciones de Staphylococcus aureus (>106 por gramo de queso o ml de suero) se han asociado con la
presencia de enterotoxina (Tatini et al., 1971a.b). Deben analizarse las poblaciones presentes de esta
bacteria y la presencia de enterotoxina en los tanques de queso en los que se ha desarrollado una escasa
acidez. Sin embargo, debido a que las poblaciones de Staphylococcus aureus declinan rápidamente durante
la maduración. el ensayo de termonucleasa (TNA) puede utilizarse para estimar el crecimiento
estafilocócico (Park et al.. 1978; Stadhoudcrs et al., 1978).
Clostridium botulinum. En la leche pueden existir esporas de este microorganismo y sobrevivir la
pasteurización, pero las condiciones que reinan en el queso previene la germinación y/o el crecimiento,
lo cual es necesario para la formación de toxina. Diversos agentes y factores previenen la germinación
de las esporas; entre ellos, la actividad de agua, la sal y los agentes antimicrobianos producidos por las
bacterias del cultivo iniciador. Una completa recopilación de brotes ligados al consumo de queso ha
sido publicada por Collins-Thompson y Wood (1993). En Argentina se declaró un brote por el consumo
de queso de untar comercial (Lagarde, 19974); las esporas llegaron con cebollas que se utilizaron como
ingrediente. Varios casos de botulismo ocurrieron entre 1973 y 1978 en Suiza y Francia por el consumo
de queso Brie madurado. El estudio epidemiológico mostró que la paja sobre la que los quesos se
colocaron durante su maduración fue probablemente el origen de la contaminación con las esporas. El
caso más reciente ocurrió en Italia donde queso Mascarpone almacenado a una temperatura
inadecuada fue el origen del brote.
La supervivencia, el crecimiento y la producción de toxina en quesos fundidos dependen de las condiciones
del, procesado y de ciertos parámetros, como pH, aw, y la presencia de conservantes. Varios estudios
recientes han investigado la interacción entre los diferentes parámetros.
Otras bacterias. Se han producido brotes esporádicos de enfermedades alimentarias asociadas al
consumo de queso contaminado con otros microorganismos patógenos. No es normal que se presenten
gastroenteritis producidas por Shigella spp. debidas al consumo de queso, pero la falta de una
manipulación cuidadosa de la leche por personas infectadas puede ocasionar la contaminación directa
del producto y del queso.
Un brote de shigelosis se describió en Escandinavia en 1982; las investigaciones mostraron que se
debió al consumo de queso Brie comprado en Francia que estaba contaminado con Shigella sonnei. Se
han aislado Brucella spp. de queso fabricado con leche cruda de vaca, oveja y cabra donde la brucelosis
todavía no ha sido erradicada. Quesos madurados en el hogar fabricados con leche contaminada han
sido los responsables de pequeños brotes de brucelosis (Johnson et al., 1990a,b,c).
33 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez.
Aminas. La presencia, el mecanismo de formación y el catabolismo de las aminas biológicamente activas
de los alimentos han sido revisados por Joosten ( 1988); Stratton et al.(1991) y Petridis y Steinhart (1996).
Su importancia en los alimentos ha sido discutida por Santos (1996). En los quesos se encuentran con
frecuencia tiramina e histamina pero apenas ofrecen peligro, excepto en personas deficientes en mono- y
diamino oxidasas. La deficiencia de estas enzimas puede ser de carácter genético o como resultado de la
terapia con inhibidores amino oxidasas. La tiramina e histamina son vasoactivas. Elevados niveles de
tiramina pueden ocasionar incrementos críticos de la presión sanguínea. La histamina es un fuerte
dilatador capilar y tiene efectos hipotensivos. Los síntomas de la intoxicación por histamina imitan a las
reacciones alérgicas de alimentos (rubor, pulso rápido, caída de la presión sanguínea y dolores de
cabeza).
La tiramina e histamina se forman durante la maduración del queso por descarboxilación enzimática
de los aminoácidos tirosina e histidina. Los agentes causantes son a menudo lactobacilos mesófilos y
miembros de la familia Enterobacteriaceae. Sin embargo, los precursores (tirosina e histidina) están
presentes en queso madurado sólo en cantidades suficientes para permitir una formación restringida de
las aminas. Elevados niveles pueden encontrase en determinados quesos fabricados con leche cruda y
madurados con mohos.
Micotoxinas. Existen dos mecanismos básicos de contaminación del queso por micotoxinas: (i) pueden
existir ya en la leche utilizada para la fabricación del queso y (ii) pueden formarse al crecer mohos
adventicios o mohos utilizados como cultivos iniciadores (Morris y Tatini, 1987). Los niveles de
micotoxinas de la leche pueden reducirse impidiendo el crecimiento de los mohos en el pienso del
ganado o tratando éste con amoníaco para desactivar las micotoxinas que puedan existir. El crecimiento
de mohos toxigénicos, como Aspergillus versicolor, puede controlarse mediante una limpieza y
desinfección adecuadas, especialmente en las cámaras de maduración. El tratamiento del queso con
natamicina inhibe cl crecimiento del moho superficial.
Se ha observado que algunos cultivos iniciadores que contienen mohos producen compuestos tóxicos.
Penicillium camemberti produce ácido ciclopiazónico y Penicillium roqueforti roquefortina, fumigaclavina
A y ácido micofenólico. Sin embargo, en el queso no necesariamente se forman estos compuestos. incluso
si existen en él mohos productores de toxinas. Rara vez se han aislado micotoxinas directamente del
queso y cuando esto se logró, el moho estaba tan sumamente crecido que no era probable que ese queso
se consumiera
D. Control
Con frecuencia se utilizan conservantes, como sorbato potásico y ácido láctico, para estabilizar el
producto. Debido a ello, el riesgo mayor es el crecimiento, acompañado de la formación de gas, de
lactobacilos relativamente resistentes al sorbato que originalmente estaban presentes en el queso.
Debido a la composición y distribución estricta bajo refrigeración, los clostridios y otras bacterias
vegetativas no causan normalmente problemas en estos productos. La contaminación a través del aire o
procedente del equipo de envasado inadecuadamente desinfectado puede contribuir con
34 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez.
microorganismos alterantes, como mohos en los productos envasados refrigerados, los cuales causan
defectos si se les presenta una oportunidad aerobia, especialmente en ausencia de inhibidores o cuando
existen mohos resistentes a los conservantes.
Como ya se ha indicado para todos los productos lácteos fermentados, el control de la calidad del queso
comienza con el uso de leche de gran calidad, Un tratamiento térmico adecuado reduce los riesgos
potenciales Cuando los quesos se fabrican con leche pasteurizada, todas las medidas preventivas normales
son adecuadas. Se confía en que todos los patógenos vegetativos presentes en leche cruda pierdan
viabilidad durante la maduración y almacenamiento de los quesos, aunque algunos patógenos pueden
sobrevivir a este período.
Como ya se ha indicado para todos los productos lácteos fermentados, el control de la calidad del
queso comienza con el uso de leche de gran calidad. Un tratamiento térmico adecuado reduce los riesgos
potenciales. Cuando los quesos se fabrican con leche pasteurizada, todas las medidas preventivas
normales son adecuadas. Se confía en que todos los patógenos vegetativos presentes en leche cruda
pierdan viabilidad durante la maduración y almacenamiento de los quesos, aunque algunos patógenos
pueden sobrevivir a este período. La pasteurización inactiva también microorganismos alterantes y
enzimas capaces de producir defectos en el sabor y aroma y en la textura. Cuando durante la
pasteurización se eliminan los microorganismos no deseables, es más fácil controlar el proceso de
elaboración del queso y obtener productos más uniformes, aunque pueda perderse algunos sabores y
aromas deseables.
La actividad del cultivo iniciador es un factor crítico. Al añadirse el cultivo iniciador la leche debe ser
adecuada para el desarrollo del cultivo y debe seguirse la producción de ácido mediante la determinación
de la acidez titulable o midiendo el descenso del pH. Un desarrollo inadecuado de la acidez por el cultivo
iniciador puede deberse a diversas causas: la presencia en la leche de residuos de antibióticos procedentes
de la terapia de las vacas afectadas por mastitis, niveles residuales bajos de agentes desinfectantes pueden
también ocasionar la inhibición del cultivo iniciador; el sistema lactoperoxidasa. niveles elevados de
oxígeno y la presencia de inmunoglobulinas en la leche pueden ocasionar también el fallo del cultivo
iniciador.
Una causa muy seria del desarrollo lento de ácido es la infección del cultivo iniciador por bacteriófagos.
con Lactococcus lactis subsp. Lactis y Lactococcus lactis subsp. cremoris particularmente susceptibles a la
infección. Es esencial saber la sensibilidad de cada cepa para implantar el sistema de manipulación de los
cultivos iniciadores. Las medidas de control han sido recogidas por Cogan y Hill (1993). Las cepas utilizadas
en cultivos iniciadores múltiples deben presentar modelos diferentes de sensibilidad a los fagos porque si
una cepa es atacada por los bacteriófagos, las otras cepas presentes continuarán produciendo ácido. Los
cultivos iniciadores no deben portar fagos lisogénicos, ya que su conversión a la forma lítica ocasionará una
reducción de la velocidad de producción de ácido. Debe utilizarse un programa definido de cultivos
iniciadores. para la limpieza de los equipos y programas de higienización deben utilizarse desinfectantes
basados en cloro o ácido paracético. Para prevenir la contaminación procedente del aire deben aislarse y
construirse especialmente las habitaciones donde se prepara el cultivo iniciador. Finalmente. deben
35 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez.
utilizarse medios inhibidores de fagos para la preparación del cultivo iniciador. Los fagos lácticos
sobreviven a los tratamientos de pasteurización mínimos (Zottola y Marth. 1966); por tanto, la leche
destinada a la preparación del cultivo iniciador debe calentarse a 82-880C durante al menos I hora para
asegurar la destrucción de fagos. Existen en el comercio cultivos iniciadores congelados o liofilizados.
Igualmente, se comercializan cultivos para añadir directamente a la cuba de cuajar.
La higienización estricta de la planta. incluyendo una adecuada limpieza y desinfección, minimizará
la contaminación post-pasteurización y post-fermentación durante las operaciones de eliminación del
suero. maduración. corte en piezas y envasado. El equipo y el agua que pueda contactar con el
producto deben estar exentos de microorganismos alterantes y patógenos. El agua de lavado debe
clorarse hasta 5-10 ppm y acidificarse a pH de 5,0 con ácido fosfórico de grado alimentario. Es muy
importante la higiene de las cámaras de maduración. Las capas de cera o plástico del queso. estanterías
de almacenamiento limpias y un control cuidadoso de la humedad ayudarán a minimizar la
contaminación. La pulverización con conservantes, como natamicina y sorbato, también ayudará a
reducir el crecimiento de moho en la superficie de los quesos.
En algunos países (por ej., EE UU) la legislación requiere que la leche se pasteurice cuando va
destinada a la elaboración de quesos blandos, a no ser que su maduración sea al menos de 60 días. Esta
exigencia se basa en consideraciones de seguridad microbiológica (Johnson et al.. 1990a.b.c). En otros
países. incluso en algunos altamente industrializados de Europa, es común la elaboración y consumo de
quesos blandos elaborados con leche cruda (no calentada a más de 400C) (EEC, 1992).
Desgraciadamente, cuando algunos quesos blandos se maduran durante 60 días se desarrollan unas
propiedades organolépticas no deseadas y pierden mucho valor en el mercado. Se ha recomendado la
termización (63-65 0C durante 15-20 segundos) junto a una maduración de 60 días (Johnson et al.,
1990a,b.c) pero los quesos siguen teniendo los problemas de calidad similares a los madurados con leche
cruda. En resumen, la producción de queso a partir de leche cruda continúa en muchas partes del mundo
y. en algunos casos, su consumo se efectúa antes de 60 días de maduración.
La elaboración de queso con leche cruda y con una maduración inferior a 60 días requiere el control de
patógenos y otros microorganismos no deseables en el animal, durante el ordeño y en la leche durante su
almacenamiento y transporte desde la granja a la quesería. Ningún tratamiento de control se aplica con
excepción de los efectos de las bacterias lácticas y de los cultivos fúngicos. La producción de ácido hasta
un pH de 5,0 o algo más bajo inhibe limita el crecimiento de patógenos (Mossel, 19S3).
Desgraciadamente. muchos quesos blandos no llegan a desarrollar tal grado de acidez y durante la
maduración el pH vuelve a subir.
Determinación del NMP de coliformes totales (CT) y coliformes fecales (CF)
En la Tabla 1, se presentan los resultados del NMP en la leche cruda, leche pasteurizada, cuajada y queso
madurado. Los valores promedios del log NMP/ml en la leche cruda son elevados, debido posiblemente a
36 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez.
las malas prácticas de manipulación en el ordeño del ganado vacuno en las fincas proveedoras de leche a la
planta y/o a una refrigeración inadecuada inmediatamente después que se ha obtenido la misma. Los
valores promedios del log NMP/ml, en el queso madurado evidencian una disminución significativa con
respecto a los valores respectivos presentes en la cuajada, lo cual puede explicarse por la acción inhibitoria
de la sal en el crecimiento de diversos microorganismos, la temperatura de refrigeración de conservación
del queso y al control que ejerce el cultivo láctico sobre los microorganismos indeseables. Este efecto es
atribuido a la disminución del pH, la producción de metabolitos que limitan el desarrollo de bacterias no
deseables y a la competencia por el mismo sustrato durante la maduración. La maduración del queso es
importante para su inocuidad y desarrollo de las características organolépticas típicas
La contaminación de la cuajada refleja deficientes prácticas en la higiene del personal y desinfección de los
equipos, tal como se puede observar en los recuentos de CF en los manipuladores (Tabla 2) y CT en los
equipos (Tabla 3). Los equipos involucrados en la preparación de alimentos, deben estar libres de bacterias
coliformes, pero los valores obtenidos superan ampliamente este criterio establecido para los equipos
antes y después de ser higienizados (Tabla 3), corroborando las fallas en la desinfección. En la cuajada estos
índices de contaminación, directa o indirectamente de origen fecal, constituyen un peligro potencial de
contaminación con patógenos entéricos.
TABLA 1
NMP de coliformes totales (CT) y coliformes fecales (CF) en leche cruda,
leche pasteurizada, cuajada y queso en el proceso de elaboración del queso tipo Gouda
Leche cruda Leche pasteurizada Cuajada Queso madurado
Muestreos (NMP/ml) (NMP/ml) (NMP/g) (NMP/g)
CT CF CT CF CT CF CT CF
1 4,6x104 2,4x103 <3 <3 >2,4x103 460 9 4
2 1,1x104 1,1x103 <3 <3 >2,4x103 460 14 9
3 2,4x104 2,4x103 <3 <3 >2,4x103 460 20 9
4 2,4x105 2,4x103 23 <3 1,1x103 1,1x103 460 39
5 2,4x105 2,4x103 <3 <3 2400 1,1x103 460 43
Log X* 4,969a 3,312a 0,654b 0,477b 3,312c 2,814c 1,745d 1,147d
DE 0,443 0,152 0,396 0 0,152 0,207 0,847 0,449
Log X es el logaritmo del valor promedio de NMP, DE es la desviación estándar
*En la comparación por pares de log X de leche pasteurizada con leche cruda, cuajada con leche pasteurizada y queso con
cuajada, letras diferentes en la fila indican diferencias significativas (P£0,05) con respecto al valor de NMP de CT y CF de la
37 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez.
etapa anterior. No se realizan comparaciones entre los valores de NMP de CT y CF dentro de una misma etapa.
TABLA 2
Recuentos de coliformes fecales en las manos
de los manipuladores en el área de producción
Muestreos (ufc/mano)
Manipuladores 1 2 3 4 5 Promedio
1 2,2x102 7,4x102 2,6x10 1,0x102 4,8x10 2,3x102
2 2,0x10 3,3x10 - 1,9x10 5,7x10 3,2x10
3 - - 1,8x10 5,6x10 2,5x10 3,3x10
4 - - 2,4x102 1,2x102 3,9x102 1,3x102
5 3,0x103 3,8x102 6,4x104 4,1x102 9,1x102 1,1x103
6 4,6x102
6,8x10 4,5x102
5,2x10 7,2x102
3,5x102
7 2,0x102
1,7x103
2,3x103
9,2x10 2,8x10 8,6x102
8 3,5x10 8,4x102
2,9x102
3,9x10 1,7x10 2,4x102
9 4,3x102 9,6x10 1,5x10 1,8x102 1,5x10 1,5x102
10 5,6x10 - 3,0x10 - 7,0x10 5,2x10
TABLA 3
Recuentos de coliformes totales en la superficie de los equipos
Coliformes totales (ufc/100 cm²)
Muestreos
Antes de
higienizar
Después de
higienizar
1 9,3x103
4,2x102
2 1,1x104 1,9x102
3 9,2x103 1,5x102
4 1,1x103 2,5x102
5 7,7x102 6,3x10
38 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez.
Log X 3,572 2,255*
DE 0,576 0,304
Log X es el logaritmo del valor promedio de ufc/100 cm²
DE es la desviación estándar
* indica que hay diferencia significativa (P=0,05) con respecto a la etapa anterior
Recuentos de aerobios mesófilos en leche cruda y pasteurizada
Al comparar el logaritmo del valor promedio del recuento de bacterias aerobias mesófilas (Tabla 4) hallado en la
leche cruda El log del recuento promedio de estas bacterias para la leche pasteurizada confirmó que el proceso
térmico fue eficiente para disminuir significativamente la carga microbiana inicial de la leche cruda (Tabla 4).
TABLA 4
Recuentos de aerobios mesófilos en la leche cruda y pasteurizada
Muestreos
Leche cruda
(ufc/ml)
Leche pasteurizada
(ufc/ml)
1 1,1x106
5,1x102
2 1,5x105 < 10
3 1,1x106 4,2x102
4 1,1x105 1,5x102
5 3,3x105 9x10
Log X 5,564 2,092
DE 0,469 0,686
Log X es el logaritmo del valor promedio de ufc/ml
DE es la desviación estándar
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  • 1. ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE INDUSTRIAS ALIMENTARIAS AUTOR: MG. MARIEL ALVAREZ RODRIGUEZ GUIA TEORICA DE MICROBIOLOGIA DE LOS ALIMENTOS 2022 UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN
  • 2. 1 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez. TERCERA UNIDAD Capítulo V: MICROBIOLOGIA DE LA LECHE En general se puede resumir la importancia del estudio microbiológico de la leche basado en esos tres aspectos:  Los microorganismos producen cambios deseables en las características físico químicas de la leche durante la elaboración de diversos productos lácteos.  Los productos lácteos y la leche pueden contaminarse con microorganismos patógenos o sus toxinas y provocar enfermedad en el consumidor.  Los microorganismos pueden causar alteraciones de la leche y productos lácteos haciéndolos inadecuados para el consumo. En la leche cruda pueden encontrarse microorganismos de los diferentes grupos: bacterias, hongos (mohos y levaduras) y virus, los cuales serán descritos brevemente a continuación, de acuerdo a su importancia en la industria láctea. 1.1.- Contaminación de la Leche. Los diferentes microorganismos alcanzan la leche por dos vías principales: la vía mamaria y el medio externo. A. Mamaria: los microorganismos que pueden alcanzar la ubre, igualmente pueden llegar a contaminar la leche antes o después del ordeño. Estos microorganismos pueden alcanzar la leche por vía mamaria ascendente o mamaria descendente. Por vía ascendente lo hacen bacterias que se adhieren a la piel de la ubre y posterior al ordeño entran a través del esfínter del pezón (Staphilococcus aureus, Streptococcus, Coliformes). La vía descendente o hematógena la utilizan los microorganismos que pueden causar enfermedad sistémica o tienen la propiedad de movilizarse por la sangre y a través de los capilares mamarios llegar a infectar la ubre (Salmonellas, Brucellas, Mycobacterium tuberculosos). B. Medio externo: la contaminación de la leche puede ocurrir una vez que esta ha sido extraída de la glándula mamaria. Los utensilios, tanques de almacenamientos, transportes e incluso el personal que manipula la leche, son fuentes de contaminación de microorganismos que utilizan esta vía, que en algunos casos son las más abundantes, causantes de grandes pérdidas en la calidad del producto. Tema 10: FUENTES DE CONTAMINACIÓN DE LA LECHE CRUDA. Las Principales fuentes de contaminación de la leche cruda son: A. El animal: teóricamente la leche al salir del pezón debería ser estéril, pero siempre contiene de 100 a 10.000 bacterias/ml, una baja carga microbiana que puede no llegar a multiplicarse si la leche es manipulada adecuadamente. Los microorganismos pueden entrar por vía mamaria ascendente a través del esfínter del
  • 3. 2 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez. pezón, es por ello que cualquier lesión que afecte la integridad del mismo, facilitara un aumento en la contaminación. La leche puede también contaminarse al salir por medio de pelos o sucio que se desprenden de los animales. La ubre está en contacto con el suelo, heno, y cualquier superficie donde las vacas se echen, de allí que los pezones sean considerados como una fuente importante de esporas bacterianas. En animales enfermos, (vacas con mastitis) aumenta el número de microorganismos en leche. Origen de los Microorganismos de la Leche Origen Número de bacterias/ml Salida del pezón 500-1000 Equipo de ordeño 1000-10000 Tanque de refrigeración 5000-20000 Fuente: Amiot,J.1991. Una vaca padeciendo de mastitis clínica puede producir una leche con 107 bacterias/mL y si es subclínica de 105 a 106 bacterias/mL. Str. agalactiae, Str. dysgalactiae y Str. uberis son bacterias comúnmente asociadas a cuadros de mastitis. Igualmente, aunque poco frecuente, pueden causar mastitis Escherichia coli, Pseudomona aeruginosa, Clostridium, Bacillus, Pasteurella, Proteus, Serratia. Uno de los microorganismos más frecuentemente causante de mastitis es el Staphylococcus aureus, el cual además es resistente al tratamiento antibiótico común y es capaz de producir una enterotoxina, que por su termo-resistencia no es destruida en la pasteurización, pudiendo llegar a causar enfermedad en el consumidor. Cantidad de Flora en Leche Recién Ordeñada Contaminación de la leche Frecuencia (%) ˂100 41 100-1000 35 1000-10000 23 ˃10000 1 Fuente: Amiot,J.1991. B. Aire: el aire representa uno de los medios más hostiles para la supervivencia de los microorganismos debido a la constante exposición al oxígeno, cambios de temperatura y humedad relativa, radiación solar, etc. Es por ello que solo aquellos microorganismos resistentes podrán ser capaz de permanecer en el aire y llegar a contaminar los alimentos. Los microorganismos Gram negativos mueren rápidamente mientras que los Gram positivos y aquellos esporulados pueden persistir por largo tiempo. En el aire se pueden encontrar Micrococcus, Streptomyces y esporas de mohos como Penicillium y Aspergillus. Las levaduras raramente se encuentran en suspensiones aéreas. C. Agua: el agua utilizada para la limpieza de los equipos y utensilios de ordeño, la higiene del animal y del personal, debe ser lo más limpia posible. El agua puede ser una fuente importante de microorganismos psicróffilos (Pseudomonas) y por contaminación de esta, de bacterias coliformes.
  • 4. 3 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez. D. Suelo: el suelo es la principal fuente de microorganismos termodúricos y termófilos. La leche nunca entra en contacto con el suelo, pero si los animales, utensilios y personal, de manera que es a través de ellos que los microorganismos telúricos (Clostridium) pueden alcanzar a contaminar la leche. E. El ordeñador: el ordeñador puede llegar a jugar un papel importante en la contaminación de la leche, sobre todo cuando el ordeño es manual. En nuestro medio es frecuente observar como el personal encargado del ordeño no se lava las manos y peor aún se las humedece en la misma leche para lograr lubricación que facilite el ordeño. Se ha señalado al ordeñador como responsable de la contaminación de la leche con microorganismos patógenos (S. Aureus, Leptospiras, E. coli, M. tubercolosis, Streptococcus, etc.). Las heridas infectadas en manos y brazos pueden ser fuentes de algunos de estos microorganismos. F. Estiércol: el estiércol es la fuente principal de microorganismos coliformes. Estos pueden alcanzar la leche a través del animal o del ordeñador, así como también por medio de los utensilios mal higienizados. G. Utensilios y Transporte: el contacto de la leche con el material de ordeño y su permanencia en los tanques y transporte puede multiplicar por un factor de 2 a 50 la flora microbiana presente. De allí que la higiene adecuada de estos, por medio de agentes desinfectantes, afecta significativamente la calidad sanitaria de la leche. La flora microbiana proveniente de esta fuente puede ser diversa, pero la más frecuente es flora termorresistente, razón más que suficiente para exigir al máximo la higiene. Principales grupos de microorganismos que se encuentran en la leche La leche es un excelente medio de cultivo para numerosos microorganismos por su elevado contenido en agua, su pH casi neutro y su riqueza en alimentos microbianos. Posee una gran cantidad de alimentos energéticos en forma de azúcares (lactosa), grasa y citrato, y compuestos nitrogenados. Los alimentos nitrogenados se hallan en numerosas formas: proteínas, aminoácidos, amoníaco, urea, etc. Por poseer azúcares fermentescibles, en condiciones ordinarias lo que más frecuentemente ocurre es una fermentación ácida a cargo de las bacterias; si no existen gérmenes formadores de ácido o si las condiciones son desfavorables para su actividad, pueden sufrir otros tipos de alteración. Las principales alteraciones son las siguientes: Agriado o Formación De Ácido: Cuando la leche se agria suele considerarse alterada. La formación de ácido se manifiesta inicialmente por el olor agrio y la coagulación de la leche, que produce una cuajada de consistencia gelatinosa o más débil, que libera un suero claro. La fermentación ácido láctica tiene lugar en general cuando se abandona la leche cruda durante algún tiempo a temperatura ambiente. Los gérmenes lácticos causantes de esta fermentación pueden ser homofermentativos que producen casi exclusivamente ácido láctico y cantidades mínimas de otras sustancias, o heterofermentativos, que producen además de ácido láctico, cantidades apreciables de productos volátiles. El agriado de la leche cruda a temperaturas entre 10 y 37 ºC es generalmente causado por el streptococcus lactis, ayudado quizá por coliformes, micrococos, lactobacilos y enterococos.
  • 5. 4 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez. Las bacterias termófilas crecen a temperaturas superiores a éstas, y se destacan: bacillus calidolactis, y lactobacillus thermophilus. A temperaturas próximas a 0 ºC, apenas si hay producción de ácido, pero la leche puede sufrir procesos proteolíticos (escisión de las cadenas proteicas). Los gérmenes lácticos no son los únicos capaces de provocar la fermentación ácida de la leche; pueden producirla muchos otros, especialmente si las condiciones no son favorables a las bacterias ácido lácticas. Entre los gérmenes capaces de acidificar la leche, fundamentalmente por producir ácido láctico, se encuentran diversas especies de los géneros micrococcus, microbacterium y bacillus, pero en general ordinariamente son incapaces de competir con los gérmenes lácticos. Diversas especies del género clostridium producen ácido butírico en condiciones que impiden o inhiben la formación normal de ácido láctico. La leche, sometida a un tratamiento térmico capaz de destruir todas las formas bacterianas, pero no los esporos de clostridium, puede sufrir la fermentación acidobutírica con formación de hidrógeno y dióxido de carbono. Producción De Gas: La producción de gas por las bacterias va siempre acompañada de la formación de ácido. Las especies formadoras de gases más importantes son las del género clostridium, las bacterias coliformes, los aerobacilos (especies del género bacillus formadoras de gas) que liberan tanto hidrógeno como dióxido de carbono y las levaduras y gérmenes propiónicos y lácticos heterofermentativos que producen sólo dióxido de carbono. La probabilidad de que se produzca gas o no y el tipo de microorganismos que lo originan depende del tratamiento a que previamente se haya sometido la leche y de la temperatura a la que se mantenga. En la leche cruda, a temperaturas comprendidas entre la de la sangre y la del hielo, los gérmenes productores de gas con más probabilidad de multiplicarse son los coliformes porque pueden competir bien con otros formadores de ácido. El agriado de la leche o la crema por las bacterias favorece el subsiguiente desarrollo de las levaduras que se multiplican y actúan mejor en un medio ácido. A la temperatura que se mantienen la leche y la crema en la nevera es difícil que se desarrollen los clostridium y bacillus formadores de gas, que no son capaces de competir ventajosamente con los acidiformes a temperaturas elevadas, pero pueden actuar si éstos no existen o si su actividad no es muy grande. Proteólisis: La hidrólisis de las proteínas lácticas por acción microbiana se acompaña en general de la producción de un sabor amargo producido por algunos polipéptidos. Las alteraciones producidas por los microorganismos proteolíticos son:  proteólisis ácida en la que tienen lugar simultáneamente la proteólisis y la producción de ácido,  proteólisis con acidez mínima e incluso con alcalinidad,  leche “cortada“ producida por enzimas bacterianas del tipo de la renina en una etapa inicial de la proteólisis, y  proteólisis lenta por endoenzimas liberadas por bacterias después de su autólisis. La proteólisis ácida puede estar producida por diversas especies del género micrococcus, algunos de los cuales se hallan en la ubre de la vaca. Uno de los estreptococos intestinales, el S. faecalis es un organismo ácido láctico muy proteolítico. Como los demás enterococos es termodúrico y capaz por tanto de producir proteólisis en la leche pasteurizada. Los esporos de las cepas proteolíticas de algunas especies de bacillus fermentadores de la lactosa, como el B. cereus, sobreviven a la pasteurización, e incluso a tratamientos térmicos más drásticos, produciendo luego proteólisis ácida.
  • 6. 5 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez. Entre las especies de los géneros micrococcus, pseudomonas, proteus, achromobacter, flavobacterium y serratia hay gérmenes muy proteolíticos Obsérvese que estas especies desarrollan a temperaturas bajas por lo que son capaces de producir proteólisis y amargor aún en leche refrigerada. La proteólisis lenta carece de importancia en la leche en circunstancias normales, pero la posee cundo las bacterias disponen de una cantidad considerable de tiempo. Tema 11: VÍAS DE ENTRADA DE MICRO ORGANISMOS EN LA LECHE Interior de la ubre La leche se retiene en el interior de la ubre merced a fuerzas capilares de la red de conductos galactóforos y el músculo esfínter en el extremo inferior del canal del pezón. Durante el ordeño, fenómenos hormonales junto a la presión que se aplica sobre el pezón fuerza a la leche a pasar a través del orificio del mismo, el cual puede ser una puerta de entrada de microorganismos al interior del pezón. La microbiota habitual de la ubre incluye: estreptococos. estafilococos y micrococos (normalmente >50%), seguidos de Corynebacterium spp., Escherichia coli y otros. Algunos cuartos de la ubre pueden producir leche exenta de bacterias, lo que puede deberse a inherentes efectos antimicrobianos, por ejemplo, de queratina en los conductos (Senft et al. 1990). La recontaminación puede. sin embargo, presentarse debido a una insuficiente limpieza y desinfección del exterior de la ubre o debido a la penetración de microorganismos a través de los conductos. El número de bacterias en leche obtenida asépticamente de animales sanos varía ampliamente, desde unos cientos a unos miles por mililitro. Raramente se encuentran otros microorganismos distintos de las bacterias. Situaciones anormales debidas a infecciones, enfermedades o hábitos de ordeño deficientes pueden afectar a la microbiota de la leche recién ordeñada. Las vacas con mastitis, una enfermedad inflamatoria del tejido mamario. pueden ocasionar la llegada de un elevado número de microorganismos y células somáticas a la leche. Se han publicado diversas discusiones al respecto (Tolle, 1980: O' Shea, 1987; Watts, 19SS; Harmon, 1995). Staphylococcus aureus. Streptococcus agalactiae. Strep. dysgalactiae y Strep. uberis, E. coli y Actinomyces pyogenes son los microorganismos más frecuentemente implicados en las mastitis, aunque también se han caracterizado otros, como Listeria monocytogenes, Staph. Epidermidis, coliformes, Pseudomonas aeruginosa y Corynebacteritun bovis. El número de microorganismos que llega a la leche varía con el estado de la mastitis. Los microorganismos pueden observarse directamente al microscopio en preparaciones teñidas de leche mastítica, pudiéndose advertir con frecuencia bacterias atrapadas por leucocitos polimorfonucleares (PMN) y macrófagos. En la leche normal se encuentran pocos PMN pero muy pronto, tras la infección, su número aumenta acusadamente, excediendo a menudo a varios millones por mililitro. El recuento de células somática de la leche, que normalmente incluye células de la glándula mamaria y PMN (Ullmann et al. 1978), se utiliza habitualmente como prueba para detectar leche anormal y, en algunos países, como un medio de fijar el precio de la leche a los granjeros. La leche puede contener otros agentes patógenos procedentes de animales enfermos; por ejemplo, Mycobacteritun bovis, Brucella abortus, Br. melitensis, Br. suis, L monocytogenes, salmonelas, o Coxiella burnetii (Tollc, 1980), Entre los virus que pueden encontrarse en la leche. el de la glosopeda adquiere una
  • 7. 6 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez. importancia especial dado que puede difundirse ampliamente a menos que se tomen adecuadas precauciones (Watts, 1988; Schagemann. 1994). Aunque puede haber mastitis debidas a salmonelas, la principal causa dc su presencia en la leche es la contaminación con material fecal procedente de un animal infectado o de animales portadores que diseminan la bacteria. Otros microorganismos patógenos que pueden encontrarse en la leche proceden más bien de contaminaciones fecales que en excreciones a través de la glándula mamaria. Entre estos se encuentran Campylobacter spp.. Yersinia enterocolitica y E. coli. Este tipo de contaminación a bajos niveles es difícil eliminar incluso bajo condiciones de ordeño higiénico. Superficies externas de los animales Los materiales que normalmente se encuentran en el entorno del animal (suelo, yacija, restos de alimentos, estiércol) pasan, en mayor o menor extensión, a la superficie de la ubre, pezones y piel de la vaca. Numerosos microorganismos de diversos tipos acompañan a este tipo de material. Miembros del género Bacillus procedentes el suelo, clostridios del alimento ensilado, enterobacterias del estiércol así como otros microorganismos alcanzan fácilmente la leche. La contribución de microorganismos de estas fuentes al recuento de la leche recién ordeñada aria desde menos 100 a varios miles por mililitro, dependiendo de las precauciones que se tomen en la limpieza y desinfección de dichas superficies antes del ordeño. Equipo de lechería El equipo de lechería incluye piezas de las máquinas ordeñadoras, como las pezoneras, conductos para la leche y mangueras de aire, depósitos, filtros, cántaras, cambiadores de calor, tanques refrigerantes para la leche a granel, tuberías para el transporte, tanques de los vehículos y otros equipos y accesorios. Es bien conocido que todo este equipo contribuye poderosamente a la tasa total de microorganismos de la leche cruda (Druce y Thomas, 1972; Thomas y Thomas, 1977; Palmer, 1980; McKinnon et al. 1988). Los residuos lácteos que quedan en las superficies del equipo después de una limpieza deficiente proporciona abundantes nutrientes para el crecimiento de muchos tipos de microorganismos. La temperatura ambiente a la que dicho material se almacena es favorable para el crecimiento de los mismos. Además, las superficies permanecen a menudo húmedas durante largos períodos permitiendo el crecimiento de microorganismos hasta valores elevados y la formación de biofilms. Cuando el equipo se vuelve a utilizar, los microorganismos contaminan la leche. El tipo y número de microorganismos introducidos de esta forma depende acusadamente del grado de limpieza y desinfección (Mackenzie, 1973). Una negligencia ocasional da lugar a una rápida multiplicación de los microorganismos de crecimiento más veloz como los lactococos, coliformes y otros microorganismos Gram negativos: entre estos últimos, miembros de los géneros Pseudomonas, Alcaligenes, Flavobacteriunt y Chromobacterium. Estos microorganismos son termolábiles y también se destruyen fácilmente por los desinfectantes clorados. Por tanto, una limpieza adecuada los elimina eficazmente de las superficies. En el equipo que se limpia deficientemente se forman costras de leche. un material muy mineralizado en las superficies. Las aguas muy duras o el uso de agentes de limpieza muy alcalinos favorecen la formación
  • 8. 7 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez. de costras lácteas que protegen a los microorganismos de la acción deletérea de los detergentes y desinfectantes. Deben utilizarse periódicamente agentes de limpiezas ácidos para reducir o eliminar las costras lácteas. Ciertos microorganismos. como los micrococos. enterococos, formadores de esporas y algunos lactobacilos quedan atrapados en esta matriz e incluso se multiplican en la misma. Muchos de estos microorganismos son termodúricos o termorresistentes pudiendo, más tarde, causar la alteración de los productos pasteurizados (Thomas y Thomas. 1977; Meers et al., 1991). Fuentes diversas El aire del entorno de la sala de ordeño no contribuye de forma importante al contenido microbiano total de la leche, al menos que exista una extremada cuantía de polvo en cuyo caso la contribución puede aumentar sustancialmente. Más importante que el número es el tipo de bacterias que llega a la leche procedente del aire. Los microorganismos que habitualmente se encuentran en el aire son micrococos y esporas de Bacillus y Ctostridium spp. (Palmer. 1980) que pueden sobrevivir a los tratamientos térmicos, ocasionando sabores anómalos y defectos físicos en productos procesados. Los ventiladores. las corrientes, el polvo y las labores de los operarios contribuyen a la contaminación a través del aire (Cousin. 1982). Las aguas de suministro de la granja contienen, con frecuencia coliformes y microorganismos psicrotrofos (Palmer. 1980; Cousin, 1982) y cuando se utiliza para enjuagar el equipo de lechería y el lavado dc las vacas puede ser una fuente de contaminación de la leche. El personal que manipula la leche y el equipo puede aportar diversos tipos de microorganismos, incluyendo patógenos. Los micrococos y estafilococos de la piel y de las fosas nasales pueden pasar a la leche sobre todo durante el ordeño. ANTIMICROBIANOS NATURALES EN LA LECHE La leche contiene factores antimicrobianos inherentes que pueden inhibir o minimizar el desarrollo de microorganismos durante el transporte y el almacenamiento bajo ciertas condiciones (Ekstrand, 1989; IDE 1986, 19912). • La lisozima es una enzima que rompe enlaces del peptidoglicano, un componente principal de la pared celular bacteriana. La susceptibilidad a la lisozima varía entre las diferentes bacterias; las bacterias Gram positivas tienden a ser sensibles debido a que el peptidoglicano comprende casi el 90% de la pared celular. Las endosporas bacterianas son muy resistentes aunque la lisozima puede impedir que algunas germinen (por ej., las cepas no proteolíticas de Clostridium botulinum y algunas cepas de Cl. perfringens). Las bacterias Gram negativas son más resistentes que las Gram positivas debido al bajo nivel de peptidoglicano que contienen en su pared y el lipopolisacárido de la capa más externa que ejerce un efecto protector. • La lactoferrina es una proteína láctea que fija hierro; su capacidad de quelar el hierro priva a las bacterias de este mineral que es necesario para su crecimiento. • Las proteínas lácteas que fijan vitamina B12 y ácido fólico puede inhibir algunos microorganismos. • La lactoperoxidasa se encuentra también en la leche. Esta enzima por sí misma no tiene efecto antibacteriano, pero en su presencia, el 1-1202 oxida al tiocianato de la leche formando sustancias
  • 9. 8 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez. (principalmente hipotiocianito) transitorias muy reactivas que tienen un gran poder antibacteriano. Estas sustancias, a su vez. oxidan grupos sulfhidrilos esenciales de las proteínas de las membranas microbianas dando lugar a una alteración de las funciones del sistema celular y, finalmente, a la inhibición del crecimiento o muerte de diferentes tipos de bacterias (Wolfson y Surnner, 1993: Haddadin et al.. 1996). Sin embargo, no afecta a las levaduras. mohos y esporas bacterianas. Las inmunoglobulinas maternas pueden estar presentes en la leche e inactivar mediante aglutinación a microorganismos o sus toxinas. Capítulo VI: LECHES FERMENTADAS Las leches fermentadas pueden dividirse, dependiendo del metabolismo de la microbiota, en tres grupos: 1. Fermentaciones de bacterias lácticas, de acuerdo con las características de la microbiota láctica, en fermentaciones mesófilas y termófilas. (Leche ácida, Yogurt) 2. Fermentaciones de bacterias lácticas y levaduras ( Kefir, Kumys) 3. Fermentaciones de bacterias lácticas y mohos (Villi) 4. Las Bacterias ácido lácticas y su uso en la alimentación 5. 6. Las bacterias ácido lácticas se han utilizado para fermentar cultivos de alimentos durante al menos 4 milenios. Su uso más corriente se ha aplicado en todo el mundo a los productos lácteos fermentados, como el yogurt el queso, la mantequilla, la crema de leche, el kéfir y el kumis. 7. Las bacterias ácido lácticas constituyen un vasto conjunto de microorganismos benignos, dotados de propiedades similares, que fabrican ácido láctico como producto final del proceso de fermentación. Se encuentran en grandes cantidades en la naturaleza, así como en nuestro aparato digestivo. Aunque se las conoce sobre todo por su labor de fermentación de productos lácteos, se emplean asimismo para encurtir vegetales en horneado, en la panificación del vino, y para curar pescado, carne y embutidos. 8. Aunque sin entender la base científica que explicase su acción, numerosos pueblos utilizaban estas bacterias hace ya miles de años para la elaboración de alimentos modificados, que podían conservarse mucho más tiempo, y estaban dotados de texturas y sabores característicos, distintos de los del producto original. 9. En la actualidad también se hace buen uso de estos ilustres aliados microbianos en la elaboración de una amplia gama de productos lácteos fermentados, ya sean líquidos, como el kéfir, o densos y semisólidos, como el queso o el yogurt.
  • 10. 9 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez. 10. La acción de estas bacterias desencadena un proceso microbiano por el cual la lactosa (el azúcar de la leche) se transforma en ácido láctico. A medida que el ácido se acumula, la estructura de las proteínas de la leche va modificándose, y lo mismo ocurre con la textura del producto. Existen otras variables, como la temperatura y la composición de la leche, que influyen en las cualidades particulares de los distintos productos resultantes. 11. El ácido láctico es también el que confiere a la leche fermentada ese sabor ligeramente acidulado. Los elementos derivados de las bacterias ácido-lácticas producen a menudo otros sabores o aromas característicos. El acetaldehído, por ejemplo, da al yogurt su aroma característico, mientras que el diacetilo confiere un sabor de mantequilla a la leche fermentada. Pueden añadirse asimismo al cultivo de microorganismos, como las levaduras, a fin de obtener sabores particulares. El alcohol y el dióxido de carbono producidos por la levadura, por ejemplo, dan al kéfir, el kumys y el leven (variedades de yogurt líquido) una frescura y una esponjosidad características. Entre otras técnicas empleadas cabe mencionar las que consisten en eliminar el suero o añadir sabores, que permiten crear una variada gama de productos. 12. Gracias a la elaboración del yogurt y otros productos lácteos fermentados, las bacterias ácido- lácticas seguirán representando una explotación como cultivos prebióticos. Éstas se complementan con las bacterias presentes en nuestra flora intestinal y contribuyen al buen funcionamiento del aparato digestivo. Ante la creciente demanda de los consumidores, cada día más preocupados por la salud, el mercado internacional de estos productos no cesa de incrementarse. 13. Las bacterias ácido-lácticas resultan excelentes embaladoras del mundo de los microbios, tan poco apreciado por lo general. Su importancia se debe ante todo a sus propiedades, que contribuyen a preservar y mejorar la salud. MICROBIOLOGÍA DEL YOGURT Las bebidas lácteas fermentadas se originaron en el Este Medio, en la era de los fenicios ( 5000 A.C). La presencia de ácido láctico es común a todos estos productos el cual les confiere las cualidades de sabor refrescante y durabilidad. Los dos microorganismos responsables de la producción de ácido láctico y el sabor característico del yogurt son el Lactobacillus delbrukii subsp. Bulgaricus y el Streptococcus salivarius subsp. thermophilus. Se fabrica con: leche de vaca, leche de oveja o leche de cabra. Cualquier yogur comercial además de los dos microorganismos mencionados, también puede llevar, aunque no es necesario Estreptococcus lactis.
  • 11. 10 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez. Lactobacillus delbrukii subsp. bulgaricus, es una bacteria láctea homofermentativa solo produce ácido láctico, las heterofermentativas producen otros tipos de ácidos. Se desarrolla muy bien entre 45 y 50°C, produce disminución del pH, puede producir hasta un 2,7% de ácido láctico, es proteolítica, producen hidrolasas que hidrolizan las proteinas sobre todo la caseina esta es la razón por la que se liberan aminoacidos sobre todo la valina, esto tiene interés porque la valina favorece el desarrollo del Streptococcus termophilus. Streptococcus salivarius subsp. thermophilus, es una bacteria homofermentativa termorresistente, se desarrolla a 37-40º pero puede resistir 50°C e incluso 65°C media hora. Tiene menor poder de acidificación que el lactobacilus. En el yogur viven en perfecta simbiosis. Starter, son cultivos iniciados de una fermentación. Se destruye la flora existente en un alimento y se introduce un starter. En el caso del yogur el starter es de los dos microorganismos, pero han de cultivarse parcialmente por separado. Puede hacerse un cultivo junto, pero se produciría exceso de ácido láctico. El cultivo se hace entre 40 y 50º. Tema 12: COMPORTAMIENTO DE LAS BACTERIAS DURANTE LA ELABORACION DE YOGURT DIAGRAMA PARA LA ELABORACIÓN DE YOGURT
  • 12. 11 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez. RECEPCIÓN : Medida Volumétrica ESTANDARIZACIÓN: Normalización La materia prima leche debe tener un nivel de los sólidos totales a un nivel de 14 a 15%.  Pasteurización Se efectúa a 85°C por 10 minutos. Para destruir patógenos y flora que no interese.  Enfriamiento: La leche debe enfriarse a 43 °C.  Inoculación del cultivo iniciador (1-3%). Consiste en la adición del cultivo a 43°C.  Fermentación láctica, mediante la acción de Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus y Streptococcus salivarius subsp thermophilus. Se siembra con una mezcla de los dos cultivos iniciados. En un principio el Ph de la leche es favorable para el streptococcus, produce bajada de Ph favoreciendo ahora el desarrollo del lactobacilus, que a su vez crea ácido láctico y valina que favorecen al estreptococcus. Cuando el nivel de ácido láctico es similar al 1%, la leche cuaja. Para un
  • 13. 12 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez. yogur de calidad hay que enfriar para impedir que se siga produciendo ácido láctico. Por ello es mejor consumirlo el primer día, sino aumentamos los niveles de láctico. Las condiciones tecnológicas se eligen para que haya un equilibrio entre los dos microorganismos y que haya una acidez concreta al mismo tiempo que sea aromático. Los dos microorganismos son los responsables del aroma del yogur, el aroma es complejo, pero básicamente se debe al acetaldehído.  Incubación a 43°C. y un promedio 5 a 6 horas, mantener constante la temperatura de 43 °C hasta que la leche alcance un pH menor o igual a 4,6.  Enfriamiento: a 4°C para reducir el avance del nivel acidez del yogurt.  Batido: hasta lograr una consistencia homogénea.  Envasado y almacenamiento, en refrigeración, con un tiempo de duración es de 3-4 semanas a una temperatura de 4 a 5 °C. YOGURT PROBIÓTICO La palabra ‘‘probiótico’’ se deriva del griego ‘‘para la vida’’. La definición actual fue establecida por la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO por sus siglas en inglés) en el 2001: ‘‘Microorganismos vivos que al ser administrados en dosis adecuadas confieren beneficios fisiológicos en el hospedero’’ (Reid et al, 2003). Las bacterias probióticas en su mayoría son comercializadas en productos lácteos fermentados. Siendo el yogurt uno de los vehículos más utilizados (Stanton et al, 2001). Las bacterias probióticas más utilizadas para la elaboración de estos productos pertenecen al género Lactobacillus y Bifidobacterium (Heller, 2001). Las operaciones que son susceptibles de modificarse en el proceso de obtención de yogurt probiótico son: La adición de cultivos iniciadores tradicionales ya que en este momento también se incorpora el probiótico y durante la fermentación se efectúan cambios en las condiciones del proceso, con el fin de favorecer el desarrollo de dicha cepa (Heller, 2001). En su mayoría los productos lácteos fermentados utilizan como sustrato leche de vaca. De acuerdo a las fuentes de información consultadas, hasta el momento no existe en el mercado peruano un producto probiótico lácteo fermentado en el que se utilice leche proveniente de otros mamíferos. Por lo que es necesario conocer la factibilidad de uso de otros sustratos para este fin.
  • 14. 13 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez. Cepas de probióticos que han sido verificadas: A continuación, algunos ejemplos de bacterias probióticas que han sido definidas correctamente, en las cuales existe bastante literatura científica. Solamente se mencionan cepas utilizadas en varios países diferentes.  Lactobacillus casei Shirota (o LCS)  Lactobacillus rhamnosus LGG,  Lactobacillus acidophilus LA7,  Lactobacillus acidophilus LA5,  Lactobacillus acidophilus DDS,  Bifidobacterium lactis, BB12,  Bifidobacterium longum BB536,  Lactobacillus casei LC1,  Bifidobacterium animalis DN-173 010 (Bifidus Essentis),  Bifidobacterium bifidum: Beneficios El yogur es un alimento considerado un probiótico, término definido por la OMS como “cultivos puros o una mezcla de cultivos de microorganismos vivos, que aplicados al hombre y los animales en cantidades adecuadas aportan efectos benéficos al huésped mejorando las propiedades de la microflora nativa”. Además, se adhieren a la mucosa intestinal, regulando el equilibrio de la microflora.
  • 15. 14 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez. Tabla 8. Características de un probiótico Kéfir. Su contenido alcohólico es bajo (del orden del 0,5%). En la fermentación de la leche intervienen bacterias de los géneros Lactobacillus, Leuconostoc y Lactococcus y levaduras; tanto fermentadoras de lactosa (Kluyveromyces marxianus) como levaduras que realizan la fermentación sin necesidad de lactosa (Saccharomyces sp.) Kumis: Es originario de Mongolia. Tradicionalmente se fabricaba con leche de yegua, pero hoy día se hace con leche de vaca. Contiene más alcohol (hasta un 3%) que el kéfir, debido a la adicción de sacarosa a la leche. En la fermentación intervienen bacterias como Lactobacillus acidophilus y Lactobacillus delbrueckii subesp. bulgaricus y levaduras como Kluveromyces marxianus. ALTERACIÓN DE LECHES FERMENTADAS: • La fabricación de leches fermentadas requiere partir de leche de buena calidad. Niveles elevados de microorganismos contaminantes pueden ocasionar ciertos cambios metabólicos, como una producción excesiva de enzimas.
  • 16. 15 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez. • Las leches fermentadas deben elaborarse en condiciones higiénicas. • Los fagos son contaminantes no deseados que, en caso de re-contaminación después del tratamiento térmico pueden ocasionar la destrucción del cultivo iniciador y producirse pérdidas importantes. Los bacteriófagos “Son los malos de la película, los enemigos acérrimos de la industria. Como todos los virus, necesitan de una célula hospedadora sensible a la cual infectan y dentro de la cual desarrollan su progenie, utilizando toda la maquinaria biosintética y material genético de esa bacteria. Como consecuencia, estos nuevos viriones infectan a las bacterias vecinas que se desarrollan en el mismo medio. ¿Cuál es el origen de los fagos? Como todos los virus, están en el ambiente y la principal vía de ingreso de fagos a la planta es la materia prima. Los grandes volúmenes de leche cruda son la vía de ingreso: contienen bacterias lácticas salvajes y sus fagos específicos. Por esta razón, como desafortunadamente su presencia no puede evitarse los esfuerzos de los científicos están puestos en controlarlos en lugar de eliminarlos”, explica Quiberoni. En este sentido, la investigadora advierte que cuando la bacteria es atacada por un bacteriófago es destruida: no hay acidificación, no hay descenso de pH y por lo tanto se produce una falla en la fermentación, por lo que se obtienen productos de baja calidad no son seguros desde el punto de vista microbiológico porque pueden contener microorganismos contaminantes y/o patógenos que ya no tienen competencia de las bacterias lácticas que protegen el producto. De esta manera, la industria láctea se convierte en víctima de gravísimas pérdidas económicas derivadas de esas fallas. Para hacer frente a estas infecciones, al día de hoy y después de muchos años de investigación. alrededor de todo el mundo, la industria láctea dispone de un variado abanico de estrategias para evitar la propagación y evolución de los fagos. Entre ellas, pueden mencionarse: tratamientos térmicos de la materia prima que, si bien no se orientan específicamente a eliminar fagos sino a sanitizar la leche cruda, ayudan a prevenir este tipo de infecciones; programas de rotación de cultivos con cepas más resistentes, es decir usar distintos fermentos iniciadores y alternarlos para evitar que los fagos ataquen siempre a la misma cepa; la higiene y diseño de la planta, que apuntan a sanitizar el ambiente y equipamiento propio de cada proceso, colaborando con el control de fagos; el uso de cultivos de inoculación directa en tina para evitar propagaciones previas de la bacteria. Cabe destacar que ninguna de estas estrategias por si sola protege al 100 por ciento de la producción de una infección por fagos. Se deben usar juntas y la mayor cantidad de ellas posibles.
  • 17. 16 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez. • En ciertos casos la re-contaminación por cepas silvestres de bacterias lácticas puede conducir a una no deseable post-acidificación excesiva de los productos. • Las levaduras y mohos acidotolerantes pueden crecer a bajos pH y bajas temperatura. Su crecimiento conduce a la producción de CO2, diferentes tipos de sabores y olores anómalos y a defectos visuales (colonias de mohos). PATÓGENOS EN LECHES FERMENTADAS: El bajo pH. la presencia de ácido láctico y de otros ácidos orgánicos, así como. en ciertos casos, compuestos inhibidores como bacteriocinas, crean un ambiente desfavorable para el crecimiento de microorganismos patógenos. En muy pocas ocasiones se han asociado las leches fermentadas a brotes de enfermedad. Los factores que pueden interferir con una normal fermentación pueden conducir a riesgos sanitarios. En el brote de intoxicación estafilocócica que ocurrió en Francia (Mocquot y Hurel, 1970)
  • 18. 17 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez. el elevado contenido de azúcar favoreció el desarrollo de Staphylococcus aureus y la formación de toxina mientras que las bacterias lácticas eran inhibidas. El consumo de yogur con avellanas/bellotas causó un brote de botulismo en el Reino Unido. Las investigaciones demostraron que el puré de avellanas/bellotas adicionado había sido manipulado deficientemente y preparado con edulcorantes artificiales en vez de con azúcar. Esto permitió que las esporas de CIostridium botulinum germinasen, creciesen y produjeran la toxina (O'Mahony et al., 1990). Si ocurre una contaminación post-fermentación, los patógenos pueden sobrevivir durante cortos períodos de tiempo. Minor y Marth (1972) inocularon Satphylococcus aureus en mazada cultivada. crema ácida y yogur; cuando la población inicial era de 102 por gramo, no se recuperaban estafilococos después de 24 horas, pero si la población era de 105 por gramo, se recogían estafilococos viables hasta la semana, aunque no se observaba crecimiento. La supervivencia fue más larga en la crema ácida, seguida, en orden descendiente. de la mazada y el yogur. Choi et al. (1988) mostraron que diversas cepas de Listeria monocytogenes inoculadas en mazada cultivada y yogur podrían recuperarse tras un almacenamiento de hasta 3 semanas. El comportamiento de Listeria monocytogenes en leches fermentadas ha sido revisado por Rysery Marth (1991). Este microorganismo ha sobrevivido en leches fermentadas con bacterias lácticas mesófilas y termófilas. La extensión de la supervivencia en mazada y yogur se asoció con el cultivo iniciador y con el pH final. Mientras más bajo era el pH, más corto era el tiempo de supervivencia. Cuando un producto fermentado se preparó con leche que contenía Salmonella Typhimurium, la recuperación de dicha bacteria varió dependiendo del cultivo iniciador, de la concentración del inóculo v de la temperatura de incubación (Park y Marth, 1972a). Mientras menor era la producción de ácido, más largo era el tiempo de permanencia. La extensión del tiempo de recuperación fue variable también en leche cultivada almacenada a 11 0 C y dependió del tipo de cultivo iniciador (Park y Marth, 1972b). Yersinia enterocolitica sobrevivió en yogur mientras se elaboraba y pudo recuperarse del yogur almacenado (5 0C) a la semana (Ahmed et al. 1986). Enterobacter aerogenes y E. coli se inactivaron rápidamente, a los 4 días a 7,2 0C cuando se añadieron individualmente a muestras de yogur (Goel et al. 1971). Frank y Marth (1977a.b) demostraron que E. coli era inhibida por la fermentación láctica. Sin embargo. En 1991, un brote de E. coli 0157:H77 se atribuyó al consumo de yogur; el organismo causante no pudo aislarse de la leche o del yogur pero el producto fue asociado epidemiológicamente con el yogur (Morgan et al. 1993).
  • 19. 18 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez. 3.- ASPECTOS MICROBIOLÓGICOS EN LA FABRICACIÓN DE QUESO De acuerdo con distintos autores, entre 400 y 1.000 variedades de queso se producen en el mundo (Burkhalter. 1981; Kalantzopoulos, 1993). Se cree que el queso se desarrolló en Iraq hace unos 8.000 años, probablemente al intentar almacenar leche durante períodos prolongados. La producción y los tipos de quesos que se elaboran han evolucionado y se han diversificado a través del tiempo, pero durante largos períodos fue más bien un arte que un proceso científico. Las diferencias entre las variedades resultan de las modificaciones que se introducen en una o más etapas básicas del proceso de elaboración. La normalización de las etapas del proceso para obtener variedades con características estables comenzó a aplicarse en el siglo XIX (Scott, 1986). Sin embargo, incluso actualmente se observan variaciones dentro del mismo tipo de queso, dependiendo del fabricante, del origen y del tipo de leche utilizada. La producción de queso convierte a un producto altamente perecedero. la leche, en otro más estable. Diversos factores contribuyen a la estabilidad del queso. El proceso de elaboración puede dividirse en vanas etapas: • Transformación mediante acidificación de la leche, cruda o tratada térmicamente, en cuajada: • Coagulación: • Deshidratación: • Moldeado y salado La fase de deshidratación. durante la cual se concentran de 6 a 12 veces la grasa y proteínas. se logra por una combinación de corte del coágulo, calentamiento. agitación, prensado y salado. Después, una vez la cuajada se ha moldeado y prensado, se somete a maduración. Durante esta fase se regulan la microbiota, la humedad. el pH y la sal. lo que determina las características de sabor y aroma y textura de las diferentes variedades. Con frecuencia, las normas de composición de muchos quesos están reguladas por organismos competentes (IDE 1981; US Department of Health Education and Welfare, 1984). La clasificación de los quesos puede basarse en diferentes criterios, como contenido de humedad, concentración de calcio, propiedades reológicas, temperatura de calentamiento de la cuajada, microbiota secundaria o tipo de maduración. Las diferentes posibilidades han sido discutidas por Fox (1993). A. Efectos del procesado en los microorganismos El uso de leche de gran calidad, tanto química como microbiológica, es de gran importancia para la elaboración de queso de buena calidad. La leche debe estar exenta de sustancias inhibidoras y requiere que se satisfagan ciertos requisitos, como ausencia de esporas de clostridios en la leche cuando ésta está destinada a la producción de quesos duros (Zangerl y Ginzinger, 1993). Bactofugación: La bactofugación es de especial interés en quesería como una herramienta para reducir los niveles de esporas que pueden sobrevivir a los tratamientos térmicos y pueden crecer durante etapas posteriores del procesado (Zickrick, 1996).
  • 20. 19 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez. 1°Leche bactofugada y prácticamente libre de bacterias y esporas, que puede utilizarse en la fabricación de quesos. 2° Una pequeña porción de fase pesada o «bactofugado», que oscila entre el 2 y 3 % del total de la leche, donde se encuentran las esporas y bacterias separadas. Esta fase es rica en proteínas. 3° Una pequeña fracción de impurezas, que son lanza das contra la periferia de la máquina y descargadas a intervalos regulares por la apertura rápida del rotor de la centrífuga. Calentamiento. Aunque aún se utiliza leche cruda en muchos países para la fabricación de queso. lo normal es que la leche se someta a un tratamiento térmico antes de su transformación en queso. Se requiere que el calentamiento sea cuidadoso debiéndose evitar un calentamiento excesivo para que no existan desviaciones en el proceso de coagulación ni cambien las propiedades de la cuajada. Se aplican tratamientos de termización, subpasteurización y pasteurización. La subpasteurización puede vanar entre 64 y 700C durante 15-20 segundos. dependiendo del tipo de queso que se elabore. El tratamiento ha sido revisado por Johnson et al. ( 1990a.b.c) y reduce las poblaciones de microorganismos vegetativos. en particular la de patógenos. Sin embargo. debido a que este tratamiento es más suave que el de pasteurización. muchas enzimas permanecen activas y et sabor y aroma de los quesos fabricados con este tipo de leche son similares a los preparados con leche cruda. La leche para quesos no madurados debe estar pasteurizada. Esto implica que la leche para la elaboración de quesos que requieren por lo menos un periodo de maduración de un mes no necesita estar pasteurizada en la mayoría de los países. La pasteurización debe ser suficiente como para matar las bacterias capaces de afectar la calidad del queso, por ejemplo, los coliformes, que pueden causar un inflado prematuro y sabor desagradable. La pasteurización normal, que se hace a 72- 73 ºC durante 15 a 20 segundos, es la más comúnmente aplicada. Esta pasteurización reduce las poblaciones de microorganismos vegetativos, en particular la de patógenos. Sin embargo, los microorganismos formadores de esporas y las mismas esporas sobreviven a la pasteurización y pueden causar graves problemas durante el proceso de maduración. Un ejemplo es
  • 21. 20 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez. el Clostridium tyrobutyricum, que forma ácido butírico y grandes volúmenes de gas hidrógeno mediante la fermentación del ácido láctico. Enfriamiento y Adición de Productos Químicos Tradicionalmente, ciertos “productos químicos” se añaden a la leche antes de la producción para prevenir el “inflado” y el desarrollo de sabores desagradables que causan las bacterias formadoras de esporas termorresistentes (principalmente Clostridium tyrobutyricum). El más comúnmente utilizado es el nitrato de sodio (NaNO3), pero en la producción del queso Emmenthal, el peróxido de hidrógeno (H2O2) también se usa. Acidificación v cultivos iniciadores. La acidificación se produce desde la etapa inicial de elaboración del queso hasta las primeras fases de la maduración. Es un paso crucial en el proceso global. Se consigue normalmente mediante la producción de ácido láctico por los cultivos iniciadores. Actualmente. sin embargo, se añade directamente ácido para preparar ciertos tipos de quesos. como Mozzarella UF Feta. Mascarpone o Cottage. Durante muchos años la acidificación se realizaba permitiendo el crecimiento de la microbiota autóctona. Sin embargo, debido a los resultados poco consistentes y para evitar efectos no deseables, como la producción de aromas anómalos o gas. se seleccionaron cultivos iniciadores específicos que son los que hoy día se utilizan. La cantidad y tipo de cultivo iniciador y la forma en que se añade (liquido. congelado, liofilizado o deshidratado) depende del tipo de queso que se pretende fabricar. La bibliografía sobre cultivos iniciadores es muy abundante. existiendo revisiones muy aceptables (Cogan y Hill. 1993: Zickrick. 1996). Un factor crítico que influye en el tipo de cultivo iniciador es la temperatura de calentamiento (cocción) de la cuajada. Se utilizan cultivos iniciadores mesófilos cuando esta temperatura es inferior a 400C. Entre ellos. los más frecuentes son: • Lactococcus lactis subsp. Lactis; • Lactococcus cremoris subsp. Cremoris; • Lactococcus lactis subsp.lactis biovar.diacetylactis • Leuconostoc spp. Se usan individualmente o en combinación bajo el nombre de cultivos iniciadores mesófilos. Todos ellos producen ácido láctico a partir de lactosa. Además, Lactococcus lactis subsp. lactis Biovar Diacetylactis utiliza el ácido cítrico de la leche generando sustancias componentes del sabor y aroma, principalmente diacetilo y C02. Los cultivos iniciadores termófilos se utilizan cuando las temperaturas de cocción de la cuajada son elevadas (45-54°C). Se usan cepas simples o mezcladas de Streptococcus salivarius subsp. thermophilus y Lactobacillus delbrueckii subspecies bulgaricus, dependiendo del tipo de queso. También cabe la posibilidad de utilizar cultivos mixtos de cepas mesófilas y termófilas cuando se aplican temperaturas intermedias. Otros microorganismos pueden también utilizarse para impartir características específicas a los quesos producidos. Propionibacterium freudenreichii subsp. shermanii y otras especies se utilizan en la fabricación del queso Emmental para producir ácido propiónico, un importante componente del sabor y aroma, y el gas requerido para la formación de «ojos» (Britz y Riedel, 1991). Algunas bacterias lácticas no se consideran cultivos iniciadores; entre ellas se incluyen lactobacilos. leuconostoc y pediococos y contribuyen al desarrollo del sabor y aroma en algunos quesos madurados (Law, 1984; Thomas. 1986; Khalid y Marth, 1990). Algunos fabricantes de queso consideran que ciertas
  • 22. 21 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez. especies de enterococos, como Enterobacterias fecales y Enterobacterias faecium contribuyen de una forma importante a las propiedades organolépticas de ciertos tipos de quesos (Jensen et al., 1975; Asperger, 1992). Otra bacteria, la pigmentada de color anaranjado Brevibacterium linens está implicada en la maduración de los llamados quesos de superficie untuosa, por ejemplo. el Limburger (Seiler, 1988). Era una creencia general que los patógenos vegetativos inicialmente presentes en la leche cruda perderían viabilidad durante el almacenamiento y maduración del queso, pero las investigaciones al respecto- indican que algunos patógenos, como salmonelas y Listeria monocytogenes, pueden sobrevivir durante ese período (D'Aoust et Cl., 1985; Ryser y Marth, 1991; Spahr y Url, 1993). Otro efecto positivo de la pasteurización es la desactivación de microorganismos alterantes y enzimas capaces de producir defectos en la textura y en el sabor y aroma. El control de las operaciones realizadas durante la fabricación del queso es más fácil, y se consiguen productos más uniformes cuando los microorganismos se eliminan en la pasteurización, aunque pueda perderse algo el sabor y aroma deseados. Se utilizan cultivos iniciadores secundarios, levaduras y mohos, cuando se pretende impartir alguna característica especial que caracterizan a ciertas variedades de queso; se añaden a la leche suspensiones acuosas o preparaciones en polvo de los microorganismos en el tanque de cuajar o, alternativamente, en etapas posteriores. a las partículas procedentes del corte de la cuajada o al queso ya moldeado. Las levaduras están implicadas en la degradación del ácido láctico de la superficie de ciertos quesos. como et Camembert o Romadur, que ocasiona un aumento del pH que favorece el crecimiento de corinebacterias. las cuales participan en la formación de compuestos aromáticos y sápidos (Siewert, 1979). Las actividades lipolíticas y proteolíticas de Geotrichum candidum contribuyen a la formación de aroma. Ciertos mohos participan en la maduración de algunos quesos; Penicillium camemberti es un moho característico que se implanta en la superficie de algunos quesos blandos y Penicillium roqueforti en los llamados quesos azules (Eck. 1987). Además de los cultivos iniciadores lácticos. se usan mohos para impartir características especiales diversos quesos. Penicillium roqueforti se usa en la producción de quesos de vena azul, como el Roquefort Gorgonzola, Stilton y queso azul. Los quesos Camembert y Brie requieren del concurso de Penicillium camemberti. Otras levaduras y mohos, como Geotrichum y Mucor spp. pueden también estar implicados en la maduración de algunos quesos. Preparaciones acuosas o en polvo de esporas-micelio se añaden a la leche en el tanque de cuajar, a Ia superficie de las partículas resultantes del corte de la cuajada o a los quesos moldeados (Molimard y Spinnler. 1966). Formación de la cuajada. La producción de ácido influye en diversas características de la cuajada: entre ellas. la actividad, desnaturalización y retención del agente coagulante, la fuerza de la cuajada y, por tanto, el rendimiento sinéresis del gel, disolución del fosfato cálcico, propiedades reológicas y crecimiento de bacterias no deseables en particular las patógenas. La coagulación de la fracción caseínica de la leche consiste en la formación de un gel acuoso debido a una débil proteólisis o acidificación a un pH de alrededor de 4,6 o >4,6 en combinación con un calentamiento. Durante este proceso la grasa queda atrapada en el gel. Normalmente, se usa la coagulación enzimática mediante cuajo, coagulantes de plantas, quimosina procedente del estómago de rumiantes jóvenes o sustitutos de cuajo. como pepsina (bovina o porcina), proteinasas ácidas de origen fúngico o quimosina producida por microorganismos genéticamente modificados. La cuajada permanece en reposo durante un tiempo variable que depende del tipo de queso;
  • 23. 22 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez. puede ser desde un tiempo tan largo como 16 horas en el caso del queso Cottage, a menos de I hora para los quesos duros y semiduros ó 5 minutos en el caso del queso Suizo. Separación del suero. Tras el corte del gel en pequeñas piezas (1-2 cm3), se produce la sinéresis y él se expulsa en una cuantía que depende de la composición de la leche, pH del suero, temperatura de cocción y velocidad y tiempo de agitación. Este paso es importante para las características finales del producto, cuyos parámetros puede modificar el fabricante (Walstra, 1993). Al calentar la cuajada, cuando las partículas de la misma han alcanzado una firmeza suficiente y un nivel de acidez adecuado, entonces el queso se moldea. La forma y la presión que se aplica depende de la variedad de queso que se pretende fabricar. Los quesos frescos se producen mediante lavado, drenado, moldeado y envasado de la cuajada aún caliente. Consecuentemente, aquellos defectos descritos para las leches fermentadas pueden aplicarse a estos productos. Salado. La última operación es el salado (antes o después del moldeado y prensado). La adición de cloruro sódico tiene diversos efectos; entre ellos, controla el crecimiento y metabolismo microbianos; controla las actividades enzimáticas e influye en la textura (Guinnee y Fox, 1993). Maduración. Diversos quesos se consumen en estado fresco, constituyendo un parte importante del consumo total (IDF, 1990), pero la mayoría de las variedades se someten a maduración. Durante esta fase se pierde agua y producen complejas reacciones bioquímicas como resultado de la interacción del agente coagulante, las enzimas naturales de la leche, las bacterias del cultivo iniciador y los microorganismos secundarios y sus enzimas. Estos cambios bioquímicos favorecen el desarrollo de la textura, sabor y aroma característicos (Fox, 1939; Fox et al. 1993). Los tiempos de maduración varían dependiendo del tipo de queso. Generalmente, los más blandos con un elevado contenido en humedad se someten a períodos cortos de maduración mientras que la maduración de los duros. de sabor acusado, puede durar un año o más. Las temperaturas y humedades relativas durante la maduración dependen, igualmente, del tipo de queso. Humedades relativas elevadas favorecen el crecimiento de microorganismos implicados en la maduración superficial de los quesos mientras que se requieren bajas humedades para la mayoría de los quesos duros en los que predomina la actividad enzimática interna y no el crecimiento de microorganismos superficiales. Algunos quesos se someten durante la fabricación a elevadas temperaturas, como es el caso del queso Mozzarella. Este tratamiento térmico destruye las bacterias patógenas y muchas alterativas que puedan estar presentes en la cuajada. La colocación de los quesos en salmueras con elevadas concentraciones de NaCl inactiva a ciertas rías, selecciona algunas y, posiblemente, añade otras al queso. Ciertas sustancias generadas en el metabolismo de los cultivos iniciadores, como ácido propiónico, contribuyen también a inhibir a algunos microorganismos. Los quesos de vena azul tienen una textura interna abierta para permitir la penetración del oxígeno necesario para el crecimiento de los mohos; la perforación del queso con agujas metálicas de unos 3 mm de espesor espaciadas unos 20 mm al inicio o en un período cercano del período de maduración ayuda a tal intercambio gaseoso. Quesos fundidos y otros. Los quesos enfriados en el envase se hacen triturando y mezclando quesos naturales. Como no se aplica calor, los quesos originales de donde proceden deben elaborarse a partir de leche pasteurizada ó madurarse durante al menos 60 días a no menos de 1,7 0 C, relativas a la persistencia
  • 24. 23 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez. de patógenos durante la maduración). Los quesos enfriados en el envase pueden contener ingredientes lácteos específicos añadidos en forma líquida o en polvo, por ejemplo, crema, leche, suero o mazada y también otros ingredientes no lácteos, como agentes acidificantes, sal. colorantes. aromatizantes y conservantes inhibidores de mohos. Los quesos fundidos se preparan triturando y mezclando uno o más tipos de quesos naturales formando una masa plástica. La composición del producto debe reflejar la composición del queso utilizado en su elaboración. El queso se limpia, tritura y muele o se desmenuza mecánicamente, después se mezcla con sales (por ej., fosfatos), agentes emulsificantes y, dependiendo del tipo que se pretenda fabricar, se añade crema, leche, leche desnatada, mazada o suero. Los ingredientes se funden y la masa se somete a un tratamiento térmico de entre 85 y 95 0C o bajo presión 110 0C o más durante varios minutos. El queso aún caliente, se dispensa semilíquido en envases protegidos contra la humedad o se enfría sobre tambores antes del envasado como queso fundido pre loncheado. Aunque la grasa ejerce un efecto protector contra la destrucción de microorganismos durante el tratamiento térmico, se puede con. seguir un buen grado de destrucción por encima de los 115 0C. Las enzimas implicadas en la maduración se desactivan. La estabilidad microbiológica de los quesos fundidos durante la refrigeración o a temperatura ambiente depende del tratamiento térmico, de la adición de ciertos agentes, como sal, nitrito, sorbato potásico, ácido láctico y fosfato y, también, de la de otros, como el pH. método de llenado y tipo de envase. Los quesos fundidos para untar contienen suficiente agua para que el producto pueda extenderse a temperatura ambiente; pueden añadirse estabilizantes comestibles, como goma, gelatina y alginato junto con azúcar, dextrosa y jarabe de almidón. Como en el caso de los quesos fundidos, los quesos utilizados en su preparación deben contribuir al menos en un 51% del peso del producto. Descomposición protéica La maduración del queso, especialmente de quesos duros, se caracteriza en primer lugar, y principalmente, por la descomposición de proteínas. La descomposición de las proteínas la llevan a cabo los sistemas enzimáticos: • del cuajo • de los microorganismos • de la plasmina, una enzima que degrada proteínas. El único efecto del cuajo es la molécula de paracaseína en polipéptidos. Este primer ataque de del cuajo, sin embargo, hace posible una descomposición más rápida de la caseína a través de la acción de enzimas bacterianas que si ellas tuvieran que atacar la molécula de caseína directamente. En quesos semiblandos como el Tilsiter y el Limburger, se dan dos procesos de maduración en paralelo, es decir, el proceso de maduración normal del queso duro con el cuajo, y el proceso de maduración de la corteza formada en la superficie. Almacenamiento
  • 25. 24 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez. Diferentes tipos de queso requieren distintas temperaturas y humedades relativas (RH) en los cuartos donde se almacenan. Las condiciones ambientales tienen gran importancia para la tasa de madurado, la pérdida de peso, la formación y el desarrollo de la flora de la superficie (en Tilsiter, Romadur y otros). Tema 14: FORMACIÓN DE OJOS EN QUESOS La formación de ojos en los quesos tiene su origen gracias a las bacterias propiónicas, que son las responsables de producir gas, realizando una fermentación sobre el ácido láctico. El proceso de formación de ojos se inicia cuando el queso es llevado a cámara de 20ºC, en este momento se produce gas carbónico que se difunde en la masa realizándose microperforaciones, este fenómeno sucede a partir de los 20 días desde el centro del queso donde el tenor de sal es menor. Todo el gas sale al exterior del queso, no queda en su interior. En quesos de tipo continental la formación de ojos es considerada una importante propiedad estética y visual. A continuación, describiremos los procesos microbiológicos y físicos iniciales de la formación de ojos: Conversiones en la producción de gas
  • 26. 25 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez. La presión gaseosa, que provoca el desarrollo de los ojos durante la fase de maduración, es el resultado de conversiones microbiológicas del cultivo starter agregado y del aire disuelto en la leche del queso. Sin embargo en este punto del proceso puede darse la formación adicional de gas, indetectada e indeseable, causada por la microflora secundaria. Cultivo Starter Flora Secundaria Aspectos Físicos para la Formación de Ojos Tan pronto el CO2 es liberado por el proceso microbiológico, junto con el aire se absorberá en la fase líquida del queso, principalmente en el centro y parcialmente en la zona circundante de la corteza. Cuando se ha llegado al punto de saturación de humedad, el exceso de gas se difundirá hacia los núcleos más grandes u provocará ojos pequeños, y en el peor de los casos, se difundirá hacia fuera del queso. Estos núcleos y pequeños ojos pueden provocarse por la introducción de aire atmosférico entre los granos o suero retenido en la cuajada provocando espacios vacíos y ojos llamados mecánicos.
  • 27. 26 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez. Factores para la obtención de una satisfactoria formación de ojos  Pocos agujeros muy Pequeños: Evite incorporar demasiado aire en la leche y entre los gránulos de queso durante el prensado.  La resistencia apropiada contra el crecimiento de los ojos: Una mayor o menor consistencia del queso resultará en una mayor o menor resistencia física contra la extensión del ojo. La consistencia depende de factores tales como: a) contenido de humedad b) contenido graso y cantidad de yodo c)temperatura d)descomposición de la caseína  Presión adecuada en el queso: La formación de C02 debe producirse a un ritmo tal que la saturación se produzca dando origen a un número adecuado de ojos que durante su desarrollo absorba CO2 Regulación de la Formación de Ojos Como fuera mencionado, el aire y el CO2 son los principales responsables de la presión de gas en el queso de allí que una lenta y adecuada fermentación del citrato, da lugar a unos pocos y adecuados ojos de formación regular por el CO2 que se forma desde la fermentación del citrato por medio del cultivo. Fermentación del Citrato. El ritmo de este proceso depende de varios factores:  Cantidad de Lactococcus lactis subesp. Diacetylactis y Leuconostoc cremoris como así también la proporción de estas cepas en el cultivo. Generalmente las cepas de Lactococcus lactis subesp. Diacetylactis fermentan el citrato más rápidamente que las cepas de Leuconostoc cremoris. Los cultivos LD consisten en cepas de Lactococcus acidificantes así también como cepas de Lactococcus lactis subesp. Diacetylactis y Leuconostoc cremoris que fermentan los citratos. Los cultivos LD son utilizados en aquellos quesos en los cuales se requiere una rápida fermentación del citrato y una mayor cantidad de ojos, como en algunas variedades de quesos como el Gouda, Danbo, etc. Los cultivos L no contienen Lactococcus lactis subesp. Diacetylactis y se utilizan para quesos que requieren más lenta fermentación y en los que se desean pocos ojos como por ejemplo el queso Edam.
  • 28. 27 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez.  La acidificación del cultivo afecta la rotura enzimática del citrato, que depende del pH. Una caída más veloz del pH resulta en una fermentación más rápida del citrato y, por ende, en una más rápida formación de CO2.  El proceso enzimático depende de la temperatura de producción del queso. A continuación, se detalla la influencia de algunos factores en el contenido residual de citrato, después de 24 horas, en base a la producción de queso Danbo 45+ standard: -Contenido de Diacetylactis del cultivo starter (porcentaje de Leuconostoc sin alterar) Aproximadamente 25% de Diacetylactis 1087 mg/kg de citrato Aproximadamente 2, 5% de Diacetylactis 1664 mg/kg de citrato -pH durante el enfriamiento (agua/ salmuera a 120 C) pH 6, 04 1087 mg/kg de citrato pH 5, 94 933 mg/kg de citrato pH 5, 85 797 mg/kg de citrato pH 5, 77 677 mg/kg de citrato - Cambio de la temperatura de enfriamiento agua a 200C 767 mg/kg de citrato agua a 180C 847 mg/kg de citrato agua a 160C 927 mg/kg de citrato agua a 140C 1007 mg/kg de citrato agua a 120C 1087 mg/kg de citrato agua a 100C 1167 mg/kg de citrato En la práctica está demostrado que el contenido de citrato en el queso después de 24 horas tiene relación directa con la calidad de la formación de ojos regulares en quesos. Los distintos resultados pueden observarse en las tablas siguientes del Instituto de Investigación Láctea del Gobierno Danés, Hlllerod y recomendaciones de NIZO: Tabla 2. Nivel recomendado de citrato residuales queso Danbo de 24 hs. de maduración (Instituto de Investigación Láctea del Gobierno Danés, Hillerod) Tabla 3. Nivel recomendado de citrato residual en queso Gouda
  • 29. 28 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez. DEFECTOS EN LA FORMACIÓN DE OJOS EN LOS QUESOS Pocos ojos, compactos El defecto puede ser causado por la falta de gas generada por las bacterias o el agregado de sal o salnitro en exceso, que inhiben el desarrollo de estas bacterias. Además, el proceso tecnológico usado debe ser tomado en cuenta. Cambios en las condiciones de desarrollo de la bacteria pueden resolver este problema a través del uso de distintos cultivos (ejemplo: cultivos LD), más altas temperaturas de almacenamiento o cambios en las condiciones de salado. Muchos ojos Este defecto suele deberse a la liberación de C02 en una etapa muy prematura en el proceso, cuando la cuajada aún no se encuentra adecuadamente formada, pero con una consistencia que permite buenas condiciones de difusión del gas. Esto puede ser causado por una muy rápida degradación del citrato, a menudo causada por un desbalance en el cultivo debido a un alto contenido de Diacetylactis. Demasiada acidez en el proceso de fabricación puede generar la formación de una película dura sobre los gránulos de queso y así formar una estructura débil en el queso muy fresco por una excesiva humedad. El problema puede solucionarse con almacenamiento a temperaturas más bajas. Ojos pequeños Puede deberse a un bajo contenido de la bacteria fermentadora del citrato, o a una muy baja temperatura de almacenamiento. Un muy bajo contenido de C02 y otros factores que permiten una adecuada presión en la cuajada también pueden causar este defecto. Rajaduras y folias Una acidificación muy fuerte puede causar la disolución del Ca++ y así resultar en una cuajada dura y menos elástica que no resiste a la presión del C02. También pueden ser causadas por grandes fluctuaciones de temperatura y corrientes de aire durante el almacenamiento o embarque, y también por el hinchado de clostridios.
  • 30. 29 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez. Tema 15: Evaluación Microbiológica de Proceso de Elaboración de Quesos La alteración de las diferentes variedades de queso puede ser de origen bacteriano o fúngico, causada por los microorganismos que sobreviven a las diferentes fases del procesado o a los que alcanzan al producto por recontaminación. Las numerosas operaciones que se aplican a la leche coagulada y a la cuajada ofrece diversas oportunidades para la llegada de contaminantes, especialmente psicrotrofos. Por ejemplo, el lavado de la cuajada del queso «Cottage» con agua que no haya sido adecuadamente depurada añade normalmente bacterias psicrotrofas Gram negativas que pueden ocasionar la alteración del producto, algunas veces acompañada por defectos físicos visuales como limo amarillento o verdoso y olores anómalos a fruta o pútridos (ICMSF, 1988). Los tipos de microorganismos alterantes y sus efectos dependen de las características del queso, conduciendo a defectos organolépticos bien en la superficie o en el interior. En algunas variedades de queso el desarrollo de mohos es necesario para que se consigan las propiedades organolépticas que caracterizan la variedad. Sin embargo. el crecimiento de muchas especies de los géneros Penicillium, Mucor, Monilia, Aspergillus, Cladosporium, etc. en otras variedades ocasiona cambios no deseables que afectan a la calidad de los productos. El desarrollo de mohos visibles en la superficie de los quesos es, con frecuencia. el primer signo de la alteración. seguido de la aparición de tonalidades y olores anómalos ocasionados por el moho. La alteración de quesos frescos por levaduras se caracteriza por la formación de gas. olores anómalos v defectos visuales. La alteración de origen bacteriano de los quesos puede subdividirse en «hinchamiento temprano» y «hinchamiento tardío». El primero se observa en quesos frescos o después de pocos días de maduración. Los causantes de este defecto pueden ser levaduras, pero más frecuentemente, son bacterias capaces de fermentar la lactosa. como coliformes o Bacillus subtilis. El «hinchamiento tardío» se produce durante la maduración y almacenamiento de quesos duros y puede observarse después de IO días en los quesos Gouda o Edam y hasta los 5 meses en el Emmental. El «hinchamiento tardío» se debe a la formación de ácido butírico que conduce a la formación de gas y olores anómalos. Los clostridios, principalmente Clostridium tyrobutyricum y Clostridium butyricum. son los responsables (IDE 1990). Clostridium tyrobutyricum es más frecuente en invierno y su presencia en la leche procede de alimento ensilado. Clostridium butyricum se presenta más en verano. Una cantidad tan baja de esporas en la leche como de 10 por litro puede ocasionar el hinchamiento tardío. Paradójicamente, en los quesos Suizo y Emmental se produce gas por las bacterias propiónicas para dar lugar a los «ojos» que caracteriza la estructura de estos quesos. Se ha utilizado nisina, nitritos, lisozima para paliar la formación de gas y evitar el hinchamiento causado por los clostridios en los quesos Suizo, Edam y variedades fines. Los defectos del queso Suizo y otras variedades han sido discutidos extensamente por Langsrud y Reinbold. Los quesos enfriados en el envase no sufren ningún tipo de tratamiento térmico. Consecuentemente, los microorganismos, principalmente mohos y levaduras, procedentes del material crudo pueden desempeñar un papel destacado en la alteración (Marthi 1987); se utilizan frecuentemente conservantes, como sorbato potásico ácido láctico que ayudan a estabilizar el preparado. El problema principal es el crecimiento, acompañado de la formación de gas, de microorganismos relativamente resistentes a los sorbatos, como lactobacilos procedentes el queso. Debido a la composición y a la distribución bajo estricta refrigeración,
  • 31. 30 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez. los clostridios y otras bacterias vegetativas habitualmente no presentan problemas en estos productos. La contaminación a través del aire mediante el equipo de envasado deficientemente desinfectado puede ocasionar la llegada de microorganismos aIterantes, como mohos en los productos envasados en frío, los cuales, si se les presenta una oportunidad aerobia. desarrollarán causando defectos, especialmente en ausencia de agentes inhibidores o si los mohos presentes son resistentes a dichos agentes. C. Patógenos Diversos factores influyen en la presencia y supervivencia de patógenos en el queso: características del patógeno, como su tolerancia al calor, ácido y sal, número inicialmente presente y su estado fisiológico que influye en la capacidad de sobrevivir a las operaciones del proceso. Las etapas del proceso de fabricación afectan también a la supervivencia de los patógenos. Entre los parámetros que adquieren importancia cabe destacar la temperatura de almacenamiento y procesado, la producción de ácido por los cultivos iniciadores, la adición de sal y otros inhibidores y el proceso de maduración (Bachmann y Spahr, 1995). Si se tiene presente la enorme cantidad de queso producida en el mundo, hay que concluir que este producto tiene un admirable historial respecto a su seguridad microbiológica. Sin embargo, ha sido el vehículo de ciertos brotes de enfermedades alimentarias algunos autores asignaron los microorganismos patógenos a tres grupos de riesgos basándose en datos epidemiológicos, incidencia en leche y características de los microorganismos individuales. Salmonella spp., Listeria monocytogenes y Escherichia coli 0157:H7 se consideraron microorganismos de alto riesgo. Los de riesgo medio incluyeron a estreptococos de los grupos A y C, Yersinia enterocolitica, Brucella abortus. Mycobacterium bovis, Pseudomona aeruginosa, Coxiella burnetii y Aeromonas hydrophila. Estreptococos del grupo A estuvieron implicados en un brote debido a queso hecho a mano a partir de leche cruda. La importancia comercial de este microorganismo es baja. Staphylococcus aureus y Cl. botulinum se catalogaron como de bajo riesgo. Aunque Staphylococcus aureus fue el agente causal de varios brotes en las décadas de 1950 y 1960, las mejoras en las tecnologías de producción de queso han minimizado el riesgo. Aunque la mayoría de las bacterias de las categorías de medio y bajo riesgo no han estado implicadas en brotes alimentarios, se consideran problemáticas porque pueden crecer, o han sido aisladas, de leche. Salmonella. Aunque en los análisis realizados en quesos fabricados comercialmente rara vez se han asilado salmonelas. esta bacteria puede multiplicarse durante la fabricación del queso (Hargrove et al., 1969) y puede sobrevivir en diversas variedades durante más de 60 días (Goepfert et al., 1968; White y Custer, 1976; D'Aoust et al. 1985). Diversos brotes de salmonelosis debidos al consumo de quesos contaminados han sido atribuidos a una falta de control durante el proceso de elaboración del queso (Fontaine et al. 1980; D'Aoust et al., 1985) o a la da contaminada Wood et al. 1984; Sharpe, 1987; D'Aoust et al., 1989b En 1976, siete lotes de queso Cheddar fabricados con leche pasteurizada estaban contaminados con S. heidelberg: estuvieron implicados en un brote que afectó de 28.000 a 36.000 enfermos (Fontaine et al.,
  • 32. 31 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez. 1980). Otro brote asociado también con queso Cheddar contaminado con Staphylococcus muenster ocurrió en Canadá en 1982 (Wood et al.. 1984). Dos años más tarde. se presentó otro brote de salmonelosis en Canadá asociado a queso Cheddar, con 1.500 casos confirmados debido a S. typhimurium. Estos dos brotes canadienses sustentaron a investigaciones anteriores en las que se informaba la capacidad de Salmonella spp. de crecer y sobrevivir más de 60 días de almacenamiento bajo refrigeración (Goepfert et al., 1968; Hargrove et al.. 1969; White y Custer, 1976). Listeria monocytogenes. En 1985, el consumo de queso estilo mejicano contaminado fue el causante de un brote de listeriosis en California (James et al. , 1985; Linnan et al., 1988). El equipo y el entorno de la fábrica presentaban una gran contaminación con Listeria monocytogenes. Se alegó una inadecuada pasteurización de la leche, pero no se confirmó (Johnson. 1990a,b,c). La mayor incidencia de Listeria monocytogenes en quesos blandos y en los madurados por mohos que en quesos duros ha sido confirmada en estudios posteriores en EE UU, Francia, Italia, Dinamarca, Chipre, España, Suiza y Alemania occidental (Ryser y Marth, 1991). Los quesos madurados por mohos tienen altos niveles de humedad y un pH elevado debido al metabolismo del lactato por los mohos y son extremadamente susceptibles a la contaminación superficial durante el proceso de maduración. Se han publicado diversas revisiones bastante completas sobre el significado de Listeria monocytogenes en la industria láctea (Gellin y Broome, 1989; Griffiths, 1989; Pearson y Marth, 1990; Ryser y Marth, 1991). Se ha observado crecimiento de Listeria monocytogenes en los quesos Camembert, Brie, azules y Feta en las condiciones de las operaciones utilizadas para su elaboración. Los incrementos en el número de listerias se asociaron con los aumentos del pH del queso durante la maduración. Listeria monocytogenes se aisló de la salmuera utilizada en la fabricación de quesos Brie y Feta y se ha detectado durante extensos períodos de almacenamiento en quesos de las variedades Colby y Cheddar y en quesos envasados refrigerados. Escherichia coli enteropatogénicos (EPEC). Estos microorganismos son los agentes causales de gastroenteritis humana y de otros animales. La enfermedad alimentaria causada por Escherichia coli ha sido revisada por Kornacki y Marth (1982). En general E. coli no crece bien durante el proceso de elaboración del queso. El bajo pH y la sal son inhibidores, pero si el cultivo iniciador no tiene la actividad adecuada, E. coli puede multiplicarse y sobrevivir durante el citado proceso. Se han descrito brotes de gastroenteritis EPEC debidas al consumo de queso contaminado post-pasteurización, originándose los problemas como consecuencia de una manipulación inadecuada durante su transporte y distribución (MacDonaId et al., 1985). Al contrario que otros tipos. Escherichia coli 0157:H7 es relativamente acidotolerante. Io que ha sido confirmado durante el proceso de elaboración del queso por Reitsema y Henning (1996). Este patógeno se aisló en recientes estudios (Knappstein et al.. 1996; Quinto y Capeda, 1997) y hace poco se ha informado de un brote por el consumo de queso contaminado (Deschenes et al., 1996). Staphylococcus aureus. Este microorganismo se encuentra frecuentemente en la leche a niveles bajos. La leche de vaca procedente de animales con mastitis es una fuente muy importante de cepas enterotoxigénicas de Staphylococcus aureus, pero se destruye en la pasteurización e incluso en la
  • 33. 32 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez. subpasteurización de la leche y se inhibe por la fermentación láctica. Los pocos brotes debidos a Staphylococcus aureus descritos desde 1965 se han atribuido al uso de cultivos iniciadores contaminados o a una falta de control durante el proceso de elaboración del queso (Zehren y Zehren, 1968a.b.c). La producción lenta de ácido por el cultivo iniciador podría permitir el crecimiento de estafilococos hasta unos niveles suficientemente altos para la formación de una cantidad importante de enterotoxina. Elevadas poblaciones de Staphylococcus aureus (>106 por gramo de queso o ml de suero) se han asociado con la presencia de enterotoxina (Tatini et al., 1971a.b). Deben analizarse las poblaciones presentes de esta bacteria y la presencia de enterotoxina en los tanques de queso en los que se ha desarrollado una escasa acidez. Sin embargo, debido a que las poblaciones de Staphylococcus aureus declinan rápidamente durante la maduración. el ensayo de termonucleasa (TNA) puede utilizarse para estimar el crecimiento estafilocócico (Park et al.. 1978; Stadhoudcrs et al., 1978). Clostridium botulinum. En la leche pueden existir esporas de este microorganismo y sobrevivir la pasteurización, pero las condiciones que reinan en el queso previene la germinación y/o el crecimiento, lo cual es necesario para la formación de toxina. Diversos agentes y factores previenen la germinación de las esporas; entre ellos, la actividad de agua, la sal y los agentes antimicrobianos producidos por las bacterias del cultivo iniciador. Una completa recopilación de brotes ligados al consumo de queso ha sido publicada por Collins-Thompson y Wood (1993). En Argentina se declaró un brote por el consumo de queso de untar comercial (Lagarde, 19974); las esporas llegaron con cebollas que se utilizaron como ingrediente. Varios casos de botulismo ocurrieron entre 1973 y 1978 en Suiza y Francia por el consumo de queso Brie madurado. El estudio epidemiológico mostró que la paja sobre la que los quesos se colocaron durante su maduración fue probablemente el origen de la contaminación con las esporas. El caso más reciente ocurrió en Italia donde queso Mascarpone almacenado a una temperatura inadecuada fue el origen del brote. La supervivencia, el crecimiento y la producción de toxina en quesos fundidos dependen de las condiciones del, procesado y de ciertos parámetros, como pH, aw, y la presencia de conservantes. Varios estudios recientes han investigado la interacción entre los diferentes parámetros. Otras bacterias. Se han producido brotes esporádicos de enfermedades alimentarias asociadas al consumo de queso contaminado con otros microorganismos patógenos. No es normal que se presenten gastroenteritis producidas por Shigella spp. debidas al consumo de queso, pero la falta de una manipulación cuidadosa de la leche por personas infectadas puede ocasionar la contaminación directa del producto y del queso. Un brote de shigelosis se describió en Escandinavia en 1982; las investigaciones mostraron que se debió al consumo de queso Brie comprado en Francia que estaba contaminado con Shigella sonnei. Se han aislado Brucella spp. de queso fabricado con leche cruda de vaca, oveja y cabra donde la brucelosis todavía no ha sido erradicada. Quesos madurados en el hogar fabricados con leche contaminada han sido los responsables de pequeños brotes de brucelosis (Johnson et al., 1990a,b,c).
  • 34. 33 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez. Aminas. La presencia, el mecanismo de formación y el catabolismo de las aminas biológicamente activas de los alimentos han sido revisados por Joosten ( 1988); Stratton et al.(1991) y Petridis y Steinhart (1996). Su importancia en los alimentos ha sido discutida por Santos (1996). En los quesos se encuentran con frecuencia tiramina e histamina pero apenas ofrecen peligro, excepto en personas deficientes en mono- y diamino oxidasas. La deficiencia de estas enzimas puede ser de carácter genético o como resultado de la terapia con inhibidores amino oxidasas. La tiramina e histamina son vasoactivas. Elevados niveles de tiramina pueden ocasionar incrementos críticos de la presión sanguínea. La histamina es un fuerte dilatador capilar y tiene efectos hipotensivos. Los síntomas de la intoxicación por histamina imitan a las reacciones alérgicas de alimentos (rubor, pulso rápido, caída de la presión sanguínea y dolores de cabeza). La tiramina e histamina se forman durante la maduración del queso por descarboxilación enzimática de los aminoácidos tirosina e histidina. Los agentes causantes son a menudo lactobacilos mesófilos y miembros de la familia Enterobacteriaceae. Sin embargo, los precursores (tirosina e histidina) están presentes en queso madurado sólo en cantidades suficientes para permitir una formación restringida de las aminas. Elevados niveles pueden encontrase en determinados quesos fabricados con leche cruda y madurados con mohos. Micotoxinas. Existen dos mecanismos básicos de contaminación del queso por micotoxinas: (i) pueden existir ya en la leche utilizada para la fabricación del queso y (ii) pueden formarse al crecer mohos adventicios o mohos utilizados como cultivos iniciadores (Morris y Tatini, 1987). Los niveles de micotoxinas de la leche pueden reducirse impidiendo el crecimiento de los mohos en el pienso del ganado o tratando éste con amoníaco para desactivar las micotoxinas que puedan existir. El crecimiento de mohos toxigénicos, como Aspergillus versicolor, puede controlarse mediante una limpieza y desinfección adecuadas, especialmente en las cámaras de maduración. El tratamiento del queso con natamicina inhibe cl crecimiento del moho superficial. Se ha observado que algunos cultivos iniciadores que contienen mohos producen compuestos tóxicos. Penicillium camemberti produce ácido ciclopiazónico y Penicillium roqueforti roquefortina, fumigaclavina A y ácido micofenólico. Sin embargo, en el queso no necesariamente se forman estos compuestos. incluso si existen en él mohos productores de toxinas. Rara vez se han aislado micotoxinas directamente del queso y cuando esto se logró, el moho estaba tan sumamente crecido que no era probable que ese queso se consumiera D. Control Con frecuencia se utilizan conservantes, como sorbato potásico y ácido láctico, para estabilizar el producto. Debido a ello, el riesgo mayor es el crecimiento, acompañado de la formación de gas, de lactobacilos relativamente resistentes al sorbato que originalmente estaban presentes en el queso. Debido a la composición y distribución estricta bajo refrigeración, los clostridios y otras bacterias vegetativas no causan normalmente problemas en estos productos. La contaminación a través del aire o procedente del equipo de envasado inadecuadamente desinfectado puede contribuir con
  • 35. 34 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez. microorganismos alterantes, como mohos en los productos envasados refrigerados, los cuales causan defectos si se les presenta una oportunidad aerobia, especialmente en ausencia de inhibidores o cuando existen mohos resistentes a los conservantes. Como ya se ha indicado para todos los productos lácteos fermentados, el control de la calidad del queso comienza con el uso de leche de gran calidad, Un tratamiento térmico adecuado reduce los riesgos potenciales Cuando los quesos se fabrican con leche pasteurizada, todas las medidas preventivas normales son adecuadas. Se confía en que todos los patógenos vegetativos presentes en leche cruda pierdan viabilidad durante la maduración y almacenamiento de los quesos, aunque algunos patógenos pueden sobrevivir a este período. Como ya se ha indicado para todos los productos lácteos fermentados, el control de la calidad del queso comienza con el uso de leche de gran calidad. Un tratamiento térmico adecuado reduce los riesgos potenciales. Cuando los quesos se fabrican con leche pasteurizada, todas las medidas preventivas normales son adecuadas. Se confía en que todos los patógenos vegetativos presentes en leche cruda pierdan viabilidad durante la maduración y almacenamiento de los quesos, aunque algunos patógenos pueden sobrevivir a este período. La pasteurización inactiva también microorganismos alterantes y enzimas capaces de producir defectos en el sabor y aroma y en la textura. Cuando durante la pasteurización se eliminan los microorganismos no deseables, es más fácil controlar el proceso de elaboración del queso y obtener productos más uniformes, aunque pueda perderse algunos sabores y aromas deseables. La actividad del cultivo iniciador es un factor crítico. Al añadirse el cultivo iniciador la leche debe ser adecuada para el desarrollo del cultivo y debe seguirse la producción de ácido mediante la determinación de la acidez titulable o midiendo el descenso del pH. Un desarrollo inadecuado de la acidez por el cultivo iniciador puede deberse a diversas causas: la presencia en la leche de residuos de antibióticos procedentes de la terapia de las vacas afectadas por mastitis, niveles residuales bajos de agentes desinfectantes pueden también ocasionar la inhibición del cultivo iniciador; el sistema lactoperoxidasa. niveles elevados de oxígeno y la presencia de inmunoglobulinas en la leche pueden ocasionar también el fallo del cultivo iniciador. Una causa muy seria del desarrollo lento de ácido es la infección del cultivo iniciador por bacteriófagos. con Lactococcus lactis subsp. Lactis y Lactococcus lactis subsp. cremoris particularmente susceptibles a la infección. Es esencial saber la sensibilidad de cada cepa para implantar el sistema de manipulación de los cultivos iniciadores. Las medidas de control han sido recogidas por Cogan y Hill (1993). Las cepas utilizadas en cultivos iniciadores múltiples deben presentar modelos diferentes de sensibilidad a los fagos porque si una cepa es atacada por los bacteriófagos, las otras cepas presentes continuarán produciendo ácido. Los cultivos iniciadores no deben portar fagos lisogénicos, ya que su conversión a la forma lítica ocasionará una reducción de la velocidad de producción de ácido. Debe utilizarse un programa definido de cultivos iniciadores. para la limpieza de los equipos y programas de higienización deben utilizarse desinfectantes basados en cloro o ácido paracético. Para prevenir la contaminación procedente del aire deben aislarse y construirse especialmente las habitaciones donde se prepara el cultivo iniciador. Finalmente. deben
  • 36. 35 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez. utilizarse medios inhibidores de fagos para la preparación del cultivo iniciador. Los fagos lácticos sobreviven a los tratamientos de pasteurización mínimos (Zottola y Marth. 1966); por tanto, la leche destinada a la preparación del cultivo iniciador debe calentarse a 82-880C durante al menos I hora para asegurar la destrucción de fagos. Existen en el comercio cultivos iniciadores congelados o liofilizados. Igualmente, se comercializan cultivos para añadir directamente a la cuba de cuajar. La higienización estricta de la planta. incluyendo una adecuada limpieza y desinfección, minimizará la contaminación post-pasteurización y post-fermentación durante las operaciones de eliminación del suero. maduración. corte en piezas y envasado. El equipo y el agua que pueda contactar con el producto deben estar exentos de microorganismos alterantes y patógenos. El agua de lavado debe clorarse hasta 5-10 ppm y acidificarse a pH de 5,0 con ácido fosfórico de grado alimentario. Es muy importante la higiene de las cámaras de maduración. Las capas de cera o plástico del queso. estanterías de almacenamiento limpias y un control cuidadoso de la humedad ayudarán a minimizar la contaminación. La pulverización con conservantes, como natamicina y sorbato, también ayudará a reducir el crecimiento de moho en la superficie de los quesos. En algunos países (por ej., EE UU) la legislación requiere que la leche se pasteurice cuando va destinada a la elaboración de quesos blandos, a no ser que su maduración sea al menos de 60 días. Esta exigencia se basa en consideraciones de seguridad microbiológica (Johnson et al.. 1990a.b.c). En otros países. incluso en algunos altamente industrializados de Europa, es común la elaboración y consumo de quesos blandos elaborados con leche cruda (no calentada a más de 400C) (EEC, 1992). Desgraciadamente, cuando algunos quesos blandos se maduran durante 60 días se desarrollan unas propiedades organolépticas no deseadas y pierden mucho valor en el mercado. Se ha recomendado la termización (63-65 0C durante 15-20 segundos) junto a una maduración de 60 días (Johnson et al., 1990a,b.c) pero los quesos siguen teniendo los problemas de calidad similares a los madurados con leche cruda. En resumen, la producción de queso a partir de leche cruda continúa en muchas partes del mundo y. en algunos casos, su consumo se efectúa antes de 60 días de maduración. La elaboración de queso con leche cruda y con una maduración inferior a 60 días requiere el control de patógenos y otros microorganismos no deseables en el animal, durante el ordeño y en la leche durante su almacenamiento y transporte desde la granja a la quesería. Ningún tratamiento de control se aplica con excepción de los efectos de las bacterias lácticas y de los cultivos fúngicos. La producción de ácido hasta un pH de 5,0 o algo más bajo inhibe limita el crecimiento de patógenos (Mossel, 19S3). Desgraciadamente. muchos quesos blandos no llegan a desarrollar tal grado de acidez y durante la maduración el pH vuelve a subir. Determinación del NMP de coliformes totales (CT) y coliformes fecales (CF) En la Tabla 1, se presentan los resultados del NMP en la leche cruda, leche pasteurizada, cuajada y queso madurado. Los valores promedios del log NMP/ml en la leche cruda son elevados, debido posiblemente a
  • 37. 36 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez. las malas prácticas de manipulación en el ordeño del ganado vacuno en las fincas proveedoras de leche a la planta y/o a una refrigeración inadecuada inmediatamente después que se ha obtenido la misma. Los valores promedios del log NMP/ml, en el queso madurado evidencian una disminución significativa con respecto a los valores respectivos presentes en la cuajada, lo cual puede explicarse por la acción inhibitoria de la sal en el crecimiento de diversos microorganismos, la temperatura de refrigeración de conservación del queso y al control que ejerce el cultivo láctico sobre los microorganismos indeseables. Este efecto es atribuido a la disminución del pH, la producción de metabolitos que limitan el desarrollo de bacterias no deseables y a la competencia por el mismo sustrato durante la maduración. La maduración del queso es importante para su inocuidad y desarrollo de las características organolépticas típicas La contaminación de la cuajada refleja deficientes prácticas en la higiene del personal y desinfección de los equipos, tal como se puede observar en los recuentos de CF en los manipuladores (Tabla 2) y CT en los equipos (Tabla 3). Los equipos involucrados en la preparación de alimentos, deben estar libres de bacterias coliformes, pero los valores obtenidos superan ampliamente este criterio establecido para los equipos antes y después de ser higienizados (Tabla 3), corroborando las fallas en la desinfección. En la cuajada estos índices de contaminación, directa o indirectamente de origen fecal, constituyen un peligro potencial de contaminación con patógenos entéricos. TABLA 1 NMP de coliformes totales (CT) y coliformes fecales (CF) en leche cruda, leche pasteurizada, cuajada y queso en el proceso de elaboración del queso tipo Gouda Leche cruda Leche pasteurizada Cuajada Queso madurado Muestreos (NMP/ml) (NMP/ml) (NMP/g) (NMP/g) CT CF CT CF CT CF CT CF 1 4,6x104 2,4x103 <3 <3 >2,4x103 460 9 4 2 1,1x104 1,1x103 <3 <3 >2,4x103 460 14 9 3 2,4x104 2,4x103 <3 <3 >2,4x103 460 20 9 4 2,4x105 2,4x103 23 <3 1,1x103 1,1x103 460 39 5 2,4x105 2,4x103 <3 <3 2400 1,1x103 460 43 Log X* 4,969a 3,312a 0,654b 0,477b 3,312c 2,814c 1,745d 1,147d DE 0,443 0,152 0,396 0 0,152 0,207 0,847 0,449 Log X es el logaritmo del valor promedio de NMP, DE es la desviación estándar *En la comparación por pares de log X de leche pasteurizada con leche cruda, cuajada con leche pasteurizada y queso con cuajada, letras diferentes en la fila indican diferencias significativas (P£0,05) con respecto al valor de NMP de CT y CF de la
  • 38. 37 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez. etapa anterior. No se realizan comparaciones entre los valores de NMP de CT y CF dentro de una misma etapa. TABLA 2 Recuentos de coliformes fecales en las manos de los manipuladores en el área de producción Muestreos (ufc/mano) Manipuladores 1 2 3 4 5 Promedio 1 2,2x102 7,4x102 2,6x10 1,0x102 4,8x10 2,3x102 2 2,0x10 3,3x10 - 1,9x10 5,7x10 3,2x10 3 - - 1,8x10 5,6x10 2,5x10 3,3x10 4 - - 2,4x102 1,2x102 3,9x102 1,3x102 5 3,0x103 3,8x102 6,4x104 4,1x102 9,1x102 1,1x103 6 4,6x102 6,8x10 4,5x102 5,2x10 7,2x102 3,5x102 7 2,0x102 1,7x103 2,3x103 9,2x10 2,8x10 8,6x102 8 3,5x10 8,4x102 2,9x102 3,9x10 1,7x10 2,4x102 9 4,3x102 9,6x10 1,5x10 1,8x102 1,5x10 1,5x102 10 5,6x10 - 3,0x10 - 7,0x10 5,2x10 TABLA 3 Recuentos de coliformes totales en la superficie de los equipos Coliformes totales (ufc/100 cm²) Muestreos Antes de higienizar Después de higienizar 1 9,3x103 4,2x102 2 1,1x104 1,9x102 3 9,2x103 1,5x102 4 1,1x103 2,5x102 5 7,7x102 6,3x10
  • 39. 38 Mg. Mariel Alvarez Rodríguez. Log X 3,572 2,255* DE 0,576 0,304 Log X es el logaritmo del valor promedio de ufc/100 cm² DE es la desviación estándar * indica que hay diferencia significativa (P=0,05) con respecto a la etapa anterior Recuentos de aerobios mesófilos en leche cruda y pasteurizada Al comparar el logaritmo del valor promedio del recuento de bacterias aerobias mesófilas (Tabla 4) hallado en la leche cruda El log del recuento promedio de estas bacterias para la leche pasteurizada confirmó que el proceso térmico fue eficiente para disminuir significativamente la carga microbiana inicial de la leche cruda (Tabla 4). TABLA 4 Recuentos de aerobios mesófilos en la leche cruda y pasteurizada Muestreos Leche cruda (ufc/ml) Leche pasteurizada (ufc/ml) 1 1,1x106 5,1x102 2 1,5x105 < 10 3 1,1x106 4,2x102 4 1,1x105 1,5x102 5 3,3x105 9x10 Log X 5,564 2,092 DE 0,469 0,686 Log X es el logaritmo del valor promedio de ufc/ml DE es la desviación estándar