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ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DEL LITORAL Facultad de Ingeniería en Mecánica y Ciencias de la Producción Carrera de Ingeniería en Alimentos
Factores intrínsecos y extrínsecos que afectan el crecimiento microbiano Actividad del Agua Integrantes: Diana Coello Montoya CynthiaEnríquez Campoverde Cecilia Garcés Barcia Christian Guarco Rodríguez CindyJiménez Ramírez Viviana Largo Tomalá Graciela Prieto Salgado Adriana Soriano Huayamave
DEFINICIÓN La actividad de agua de un alimento o solución se define como la relación entre la presión de vapor del agua del alimento y la del agua pura a la misma temperatura. El valor de la actividad de agua nos da una idea de la cantidad de agua disponible metabólicamente   para que  un microorganismo se desarrolle.
Importancia en el desarrollo microbiano  La gran mayoría de los microorganismos requiere unos valores de Aw muy altos para poder crecer.  Variaciones Aw puede afectar la tasa de crecimiento, la composición celular y la actividad metabólica de la bacteria.
La reducción de la actividad de agua para limitar el crecimiento bacteriano tiene gran importancia aplicada en industria alimentaria. La utilización de almíbares, salmueras y salazones reduce la actividad de agua del alimento para evitar su deterioro bacteriano.
RANGOS ÓPTIMOS DE CRECIMIENTO Microbiano ,[object Object],      microorganismos causantes de toxiinfecciones        y los que habitualmente dan lugar a alteraciones, excepto los xerófilos y halófilos extremos. ,[object Object]
Aw=0,85/0,93.- Únicamente crece el       ‘Staphylococcusaureus’ , los hongos aún        pueden crecer. ,[object Object],      resistentes a bajas Aw (osmófilos o halófilos). ,[object Object],[object Object]
MICROORGANISMOSXERÓFILOS Viven en medios secos: rocas expuestas al sol. Hongos y Bacterias. Disacáridos protege membrana y proteínas de desecación.
MICROORGANISMOSOSMÓFILOS Pueden ser: Viven en: Medios hipertónicos SACARÓFILOS HALÓFILOS
sacarófilos Crecen en medios de concentraciones de azúcar. Levaduras (10-60% sacarosa). Solutos compatibles:  polioles.
HALÓFILOS Halófilos Discretos (1-6% NaCl) Viven en: Halófilos Moderados  (6-15% NaCl) Halófilos Extremos (15-30% NaCl) Ambiente altas concentraciones de sal
ESTRUCTURAS CELULARES QUE AYUDAN A LOS MICROORGANISMOS A RESISTIR CONDICIONES DE ALTAS CONCENTRACIONES DE SOLUTOS Cuando un microorganismo crece en un medio de baja Aw solo puede obtener agua del medio incrementando su concentración interna de solutos.  Tal aumento puede llevarse a cabo 		Bombeando iones inorgánicos hacia el interior, o  		Sintetizando o concentrando un soluto orgánico.  El soluto utilizado para ajustar la Aw del citoplasma no debe inhibir los procesos bioquímicos celulares. Solutos compatibles.
Los solutos compatibles también pueden interactuar con lípidos o proteínas previniendo posibles alteraciones de las membranas celulares, disociación de complejos proteicos e inactivación de enzimas. La pared celular es considerada una de las estructuras más importantes, ya que al comportarse como una capa rígida sirve de protección a la célula a  las altas concentraciones.
Se debe tener en cuenta que la membrana citoplasmáticaes la verdadera barrera osmótica (es semipermeable y controla la entrada y salida de sustancias a la célula). Los ribosomas ayudan en la síntesis de proteínas para la producción de solutos compatibles.
CALIDAD MONOMÉRICA QUE CONFORMAN LAS PROTEÍNAS Y LÍPIDOS PARA EVITAR SU DESNATURALIZACIÓN A ALTAS CONCENTRACIONES DE SOLUTOS Deben realizar un trabajo para extraer agua del medio. Deben utilizar solutos compatibles para el ajuste de actividad de agua.
Aspectos Bioquímicos de la vida a concentraciones elevadas de solutos Algunos halófilos mantienen concentraciones similares dentro y fuera de las células. Algunas bacterias logran ajustar su osmolaridad interna a cambios externos: ,[object Object],    Aw>Aw del citoplasma. ,[object Object],    la Aw del exterior es menor que la         del citoplasma.
Adaptación de la composición lipídica Fosfolípido neutro Fosfolípidos cargados negativamente
Acumulación de compuestos osmoprotectores Salt-in Típico de Arqueas y Haloanaerobiales Iones inorgánicos K+ Salt-out Bacterias halófilas o no halófilas Compuestos orgánicos de bajo peso molecular (solutos compatibles)
Halobacterium Pared celular carece de peptidoglucano glucoproteína aminoácidos ácidos iones Na+
Aminoácidos No parecen tener gran importancia en bacterias halófilas moderadas. La excepción la constituye la prolina, que es acumulada por algunas especies Gram-positivas.
AzÚcares En algunas bacterias halófilas moderadas, es frecuente la acumulación de sacarosa y trehalosa. Sólo pueden reemplazar parcialmente a los solutos compatibles nitrogenados. La trehalosa no funciona como agente osmoprotector si se suministra externamente.
Glicina betaína (Betaína) La mayoría de las bacterias acumulan betaína como principal soluto compatible, se acumula tras su transporte desde el medio externo, o bien por oxidación de su precursor, la colina.
Ectoína e hidroxiectoína   En las especies del género Halomonas y en C. salexigens, la ectoína y la  hidroxiectoínason los solutos predominantes cuando las células se cultivan      en un medio sin betaína o colina, alcanzando concentraciones      considerablemente  elevadas, que son suficientes para conseguir un      equilibrio osmótico con el medio.
EJEMPLOS DE MICROORGANISMOS a diferentes rangos de actividad de agua YEJEMPLOS DE productos alimenticios QUE PRESENTAN CONDICIONES  PARA EL CRECIMIENTO MICROBIANO
Rango de Aw   > 0.95
Rango de Aw  0.95 – 0.91
Rango de Aw  0.91 – 0.87
Rango de Aw  0.87 – 0.80
Rango de Aw  0.80 – 0.75
Rango de Aw  0.75 – 0.65
Rango de Aw  0.65 – 0.60
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Factores que afectan el crecimiento microbiano Actividad de Agua

  • 1. ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DEL LITORAL Facultad de Ingeniería en Mecánica y Ciencias de la Producción Carrera de Ingeniería en Alimentos
  • 2. Factores intrínsecos y extrínsecos que afectan el crecimiento microbiano Actividad del Agua Integrantes: Diana Coello Montoya CynthiaEnríquez Campoverde Cecilia Garcés Barcia Christian Guarco Rodríguez CindyJiménez Ramírez Viviana Largo Tomalá Graciela Prieto Salgado Adriana Soriano Huayamave
  • 3. DEFINICIÓN La actividad de agua de un alimento o solución se define como la relación entre la presión de vapor del agua del alimento y la del agua pura a la misma temperatura. El valor de la actividad de agua nos da una idea de la cantidad de agua disponible metabólicamente para que un microorganismo se desarrolle.
  • 4. Importancia en el desarrollo microbiano La gran mayoría de los microorganismos requiere unos valores de Aw muy altos para poder crecer. Variaciones Aw puede afectar la tasa de crecimiento, la composición celular y la actividad metabólica de la bacteria.
  • 5. La reducción de la actividad de agua para limitar el crecimiento bacteriano tiene gran importancia aplicada en industria alimentaria. La utilización de almíbares, salmueras y salazones reduce la actividad de agua del alimento para evitar su deterioro bacteriano.
  • 6.
  • 7.
  • 8. MICROORGANISMOSXERÓFILOS Viven en medios secos: rocas expuestas al sol. Hongos y Bacterias. Disacáridos protege membrana y proteínas de desecación.
  • 9. MICROORGANISMOSOSMÓFILOS Pueden ser: Viven en: Medios hipertónicos SACARÓFILOS HALÓFILOS
  • 10. sacarófilos Crecen en medios de concentraciones de azúcar. Levaduras (10-60% sacarosa). Solutos compatibles: polioles.
  • 11. HALÓFILOS Halófilos Discretos (1-6% NaCl) Viven en: Halófilos Moderados (6-15% NaCl) Halófilos Extremos (15-30% NaCl) Ambiente altas concentraciones de sal
  • 12. ESTRUCTURAS CELULARES QUE AYUDAN A LOS MICROORGANISMOS A RESISTIR CONDICIONES DE ALTAS CONCENTRACIONES DE SOLUTOS Cuando un microorganismo crece en un medio de baja Aw solo puede obtener agua del medio incrementando su concentración interna de solutos. Tal aumento puede llevarse a cabo Bombeando iones inorgánicos hacia el interior, o Sintetizando o concentrando un soluto orgánico. El soluto utilizado para ajustar la Aw del citoplasma no debe inhibir los procesos bioquímicos celulares. Solutos compatibles.
  • 13. Los solutos compatibles también pueden interactuar con lípidos o proteínas previniendo posibles alteraciones de las membranas celulares, disociación de complejos proteicos e inactivación de enzimas. La pared celular es considerada una de las estructuras más importantes, ya que al comportarse como una capa rígida sirve de protección a la célula a las altas concentraciones.
  • 14.
  • 15. Se debe tener en cuenta que la membrana citoplasmáticaes la verdadera barrera osmótica (es semipermeable y controla la entrada y salida de sustancias a la célula). Los ribosomas ayudan en la síntesis de proteínas para la producción de solutos compatibles.
  • 16. CALIDAD MONOMÉRICA QUE CONFORMAN LAS PROTEÍNAS Y LÍPIDOS PARA EVITAR SU DESNATURALIZACIÓN A ALTAS CONCENTRACIONES DE SOLUTOS Deben realizar un trabajo para extraer agua del medio. Deben utilizar solutos compatibles para el ajuste de actividad de agua.
  • 17.
  • 18. Adaptación de la composición lipídica Fosfolípido neutro Fosfolípidos cargados negativamente
  • 19. Acumulación de compuestos osmoprotectores Salt-in Típico de Arqueas y Haloanaerobiales Iones inorgánicos K+ Salt-out Bacterias halófilas o no halófilas Compuestos orgánicos de bajo peso molecular (solutos compatibles)
  • 20. Halobacterium Pared celular carece de peptidoglucano glucoproteína aminoácidos ácidos iones Na+
  • 21. Aminoácidos No parecen tener gran importancia en bacterias halófilas moderadas. La excepción la constituye la prolina, que es acumulada por algunas especies Gram-positivas.
  • 22. AzÚcares En algunas bacterias halófilas moderadas, es frecuente la acumulación de sacarosa y trehalosa. Sólo pueden reemplazar parcialmente a los solutos compatibles nitrogenados. La trehalosa no funciona como agente osmoprotector si se suministra externamente.
  • 23. Glicina betaína (Betaína) La mayoría de las bacterias acumulan betaína como principal soluto compatible, se acumula tras su transporte desde el medio externo, o bien por oxidación de su precursor, la colina.
  • 24. Ectoína e hidroxiectoína En las especies del género Halomonas y en C. salexigens, la ectoína y la hidroxiectoínason los solutos predominantes cuando las células se cultivan en un medio sin betaína o colina, alcanzando concentraciones considerablemente elevadas, que son suficientes para conseguir un equilibrio osmótico con el medio.
  • 25. EJEMPLOS DE MICROORGANISMOS a diferentes rangos de actividad de agua YEJEMPLOS DE productos alimenticios QUE PRESENTAN CONDICIONES PARA EL CRECIMIENTO MICROBIANO
  • 26. Rango de Aw > 0.95
  • 27. Rango de Aw 0.95 – 0.91
  • 28. Rango de Aw 0.91 – 0.87
  • 29. Rango de Aw 0.87 – 0.80
  • 30. Rango de Aw 0.80 – 0.75
  • 31. Rango de Aw 0.75 – 0.65
  • 32. Rango de Aw 0.65 – 0.60
  • 33. Rango de Aw 0.50 – 0.20