Este documento describe los factores que contribuyen a la descomposición de los alimentos, incluyendo microorganismos como bacterias, levaduras y mohos. Explica que para que ocurra la descomposición, los microorganismos deben alcanzar ciertos niveles de población en el alimento y crecer bajo condiciones ambientales adecuadas como la temperatura. También destaca que aunque inicialmente pueden estar presentes múltiples tipos de microbios, solo unos pocos que pueden crecer rápidamente llegan a dominar y causar
Alteraciones y enfermedades transmitidas por los alimentos bromatologia1
Alteración de los alimentos
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CAPÍTULO II: ALTERACIÓN DE LOS ALIMENTOS
Se considera que un alimento está descompuesto cuando pierde las cualidades que lo
hacen aceptable. Los factores para juzgar estas cualidades incluyen olor, textura, sabor
(olor y gusto), forma y ausencia de anormalidades. Se cree que si un alimento pierde
una o más de sus características normales se debe a que se ha echado a perder.
La descomposición de alimentos no sólo causa pérdidas económicas sino también
pérdida de alimentos consumibles. En Estados Unidos y algunos otros países, que
producen alimentos y los adquieren de muchos otros lugares en mayor cantidad de lo
que es necesario, no se considera, hasta cierto grado, que la descomposición sea un
problema importante. Sin embargo, en otras naciones cuya producción no es eficiente,
la descomposición de los alimentos afecta de manera adversa su disponibilidad.
Con el incremento de la población mundial, se deben hacer planteamientos importantes,
no sólo en lo que respecta al aumento de la producción de alimentos, sino también para
reducir su descomposición, que en ciertos países productores de algunos de ellos puede
llegar a 25% o más.
Las cualidades que hacen aceptable un alimento se pueden perder por infestación de
insectos y roedores; asimismo, por efecto de condiciones físicas y químicas inadecuadas
y el crecimiento de microorganismos. Un ejemplo de la degradación física es la
deshidratación de los vegetales frescos (marchitamiento). El deterioro químico incluye
oxidación de grasas, oscurecimiento de frutas y vegetales y degradación autolítica de
algunos vegetales (causada por pectinasas) y pescados (por proteinasas). La
descomposición microbiana es consecuencia del crecimiento de microorganismos
perjudiciales en un alimento o porque la acción de ciertas enzimas microbianas se
presenta en los alimentos.
FACTORES IMPORTANTES EN LA DESCOMPOSICIÓN
MICROBIANA DE ALIMENTOS:
La descomposición microbiana de los alimentos ocurre como consecuencia del
crecimiento microbiano o de la liberación al ambiente alimentario de enzimas
microbianas extracelulares o intracelulares (después de la lisis de las células). Algunos
parámetros detectables asociados a la descomposición de diferentes tipos de alimentos
son cambios en el color, olor y textura, formación de lama, acumulación de gas (o
espuma) y acumulación de líquido (exudado o depurado). La descomposición debida a
la proliferación de microbios ocurre mucho más rápido que la que producen las enzimas
extracelulares o intracelulares en ausencia de células microbianas viables. Entre la
producción inicial (cosecha de una planta y matanza de animales, que sirven para
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consumo humano) y el consumo final se usan diferentes métodos para preservar las
cualidades aceptables de los alimentos, que incluyen la reducción del número y
crecimiento de los microbios. No obstante, los microorganismos crecen y causan
descomposición de los alimentos, que en algunos de ellos puede ser relativamente alta.
Es importante entender los factores asociados a la descomposición microbiana de los
alimentos para conocer la causa de su incidencia y desarrollar medios eficaces de
control.
SECUENCIA DE EVENTOS
Por lo regular, para que los microbios causen la descomposición de los alimentos, deben
presentarse diversos sucesos en secuencia. Es necesario que los microorganismos, de
una o más fuentes, entren en los alimentos; el ambiente alimentario (pH, Aw, potencial
0—R, nutrientes y agentes de inhibición) debe favorecer el crecimiento de uno o más
tipos de esos microorganismos contaminantes; los alimentos han de ser almacenados (o
maltratados) a una temperatura que permita que uno o más tipos se multipliquen;
finalmente, los alimentos deben ser almacenados en condiciones que propicien el
crecimiento durante tiempo suficiente para que proliferen los diferentes tipos de
microbios hasta alcanzar el número necesario para producir cambios detectables en los
alimentos. En los alimentos tratados con calor, es posible que sobrevivan ciertos
microorganismos asociados a la descomposición (termodúricos) o que otros entren en
ellos después del calentamiento (contaminantes poscalentamiento). La descomposición
de alimentos calentados causada por enzimas microbianas, en ausencia de células
microbianas viables puede ser resultado de enzimas estables al calor que producen los
microorganismos antes del calentamiento. Más aún, los alimentos necesitan ser
almacenados a cierta temperatura para que ocurran las actividades catalíticas de las
enzimas y ocasionen cambios detectables.
IMPORTANCIA DE LOS MICROORGANISMOS
Tipos de microbios
Normalmente los alimentos crudos y procesados contienen muchos tipos de mohos,
levaduras y bacterias capaces de multiplicarse y ocasionar su descomposición (los virus
no se multiplican en los alimentos). Dado que la proliferación es un componente
importante en la descomposición, las bacterias (que se pueden reproducir en corto
tiempo), seguidas de las levaduras, tienen una posición favorable sobre los mohos para
causar el rápido deterioro de los alimentos. Sin embargo, en los alimentos en los cuales
las bacterias o las levaduras no encuentran condiciones favorables para su crecimiento,
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que se almacenan por periodos prolongados, es más prevalente la descomposición
debida a los mohos en panes, quesos duros, aderezos secos fermentados, frutas acidas y
vegetales. Avances recientes en el empaquetado anaeróbico de alimentos han reducido
la descomposición de alimentos ocasionada por mohos, y en alguna medida por
levaduras, pero no han evitado la descomposición que ocasionan las bacterias
anaeróbicas y las bacterias facultativas anaeróbicas. Esto significa que de los tres grupos
microbianos, las bacterias son las que causan la mayor incidencia de descomposición,
en especial la que ocurre con rapidez en los alimentos procesados, seguida por las
levaduras y los mohos.
Cantidades de microbios
Para que se produzcan cambios de color, olor y textura en los alimentos, con formación
de lama o gas y acumulación de líquido, los microorganismos (en particular bacterias y
levaduras) necesitan multiplicarse hasta alcanzar ciertas cantidades, que con frecuencia
se denominan "nivel en que se detecta la descomposición". Aunque varía según el tipo
de alimentos y microorganismos, las bacterias y las levaduras tienen que proliferar,
desde su nivel normal, hasta alcanzar alrededor de 107
cél/g, ml o cm2
en un alimento.
De acuerdo con la naturaleza de la descomposición y los tipos de microbios, el nivel de
detección puede variar de 106-8
cél/g, ml o cm2
. La descomposición asociada a H2S,
algunas aminas y formación de H202 se puede detectar a un nivel menor de carga
microbiana, en tanto que la formación de ácido láctico se percibe con una carga mayor.
La formación de limo, relacionada con la acumulación de células microbianas, por lo
regular se detecta a ≥ 108
cél/g, ml o cm2
en un alimento. Se deduce, entonces, que un
alimento con carga inicial relativamente más alta de bacterias de descomposición (o
levaduras) y en condiciones de almacenamiento que favorecen el rápido crecimiento de
éstas, se descompondrá más rápido que un alimento con carga inicial baja de microbios
que requieren más tiempo para proliferar. En el ejemplo hipotético (figura 18-1), la
población alcanza el nivel de detección de descomposición en siete días, con carga alta
inicial (alrededor de 5 x 105
/g), a diferencia de otro con carga inicial más baja (casi 5 x
102
/g) que requiere 20 días de almacenamiento a 12°C de temperatura. Sin embargo,
cuando el producto con baja carga inicial se almacena a 4°C (para incrementar el tiempo
de generación [proliferación]), a las bacterias les toma un lapso de 55 días alcanzar el
nivel en que es detectable la descomposición. Para reducir la descomposición bacteriana
de los alimentos, se requiere que haya tanto una carga inicial baja como prolongar el
tiempo de proliferación de los microorganismos durante el almacenamiento. Se sabe que
la sola presencia de 107
cél/g, ml o cm2
, sin crecimiento (es decir, a partir de la
contaminación masiva inicial) no basta para que un alimento pierda las cualidades que
lo hacen aceptable, pero se descompondrá rápidamente después del crecimiento de
contaminantes. En general, los alimentos bioprocesados contienen cifras muy altas de
microorganismos (108-9
cél/g o ml). No obstante, en condiciones normales son tipos
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deseables, dado que no se considera que los alimentos fermentados estén
descompuestos. La descomposición de los alimentos puede ocurrir por el crecimiento de
bacterias indeseables, por ejemplo, en el queso cottage los alcalígenes y Pseudomonas
ssp. causan la formación de limo o la pérdida de sabor. En este tipo de productos es
necesario usar métodos selectivos para determinar la población ideal de bacterias o
levaduras.
Figura 18-1 Ilustración gráfica que muestra la influencia de los niveles bacterianos de
inicio y las temperaturas de almacenamiento en la vida útil de un producto en
refrigeración.
Microorganismos predominantes
El perfil microbiológico de un alimento difiere mucho del que se halla en un cultivo
puro que crece en un medio de laboratorio. Por lo regular, un alimento no esterilizado y
no descompuesto contiene muchos tipos de microorganismos, como bacterias, levaduras
y mohos (también virus) de diferentes géneros, quizá más de una especie del mismo
género e incluso más de una cepa de la misma especie. La población de cada tipo puede
variar mucho. Sin embargo, cuando el mismo alimento entra en descomposición, se
encuentra que contiene, sobre todo, uno o dos tipos en gran número, que pudieron no
estar presentes al inicio en el producto no contaminado o fresco. Entre las diferentes
especies que se hallan presentes al inicio y que tienen capacidad de prosperar en un
alimento particular, sólo las que proliferan en poco tiempo bajo condiciones de
almacenamiento son las que logran incrementar su número con rapidez hasta causar la
descomposición. En un estudio se tomó como muestra un corte de carne de res (pH 6.0),
y en un principio se encontró que contenía cerca de 103
células bacterianas/g, con
Semanas de almacenamiento
CFU/ml,g,cm2
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niveles relativos de Pseudomonas spp. (1%), Acinetobacter y Moraxella (11%),
Brochothrix thermosphacta (13%) y otras (Micrococcus, Staphylococcus,
Enterobacteriaceae y bacterias del ácido láctico, etc.) (75%). Después de que se
almacenó durante siete días a una temperatura de 2°C, la población alcanzó 6 x 107
cél/g, con niveles relativos de Pseudomonas ssp. de 99% y de otras de 1%. Muchas de
las especies bacterianas presentes al inicio pudieron haber proliferado en las
condiciones de almacenamiento de la carne, pero las que prosperan en menor tiempo
son las de Pseudomonas ssp. Como resultado, aunque en el inicio apenas constituían 1%
de la población, luego de 12 días se convirtieron en la especie predominante (99%). Si
la misma muestra de carne se hubiera almacenado en condiciones anaerobias a 2°C
(como en un empaque al vacío), hasta que la población alcanzara una cifra de 107
/g, la
bacteria dominante habría sido, con mayor probabilidad, la anaeróbica facultativa
Lactobacillus o Leuconostoc, o ambas, dadas sus ventajas para proliferar en esas
condiciones.
En este contexto, es importante considerar que el tiempo de proliferación de una especie
microbiana, incluso bajo condiciones óptimas de crecimiento, es mucho más
prolongado en los alimentos que en el caldo microbiológico. Asimismo, en las mismas
condiciones de almacenamiento, el comportamiento de una población mixta de
microbios puede ser muy diferente en un alimento en comparación con un caldo de
cultivo. Debido a esto, los tipos predominantes que se encuentran luego del crecimiento
inicial de una población mezclada de microbios en un alimento o un caldo y en el
mismo alimento, bajo condiciones idénticas, puede ser diferente. Aunque el crecimiento
en caldo de cultivo es conveniente, y si se diseña en forma adecuada puede proporcionar
información inicial valiosa, siempre es preferible contar con estudios de alimentos
específicos.
ALGUNAS BACTERIAS IMPORTANTES EN LA DESCOMPOSICIÓN DE LOS
ALIMENTOS
En teoría, cualquier microorganismo (como los que se usan en la fermentación y los
patógenos) que se multiplica en un alimento hasta alcanzar un alto nivel de población
(nivel en que es detectable la descomposición) tiene la capacidad de descomponer dicho
alimento. Sin embargo, en la realidad sólo se identificado ciertas especies bacterianas de
diversos géneros como las principales causantes de la descomposición de la mayoría de
los alimentos. Lo anterior depende de las características de las bacterias, de los
alimentos y de las condiciones almacenamiento. La influencia de estos factores en la
determinación de las bacterias que serán predominantes en la descomposición de un
alimento se expone brevemente en la siguiente sección, que no incluye los patógenos.
Bacterias psicrotróficas
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Estas bacterias constituyen especies capaces de prosperar a 5°C o menos, pero se
multiplican con más rapidez a 10 a 25°C o temperaturas más altas. Muchos alimentos se
almacenan en hielo (frío) y en refrigeradores, y se espera que algunos tengan una vida
útil prolongada (50 días más). Entre el procesamiento y el consumo, pueden estar a
temperaturas incluso de 10°C o mayores. Las bacterias psicrotróficas (así como las
levaduras y mohos que son psicrotróficos causan la descomposición de esos alimentos.
Si éstos se almacenan bajo condiciones aeróbicas, serán predominantes las bacterias
aeróbicas psicrotróficas. En los que son almacenados en condiciones anaeróbicas
(también en el interior de alimentos procesados) será mayor el predominio de las
bacterias facultativas anaeróbicas. Si se aplica tratamiento con calor bajo y no se
exponen a contaminación posterior durante el almacenamiento a bajas temperaturas, la
descomposición será ocasionada por las bacterias psicrotróficas termodúricas.
Algunas bacterias aeróbicas psicrotróficas de descomposición importantes:
Entre ellas están Pseudomonas fluorescens, Pse.fragi, otras especies de Pseudomonas,
Acinetobacter, Moraxella y Flavobacterium (en este grupo se incluyen algunas
levaduras y mohos).
Algunas bacterias facultativas psicrotróficas anaeróbicas de descomposición
importantes:
Incluyen Brochothrix thermosphacta, Lactobacillus viridescens, Lab. sake, Lab.
curvatus no identificadas, Lactobacillus spp. Leuconostoc carnosum, Leu. gelidum. Leu.
mesenteroides, Leuconostoc spp, no identificadas, algunas especies de Enterococcus
spp., Serratia liquifaciens, algunas Hafnia spp., Proteus y Shewanella (anteriormente
Alteromonas) putrefaciens (y algunas levaduras microaerófilas).
Algunos psicrotróficos termodúricos importantes
Comprenden anaeróbicos facultativos, como esporas de Bacillus coagulans y Bac.
megaterium, algunas cepas de Lab. Viridescens. Además, anaerobios como las esporas
de Clostridium laramie, Clo. estertheticum, Clo. algidicarnis, Clo. putrefaciens y
Clostridium spp. no identificadas. Las esporas sobreviven al tratamiento con calor bajo.
Después de su germinación y brote, las células crecen a temperaturas bajas.
Cuando un alimento se halla a más de 5°C (como sucede durante su transporte y
exhibición en los mercados) también pueden crecer algunos mesófilos verdaderos
(rango de temperatura de crecimiento, 15 a 45°C, óptima de 25 a 40°C). Sin embargo, a
10 a 15°C, por lo regular los psicrótrofos prosperan con mayor rapidez.
Bacterias termófilas
Por definición, las bacterias constituyen un grupo que crece a temperaturas entre 40 y
90°C, con proliferación óptima de 55 a 65°C. Algunos alimentos procesados a calor alto
se calientan entre 50 y 60°C durante un periodo prolongado (sobre todo en
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establecimientos de comida rápida y restaurantes). Es posible que esos alimentos
tratados con calor contengan esporas de algunos Bacillus termófilos y Clostridium spp.,
que a esas temperaturas germinan y se multiplican hasta causar la descomposición de
dichos alimentos. Además, algunas bacterias vegetativas termodúricas sobreviven al
procesamiento a calor bajo (como la pasteurización) o los termófilos que contaminan los
alimentos después del calentamiento pueden multiplicarse en esos productos, en
especial si su temperatura es cercana a 50°C. Entre estos microorganismos están algunas
bacterias del ácido láctico, como Pediococcus acidilactici y Streptococcus
thermophilus, así como algunos Bacillus y Clostridium spp., que pueden sobrevivir y
causar la descomposición de alimentos que son cocinados a calor bajo (60 a 65°C, como
es el caso de algunas carnes procesadas) o que se ponen al fuego durante periodos
prolongados.
Bacterias acidúricas
En general, se considera que las bacterias que pueden proliferar con relativa rapidez en
alimentos con pH de 4.6 o menor son acidúricas (o acidófilas). Por lo regular se asocian
a la descomposición de productos ácidos como los jugos de frutas, salmuera, salsas,
aderezos para ensaladas, mayonesas y embutidos. Se ha relacionado a las bacterias del
ácido láctico heterofermentadoras (como Lab. fructivorans. Lab. fermentum y Leu.
Mesenteroides) y bacterias acidolácticas homofermentadoras (como Lab. plantarum y
Ped. acidilactici) con la descomposición de los alimentos (levaduras y mohos son
acidófilos y, por lo tanto, también tienen que ver en la descomposición de esos
alimentos).
IMPORTANCIA DE LOS ALIMENTOS
Tipos de alimentos
Los alimentos difieren mucho en su susceptibilidad a la descomposición por
microorganismos. Esto se debe, sobre todo, a sus diferencias en lo que atañe a los
factores intrínsecos (Aw, pH, potencial 0—R, contenido de nutrientes, sustancias
antimicrobianas y estructuras de protección). Un alimento con Aw más baja (~0.90) o un
pH menor (~5.3) es menos susceptible a la descomposición bacteriana que otro con Aw
de casi 0.98 o pH de casi 6.4. No obstante, es probable que los mohos y levaduras
crezcan por igual en ambas condiciones. Con base en su susceptibilidad a la
descomposición, se puede agrupar a los alimentos en perecederos (descomposición
rápida, de días), semiperecederos (con vida relativamente prolongada, de semanas o
meses) y no perecederos (con vida muy larga, de varios meses o años). Además de los
parámetros intrínsecos, los extrínsecos (condiciones de almacenamiento) desempeñan
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funciones importantes cuando se determina la facilidad con la que las bacterias
descomponen diversos tipos de alimentos.
Nutrientes de los alimentos
El crecimiento microbiano en los alimentos tiene relación con el metabolismo de
algunos carbohidratos, compuestos proteináceos y no proteináceos, compuestos
nitrogenados no proteínicos (NPN) y algunos lípidos. En los siguientes párrafos se
describen brevemente las influencias de los principales tipos de carbohidratos
(polisacáridos, trisacáridos, disacáridos, monosacáridos y alcoholes de azúcar),
compuestos proteináceos (proteínas, péptidos), compuestos NPN (aminoácidos, urea,
creatinina y óxido de trimetilamina) y lípidos (triglicéridos, fosfolípidos, ácidos grasos y
esteroles) en la descomposición bacteriana de los alimentos. Según lo antes expuesto, se
hace evidente que los microorganismos difieren mucho en sus capacidades para
metabolizar los diferentes nutrientes de los alimentos (como su capacidad o incapacidad
para utilizar la celulosa y la lactosa como fuentes de carbono, la caseína como fuente de
nitrógeno y la oxidación del ácido oleico). De manera similar, distintos
microorganismos pueden aprovechar un mismo nutriente (sustrato), por diferentes vías
metabólicas, para generar diferentes productos finales (p. ej., la metabolización que
hacen de la glucosa las bacterias del ácido heteroláctico y homoláctico). Según sea el
metabolismo, aeróbico o anaeróbico, un mismo nutriente puede ser degradado para
producir diferentes productos finales. Así, Micrococcus spp., metaboliza (cataboliza)
por vía anaeróbica la glucosa para producir CO2 y H2O; en forma aeróbica, Lab.
acidophilus genera principalmente ácido láctico. De manera aeróbica, Saccharomyces
cerevisiae metaboliza la glucosa a CO2 y H20, pero por vía anaeróbica a etanol y CO2.
Bajo condiciones específicas, algunos microorganismos también tienen la capacidad de
sintetizar (anabolismo) compuestos poliméricos como productos finales, como Leu.
mesenteroides que produce dextrano (polímero de glucosa) mientras metaboliza
sacarosa. Algunos microorganismos también secretan enzimas extracelulares para
desdoblar los nutrientes moleculares grandes de los alimentos (como los mohos que
desdoblan el almidón por medio de la amilasa). Finalmente, otros microorganismos
sintetizan pigmentos, en tanto crecen en los alimentos (como Micrococcus luteus que
produce pigmento amarillo).
De lo anterior se deduce que durante la proliferación de los microorganismos, el
metabolismo de los nutrientes de los alimentos puede cambiar en forma adversa las
cualidades que los hacen aceptables. Algunos cambios son de olor (debidos a la
elaboración de productos finales volátiles), color (producción de pigmentos u oxidación
de los compuestos de color naturales, como la oxidación de la mioglobina de la carne),
textura (desdoblamiento de pectina por las pectinasas en vegetales o ablandamiento de
los tejidos de la carne por proteinasas), acumulación de gas (por la producción de CO2,
H2 o H2S), formación de limo (generado por la producción de dextrano y diferentes
tipos de exopolisacáridos o demasiadas células microbianas que confluyen en su
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crecimiento) y la acumulación de líquido (acumulación de purga; en carnes crudas y
procesadas por el desdoblamiento de las estructuras que contienen el agua de
hidratación). Algunos de estos cambios también ocurren por el efecto que tienen los
metabolitos microbianos sobre el pH de los alimentos. La producción de ácidos
orgánicos que realizan los microorganismos, que reduce el pH de los alimentos, puede
disminuir la capacidad de los alimentos para conservar el agua (como el crecimiento de
algunas bacterias del ácido láctico en productos bajos en grasas y en productos
procesados de la carne con pH alto). De manera similar, cuando los microorganismos
elaboran compuestos básicos, pueden ocasionar que su pH se desplace al lado alcalino y
reducir las cualidades aceptables de los alimentos (como sucede con la descarboxilación
de aminoácidos en algunos productos cárnicos procesados causada por la producción de
aminas, que desplaza el pH al nivel básico y cambia el color del producto de café claro a
rosa en algunos derivados procesados de la carne).
El cuadro 18-1 es una lista de los productos finales resultantes del metabolismo de los
nutrientes alimentarios que se atribuyen a los microorganismos de descomposición.
Estos productos varían según la naturaleza del metabolismo (p. ej, respiración aeróbica,
respiración anaeróbica o fermentación). Es evidente que muchos de esos metabolitos
tienen la capacidad de producir modificaciones asociadas a la descomposición de los
alimentos (cambios de olor, formación de gas o de limo).
NUTRIENTE
ALIMENTARIO
PRODUCTOS FINALES
Carbohidratos CO2, H2, H2O2, lactato, acetato, formiato, succinato, butirato,
isobutirato, isovalerato, etanol, propanol, butanol, isobutanol,
diacetil, acetoína, butanediol, dextrano, levanos
Compuesto npn y
proteináceos
CO2, H2, NH3 H2S, aminas, cetoácidos, mercaptanos,
disulfuros orgánicos, putrescina, cadaverina, escatol (3-
metilindol)
Lípidos Ácidos grasos, glicerol, hidroperóxidos, compuestos carbonilo
(aldehídos, cetonas) bases nitrogenadas
Utilización de nutrientes alimentarios
Casi todos los alimentos contienen ciertas cantidades de carbohidratos, proteináceas y
compuestos NPN, así como lípidos que se hallan disponibles para que los usen los
microorganismos mientras se desarrollan. Sin embargo, las características de la
descomposición de los alimentos varía ampliamente por las diferencias en la naturaleza
y cantidad de un nutriente específico que contiene un alimento, el tipo de
microorganismos que crecen en él y la naturaleza del metabolismo (respiración o
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fermentación). En general, para la producción de energía, los microorganismos
prefieren usar primero monosacáridos metabolizables, disacáridos y grandes cantidades
de carbohidratos; luego NPN, péptidos pequeños y compuestos proteináceos grandes,
finalmente lípidos. No obstante, de nuevo las características metabólicas dependen de
que una especie en particular pueda usar un carbohidrato específico (como la habilidad
o no de utilizar la lactosa) y de la concentración de éste en el medio (limitada o alta).
Asimismo, se usan las moléculas pequeñas de cualquier nutriente, antes que las
moléculas grandes (polímeros).
Si un alimento contiene carbohidratos que puedan ser fermentados por los
microorganismos contaminantes, por lo regular serán los primeros en ser metabolizados.
Cuando los carbohidratos están presentes en cantidades suficientes, entonces las vías
metabólicas permanecen sin cambio durante el crecimiento rápido de los
microorganismos. Pero si la concentración de carbohidratos es limitada, entonces
después de que los microorganismos los usan, en general prosiguen con NPN, péptidos
pequeños y otros compuestos proteináceos. Por ejemplo, las levaduras que crecen en un
jugo de fruta, que contiene relativamente altas cantidades de carbohidratos
metabolizables (fructosa, glucosa y sacarosa) producirán ya sea CO2, o H2O (vía
aeróbica) o alcohol y CO2 (vía anaeróbica). Sin embargo, el crecimiento aeróbico de
Pse. fluorescens en carne fresca, que contiene cantidades limitadas de glucosa, primero
procede con la metabolización de ésta y posteriormente prosigue con los aminoácidos
libres y con otros compuestos NPN.
Si se permite que crezcan por largo tiempo, producirán proteinasas extracelulares para
desdoblar las proteínas de la carne a fin de producir péptidos pequeños y aminoácidos
para el ulterior metabolismo. Con más tiempo, tiene la capacidad de producir lipasas
para desdoblar los lípidos de la carne y usar algunos ácidos grasos. En alimentos (como
la leche) que contienen grandes cantidades tanto de carbohidratos (lactosa) como de
proteínas, un microorganismo metabolizador de lactosa de preferencia utilizará la
lactosa para producir ácido o ácido y gas (Lac. lactis producirá ácido láctico y
Leuconostoc spp., (ácido y gas), pero otro incapaz de aprovechar la lactosa usará NPN y
compuestos proteináceos para su crecimiento (Pseudomonas spp.). Los patrones de
descomposición de esas bacterias serán muy diferentes.
En una población microbiana mixta, como la que normalmente se halla en un alimento,
la cantidad y disponibilidad de los carbohidratos afecta en gran medida el patrón de
descomposición. Por ejemplo, las carnes frescas, que tienen un nivel bajo de glucosa,
son susceptibles a la descomposición microbiana que degrada NPN y compuestos
proteináceos. Sin embargo, si se añade a la carne un carbohidrato metabolizable
(glucosa, sacarosa o lactosa), será predominante el metabolismo de los carbohidratos. Si
entre la microflora normal se halla presente la bacteria del ácido láctico, y el ambiente
es favorable para su crecimiento, producirá suficientes ácidos para inhibir el crecimiento
de mucha de esa microflora, que de manera preferente metaboliza NPN y compuestos
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proteináceos (p. ej., psicrótrofos gramnegativos). Esto es conocido como el efecto
economizador (sparing) de las proteínas (proteínas que no son metabolizadas). En la
formulación de productos cárnicos procesados, se usan carbohidratos metabolizables
simples (por lo regular glucosa) para producir este efecto.
Crecimiento microbiano en secuencia
Factores intrínsecos y extrínsecos de los alimentos determinan cuál, de entre la mezcla
de especies microbianas que normalmente están presentes, se multiplicará rápido, será
predominante y ocasionará la descomposición. Sin embargo, conforme proliferan los
tipos predominantes, producen metabolitos y cambian el ambiente alimentario. En ese
ambiente modificado es posible que otras especies, que aunque estaban presentes al
inicio no tenían la posibilidad de competir, se encuentren en posición favorable para
prosperar rápidamente y cambiar de nuevo el ambiente, hasta el punto de que propicie
que un tercer tipo crezca con rapidez. Si se deja suficiente tiempo, pueden cambiar los
tipos de microbios predominantes y la naturaleza de la descomposición de un alimento.
Se puede usar como ejemplo hipotético el crecimiento secuencial en una muestra de
leche de Lactococcus spp., de Bacillus sp. acidúricos lactonegativos y bastoncillos
gramnegativos (como Pseudomonas spp.). En un principio, el rápido crecimiento de
Lactococcus spp. (con capacidad de metabolizar lactosa) en condiciones favorables de
crecimiento, reducirá el pH de su nivel original de 6.5 a 5.0 y disminuirá la tasa de
proliferación de muchas otras especies de bacterias presentes en la muestra. A medida
que el pH cae por debajo de 5.0, el tiempo de generación de Lactococcus spp. se hace
más prolongado. Entonces, Bacillus sp., debido a su naturaleza acidúrica, puede iniciar
su multiplicación, metabolizar proteínas e incrementar el pH (digamos a 5.8). Con el pH
alto, Pseudomonas spp., presente desde el inicio, puede empezar a prosperar al
metabolizar NPN y compuestos proteináceos e incrementar todavía más el pH, mediante
la producción de algunos metabolitos (aminas, NH3). De esta manera, puede haber
cambios en lo que atañe a los microorganismos predominantes y los metabolitos
asociados a la descomposición (p. ej., la naturaleza de ésta) de un alimento, si se
almacena por suficiente tiempo.
DESCOMPOSICIÓN DE GRUPOS DE ALIMENTOS ESPECÍFICOS:
Cuando un alimento se produce en condiciones sanitarias apropiadas, al inicio contiene
microorganismos a un nivel (por g, ml o cm2
) mucho menor que cuando se detecta que
ha entrado en descomposición. Después, el crecimiento de algunas especies
microbianas, entre las que se hallaban presentes al inicio, permite que los microorganis-
mos alcancen el nivel en el que se detecta la descomposición. Numerosos factores
determinan cuáles especies se multiplicarán con rapidez relativa y llegarán a ser los
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microorganismos de descomposición predominantes. Junto con los tipos de microbios,
los tipos de alimentos y el ambiente en el que se encuentran (factores tanto extrínsecos
como intrínsecos) desempeñan importantes funciones en la determinación de la
microflora de descomposición que será predominante. A continuación se tratará sobre
los diferentes microorganismos relacionados con la descomposición de los diversos
grupos de alimentos. Dado que los alimentos de cada grupo tienen semejanzas en
cuanto al contenido de nutrientes y el ambiente, en general se asocian a la
descomposición tipos de microbios similares; no se incluyen los patógenos.
PRODUCTOS DE CARNE FRESCOS Y LISTOS PARA COMER
Carne cruda
La carne fresca de animales y aves contiene grupos grandes de bacterias con la
capacidad de causar su descomposición, entre ellas están especies de Pseudomonas,
Acinetobacter, Moraxella, Shewanella, Alcaligenes, Aeromonas, Escherichia,
Enterobacter, Serratia, Hafnia, Proteus, Brochothrix, Micrococcus, Enterococcus,
Lactobacillus, Leuconostoc, Carnobacterium y Clostridium, así como levaduras y
mohos. La flora de descomposición predominante en la carne se determina por la
disponibilidad de nutrientes, de oxígeno, temperatura de almacenamiento, pH, tiempo
de almacenamiento del producto y tiempo de generación (proliferación) de los
microorganismos presentes en un ambiente dado. Las carnes posrigor mortis son ricas
en compuestos de nitrógeno no proteicos [NPN] (cerca de 13 mg/g; aminoácidos y
creatina), péptidos y proteínas, pero contienen concentraciones bajas de carbohidratos
(alrededor de 1.3 mg/g; glucógeno, glucosa, glucosa-6-fosfato), con un pH cercano a 5.5
y Aw mayor de 0.97. Las carnes oscuras firmes deshidratadas (DFD) casi no contienen
carbohidratos y su pH es de 6.0 o mayor.
Para retardar la descomposición, las carnes frescas se almacenan a temperatura de
refrigeración (< 5°C), a menos que no haya instalaciones disponibles de este tipo. Esto
significa que por lo regular las bacterias psicrotróficas son los tipos predominantes en la
descomposición de las carnes crudas. En almacenamiento aeróbico a baja temperatura,
se ve favorecido el crecimiento de aerobios psicrotróficos y anaerobios facultativos. En
los cortes de carnes que se venden al menudeo prolifera Pseudomonas con mayor
rapidez, debido al corto tiempo de generación, para lo cual usan primero glucosa y
luego aminoácidos; el metabolismo de estos últimos va acompañado de malos olores
derivados de la producción de sulfuro de metilo, esteres y ácidos. En carnes con pH alto
o bajo contenido de glucosa, o ambos, pueden prosperar especies de Acinetobacter y
Moraxella, que de preferencia metabolizan aminoácidos en vez de glucosa, crecen con
rapidez y producen olores indeseables. La descomposición de esos aerobios estrictos en
13. Alteración de los Alimentos
Dra. Mariana Saá Cruz Página 81
forma de olores desagradables se detecta cuando la población se acerca a 107-8
cél/cm2
y
la formación de limo a casi 108-9
cél/cm2
. Cuando el color rojo oxigenado de la
mioglobina es oxidado da por resultado el color gris o café de la metmioglobina. La
descomposición en las carnes DFD ocurre con mayor rapidez, puesto que en ausencia de
carbohidratos las bacterias utilizan de inmediato los aminoácidos.
La carne refrigerada en atmósfera modificada, por ejemplo, mezcla de CO2 y O2
favorece el crecimiento del anaerobio facultativo Brochothrix thermosphacta, en
especial en carne con pH de 6.0 o mayor (en carne DFD). Este microorganismo
metaboliza la glucosa a ácido acético y acetoína, y leucina y valina a ácidos isovaléricos
e isobutíricos, lo que produce cambio de olor (olor a queso). En condiciones
anaeróbicas, metaboliza la glucosa para producir pequeñas cantidades de ácido láctico
(que no se considera causante de descomposición).
Los anaerobios y aerobios psicrotróficos facultativos pueden crecer en la carne
empacada al vacío y generar diferentes tipos de descomposición. Lactobacillus curvatus
y Lab. sake metabolizan la glucosa para producir ácido láctico, y convierten los
aminoácidos leucina y valina a ácidos isovaléricos e isobutíricos. Estos ácidos grasos
volátiles le confieren olor a queso a la carne cuando alcanzan un nivel de población
mayor de 107-8
cél/cm2
. Se considera que este tipo de descomposición no es por entero
indeseable, pues cuando se abre el empaque desaparece el olor. Sin embargo, cuando
metabolizan cisteína y producen gas H2S, el producto adquiere color y olor
desagradables.
Las bacterias heterofermentadoras, Leuconostoc carnosum y Leu. gelidum, generan CO2
y ácido láctico, lo que causa acumulación de gas y líquido en el empaque. Otro
microorganismo, Shewanella putrefacience, que prolifera en condiciones aeróbicas y
anaeróbicas, metaboliza aminoácidos (en particular cisteína) y produce sulfuro de
metilo y H2S en grandes cantidades. Estos, además de los olores repugnantes que
causan, afectan de manera adversa el color de la carne. H2S oxida la mioglobina para
formar metmioglobina, lo que da por resultado una decoloración verde. Los anaerobios
facultativos Enterobacter, Serratia, Proteus y especies de Hafnia al prosperar en la
carne generan aminas, amoniaco, sulfuros de metilo y mercaptanos, lo que causa
putrefacción. Asimismo, algunas cepas producen H2S en cantidades pequeñas y le dan
coloración verde a la carne. Por lo regular, con la producción de aminas y amoniaco,
cambia el pH de la carne al rango alcalino y toma un color que va del rosado al rojo. Se
ha observado que Clostridium spp., psicrotróficos, como Clostridium laramie,
ocasionan descomposición asociada a la proteólisis y pérdida de textura de la carne,
acumulación de líquido en la bolsa de empaque y olor ofensivo en el que predomina
H2S. En un principio el color de las carnes se torna inusualmente rojo y luego cambia a
verde (debido a que H2S oxida la mioglobina). Algunos Clostridium spp., y tal vez
Enterococcus, pueden ocasionar la descomposición en el contorno de la carne y en la
parte profunda cerca del hueso, denominada hueso agrio o contaminado.
14. Alteración de los Alimentos
Dra. Mariana Saá Cruz Página 82
Las carnes desmenuzadas tienden a descomponerse con más rapidez que en cortes,
porque su superficie es mayor. En almacenamiento aeróbico, el crecimiento de las
bacterias aeróbicas (ante todo Pseudomonas ssp.) causa cambios de olor, textura, color
y hace que la carne se torne babosa. Al inicio el interior es microaerófilo (debido al
oxígeno disuelto del aire atrapado), que entonces se torna anaeróbico, y permite el cre-
cimiento de las bacterias facultativas predominantes. En productos envasados al vacío,
en la primera etapa predominan las bacterias del ácido láctico. Las bacterias del ácido
láctico heterofermentadoras pueden causar la acumulación de gas en el empaque.
Algunas de las bacterias del ácido láctico usan los aminoácidos para multiplicarse.
Cuando aprovechan la glucosa, los anaerobios gramnegativos facultativos crecen y
degradan los aminoácidos y generan un olor pútrido.
Se debe reducir el nivel inicial de microbios para disminuir la descomposición de las
carnes frescas. Además, el almacenamiento a bajas temperaturas (de O a 1°C) modifica
la atmósfera del empaque, por lo que éste debe hacerse al vacío. Se han probado
muchos otros métodos para reducir la carga inicial microbiana y hacer más lenta la tasa
de crecimiento de los bastoncillos gramnegativos. Entre ellos están la adición de
pequeñas cantidades de ácidos orgánicos para bajar el pH de la carne (pH ligeramente
arriba de 5.0) mediante el secado de la superficie de la carne (reducción de Aw) y una
combinación de los factores antes expuestos, entre otros el almacenamiento a baja
temperatura.
Productos cárnicos listos para consumo
Este grupo incluye productos de carne curados y sin curar, procesados ya sea a calor
bajo o alto. Las carnes procesadas a calor alto, curadas y sin curar, son tratadas para
hacerlas comercialmente estériles. Por ende, sólo pueden tener como sobrevivientes
algunas esporas termófilas, que no germinarán a menos que los productos se expongan a
temperaturas mayores, propicias para que broten.
Las carnes no curadas procesadas a calor bajo, como las cocidas, se les da tratamiento a
una temperatura interna de 60 a 71°C. Por lo regular las superficies de las carnes (y por
lo tanto los microorganismos) se exponen a la temperatura final durante una hora o más,
según el tamaño de la carne (que puede ser mayor de 4.6 kg). En estas condiciones, sólo
las esporas de Bacillus y Clostridium spp., y algunas especies en extremo vegetativas
termodúricas (Lab. viridescens, algunos Enterococcus y Micrococcus dentro del
producto) pueden sobrevivir. Sin embargo, los productos, aunque se cocinen en bolsas y
no se corten en porciones, se abren y manejan antes de su empaque final al vacío y
almacenamiento refrigerado. Muchos tipos de microorganismos de la maquinaria de
producción, del personal, del agua y del aire pueden entrar en los productos como
contaminantes después del procesamiento con calor. En algunas situaciones, especias y
otros ingredientes que se añaden a los productos después de someterlos a calor pueden
ser fuente de contaminación microbiana. Algunos productos se rebanan antes de su
empaquetamiento al vacío, lo que aumenta las posibilidades de que el equipo o el
15. Alteración de los Alimentos
Dra. Mariana Saá Cruz Página 83
ambiente contaminen la superficie del producto con la que tienen contacto. Se han
identificado bacterias psicrotróficas facultativas anaerobias y aerobias en la
descomposición de estos productos. En el empaquetamiento al vacío de carne de res,
pavo y pollo cocidos, se han encontrado Lactobacillus spp. y Leuconostoc spp.,
heterofermentadoras, como contaminantes posteriores al calentamiento, con
acumulación de grandes cantidades de gas (CO2) y líquido (debido a la producción de
ácido) dentro de la bolsa, sin que causen muchos cambios de sabor, olor o textura. En la
carne de res cocida se ha detectado, después de cuatro semanas, que hay producción de
gas y acumulación de depurado (purga) por acción de Clostridium spp., psicrotróficas,
junto con pérdida de sabor y cambio del color de café a rosa o rojo. En la descomposi-
ción de rebanadas de carne de res cocida (roast beef), el color café propio de esta carne
cambia a rosa (en una semana) y adquiere olor pútrido (después de seis semanas).
Proteus y Hafnia spp. participan en la descomposición de este producto.
Las carnes curadas y procesadas a calor bajo comprenden una amplia variedad de
productos, como salchichas tipo alemán, jamón y bocadillos (tipo lunch) hechos de
carne de res, cerdo y aves de corral. Estas carnes se mezclan con diferentes tipos de
aditivos para mejorar su color, textura, sabor, vida en empaque y seguridad. Algunos de
esos aditivos son nitritos, sal, dextrosa, fosfato, sorbato, eritorbato, leche en polvo des-
grasada, proteínas de soya y distintos tipos de especias. En algunos de los productos
reducidos en grasas el contenido de éstas es muy bajo (< 2%) en comparación con los
productos que normalmente contienen > 30% de grasa (algunos embutidos tipo alemán
de línea). Algunos de los productos, en especial los bajos en grasas, llegan a tener
valores de pH como de 6.8 (en comparación con los demás productos cuyo pH es < 6.0)
debido a la adición de fosfatos y otros ingredientes y mayor humedad. Se cuecen a
temperatura interna de 65 a 71°C).
Según el tamaño de los productos, la superficie se expone a la temperatura final por más
tiempo que el centro. Como los productos están hechos de carne molida y en trozos, los
microorganismos se distribuyen a través de los productos (a diferencia, sobre todo, de
los cortes pequeños o de las carnes cocidas, con excepción de las carnes preformadas,
bisteces, etc., hechas con carne picada en las que se distribuyen en todo el producto).
Por lo tanto, los termodúricos que sobreviven a cocimiento siguen presentes en los
productos. Después del cocimiento se manejan ampliamente los productos antes de ser
de nuevo empacados al vacío o con atmósfera modificada de CO2 o CO2 + N2, o
vendidos sin empacar. Según los pasos que incluya el procesamiento posterior al
calentamiento (rebanadas, porciones o despellejado) involucrados, los productos pueden
ser contaminados por microorganismos provenientes de los equipos, el personal, aire y
agua. Algunos de los microorganismos se establecen por sí mismos en el ambiente de
procesamiento, en especial en lugares cuya higienización resulta difícil (puntos
muertos). En productos como embutidos tipo alemán, sólo contaminan la superficie,
pero en los rebanados, se distribuyen en las rebanadas en todas las superficies de corte.
16. Alteración de los Alimentos
Dra. Mariana Saá Cruz Página 84
Es posible que durante el empacado al vacío, Lactobacillus spp., especies psicrotróficas
(como Lab. sake. Lab curvatus. Lab. viridescens heterofermentadora) y Leuconostoc
spp. (como Leu. carnosum. Leu. gelidum y Leu. mesenteroides) descompongan los
productos empacados al vacío o con gas. En los productos empacados al vacío, los
empaques se tornan flojos debido al crecimiento de estos microorganismos. Según el
tipo de bacterias, los productos adquieren apariencia turbia, acumulan mucho gas (CO2)
y forman líquido y limo por acción de las células bacterianas; además, en los productos
que contienen sacarosa (o miel), Leuconostoc spp. producen dextrán y un ligero olor
ácido. En algunos productos, el crecimiento de Serratia spp. (Serratia liquifacience)
causa el desdoblamiento de aminoácidos, lo que a su vez provoca un olor parecido al
amoniaco (aroma a pañal). Los productos bajos en grasas, como los rollos de pavo
empacados al vacío (en porciones o rebanadas), adquieren un color rosa después de casi
cinco semanas, tal vez debido al crecimiento de ciertas bacterias del ácido láctico. Bajo
condiciones aeróbicas de almacenamiento (sin empacar o envueltos en película permea-
ble), algunos Lactobacillus spp. producen rápidamente H2O2, lo que puede oxidar al
nitrosil hemocromo (formado por el calentamiento de nitrosomioglobina) a
metmioglobina de color café, u oxidar las porfirinas, algunas de las cuales son de color
verde. Las carnes para bocadillos refrigeradas pueden desarrollar puntos de color café a
amarillo con fluorescencia debido al crecimiento de Enterococcus casseliflavus.
Asimismo, si el empaque sufre daños indetectables pueden proliferar en su interior
levaduras y mohos, debido al aire que se filtra.
Los productos cocidos no empacados que no contienen carbohidratos pueden podrirse
por el crecimiento de bacterias gramnegativas proteolíticas y la degradación de las
proteínas. Si los productos se almacenan por largo tiempo, también pueden crecer
levaduras y mohos, y ocasionar sabor anormal, decoloración y formación de limo.
Debido al aumento de H2O2 que producen las bacterias acidolácticas, pueden tener
decoloración gris o verde.
HUEVOS Y PRODUCTOS DERIVADOS
Huevos en cascarón
Los poros en el cascarón y la membrana interna de los huevos no evitan la entrada de
bacterias e hifas de mohos, en especial cuando aumenta su tamaño durante el
almacenamiento. La humedad propicia la entrada de bacterias móviles. La albúmina
(huevos blancos) y la yema tienen alrededor de 0.5 a 1% de carbohidratos y alto
contenido de proteínas, pero bajo de nitrógeno no proteico. Durante su almacenamiento,
el pH puede desplazarse al lado alcalino (pH 9 a 10). Además, la lisozima (causa lisis
del mucopéptido de la pared celular bacteriana) con albúmina (hierro quelado),
17. Alteración de los Alimentos
Dra. Mariana Saá Cruz Página 85
proteínas antivitaminas (la avidina se enlaza a riboflavina) y los inhibidores de proteasa
en los huevos inhiben el crecimiento microbiano. La descomposición más predominante
a través de los cascarones de los huevos es causada por los bastoncillos móviles de
diversos géneros, entre los que están Pseudomonas, Proteus, Alcaligenes, Aeromonas y
grupos coliformes. Los diferentes tipos de descomposición son conocidos como
putrefacción. Algunos ejemplos son las putrefacciones verdes, que ocasionan que la
albúmina adquiera este color por el crecimiento de Pseudomonas fluorescens; las
putrefacciones negras causan decoloración lodosa de la yema, porque Proteus vulgaris
produce H2S, y las putrefacciones rojas, resultado de la producción de fermento rojo por
los microorganismos Ser. marcescens.
En algunas ocasiones los mohos de los géneros Penicillium, Alternaria y Mucor pueden
crecer dentro de los huevos, en especial cuando éstos entran en descomposición.
Productos de huevo
Los huevos enteros (líquidos) que contienen yema y clara por lo regular se pasteurizan o
congelan, o ambas cosas con el fin de prevenir el crecimiento microbiano. Si se
mantienen a temperatura ambiente, antes de la pasteurización, pueden prosperar las
bacterias de descomposición y causar que pierdan su sabor natural (se tornen pútridos),
se vuelvan ácidos o tomen sabor a pescado (debido a la formación de trimetilamina).
Los huevos pasteurizados y puestos a temperatura de refrigeración tienen una vida útil
limitada a menos que se les añada conservadores. Las bacterias predominantes en los
productos pasteurizados son algunas grampositivas que sobreviven a la pasteurización,
pero las causantes de la descomposición son las gramnegativas psicrotróficas que entran
en los huevos después de que se les da tratamiento con calor. Los huevos deshidratados
no son susceptibles a la descomposición microbiana, por su Aw baja.
PESCADOS, CRUSTÁCEOS Y MOLUSCOS
Pescados
Los pescados de agua dulce y salada capturados en su hábitat son sensibles a la
descomposición causada por las acciones de las enzimas autolíticas. La hidrólisis de
proteínas debida a las enzimas autolíticas (proteinasas) es predominante si no se extraen
las vísceras del pez, luego de su captura. En los peces grasos también es alta la
oxidación de ácidos grasos insaturados. La descomposición bacteriana está determinada
por los tipos de microbios, su nivel, tipos de peces, ambiente, métodos usados para la
pesca y el manejo subsecuente. Los tejidos de los peces tienen altos niveles de
compuestos NPN (aminoácidos libres, óxido de trimetilamina y creatinina), péptidos y
proteínas, pero casi no contienen carbohidratos; el pH en general es de 6.0. Los prin-
18. Alteración de los Alimentos
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cipales microorganismos causantes de su descomposición son bastoncillos aeróbicos
como Pseudomonas spp., Acinetobacter, Moraxella y Flavobacterium, así como
bastoncillos anaeróbicos facultativos como Shewanella, Alcaligenes, Vibrio y
coliformes. Sin embargo, debido a que su generación requiere relativamente menos
tiempo, los microorganismos predominantes en la descomposición son Pseudomonas
spp., tanto en refrigeración como a temperatura un poco más alta. Si el pescado se alma-
cena al vacío o con CO2 entonces pueden llegar a ser predominantes las bacterias del
ácido láctico (como Enterococcus).
Los bastoncillos gramnegativos inicialmente metabolizan los compuestos NPN por
oxidación, a la que sigue la putrefacción que produce diferentes tipos de compuestos
volátiles, como NH3, trimetilamina, histamina (de la histidina, que causa envenena-
miento por escombroides), putrescina, cadaverina, indoles, H2S, mercaptanos,
dimetilsulfuro (en especial por She. putrefaciens) y ácidos grasos volátiles (acético,
isobutírico y ácidos isovaléricos). Las especies de bacterias proteolíticas también produ-
cen proteinasas extracelulares que hidrolizan las proteínas del pescado y suministran
péptidos y aminoácidos para el ulterior metabolismo por parte de las bacterias de
descomposición. Los compuestos volátiles producen diferentes tipos de olores anor-
males, a rancio, olor intenso de pescado (por la trimetilamina) y a podrido. También, el
crecimiento bacteriano se asocia a la producción de limo, decoloración de branquias y
ojos, así como con la pérdida de textura muscular (que se torna suave debido a la
proteólisis).
Si los pescados se almacenan al vacío o se empacan con CO2 se previene el desarrollo
de las bacterias aeróbicas de descomposición. Sin embargo, esto puede dar lugar a que
crezcan bacterias anaeróbicas, entre ellas las del ácido láctico. Bajo refrigeración, los
productos tienen vida útil relativamente larga, debido al menor ritmo de proliferación de
las bacterias de descomposición. Los pescados salados, en especial los que están
ligeramente salados, son susceptibles a la descomposición de bacterias halófilas como
Vibrio (a baja temperatura) y Micrococcus (a temperatura más alta). En los pescados
ahumados, en particular con Aw baja, se inhibe el crecimiento de la mayoría de las
bacterias. No obstante, pueden crecer mohos en su superficie. Los productos preparados
con carne de pescado desmenuzada, como surimi y alimentos del mar análogos,
preparados con tejidos de peces, inicialmente tienen altos niveles bacterianos debido a
su amplio procesamiento (cerca de 105-6
/g). Los tipos de microorganismos incluyen a
los que están presentes durante el procesamiento. Estos productos, igual que los
pescados frescos, pueden descomponerse rápidamente por acción de los bastoncillos
gramnegativos, a menos que se congelen con rapidez o que se consuman tan pronto
como son descongelados. Los pescados enlatados (atún, salmón y sardinas) son
sometidos a tratamiento para que sean productos esterilizados. Éstos se pueden
descomponer por formadores de esporas termófilos, si no se conservan y almacenan en
condiciones adecuadas.
19. Alteración de los Alimentos
Dra. Mariana Saá Cruz Página 87
Crustáceos
La descomposición de los camarones tiene mayor prevalencia que la de los cangrejos y
langostas, pues en tanto que estos últimos permanecen vivos hasta que son procesados,
los camarones mueren durante su captura. La carne de los crustáceos es rica en
compuestos NPN (aminoácidos, en especial arginina, óxido de trimetilamina), contiene
casi 0.5% de glucógeno y pH mayor de 6.0. La microflora predominante consiste en
Pseudomonas y diversos bastoncillos gramnegativos. Si otros factores necesarios se
hallan presentes, la naturaleza de la descomposición es muy similar a la de los pescados.
En la descomposición microbiana de los camarones predominan los cambios de olor,
causados por la producción de metabolitos volátiles de compuestos NPN (de la
descomposición y putrefacción), producción de limo y pérdida de la textura (se hace
suave) y del color. Si los camarones se procesan y congelan con rapidez, se puede
minimizar la descomposición. Las langostas se congelan después del procesamiento o
se venden vivas, y por lo tanto en general no se exponen a condiciones que propicien su
descomposición. Con el fin de prolongar su vida útil también se cuecen los cangrejos,
langostas y camarones. Sin embargo, después se exponen a condiciones que ocasionan
contaminación posterior al calentamiento y luego se almacenan a bajas temperaturas
(refrigeración o congelación). Los cangrejos azules se someten a vapor bajo presión, y
su carne es desmenuzada y vendida en el mercado como si fuera fresca. Para prolongar
su vida útil, también se procesa la carne (a 85°C durante un minuto) y se almacena en
refrigeración. En estas condiciones tienen una vida útil limitada, por el crecimiento de
las bacterias que sobreviven al calentamiento y por la contaminación posterior.
Moluscos
En comparación con los pescados y crustáceos, la carne de ostras, almejas y caracoles
tiene menor contenido de compuestos NPN, pero mayor de carbohidratos (glucógeno,
3.5 a 5.5%) con pH normal mayor de 6.0. Los moluscos se mantienen vivos hasta que
son procesados (se sacan de la concha); por ende, la descomposición microbiológica
sólo ocurre después de que son procesados. La microflora residente predominante está
conformada por Pseudomonas y diversos bastoncillos gramnegativos. Durante su
almacenamiento en refrigeración, los microorganismos metabolizan tanto los
compuestos NPN como los carbohidratos. Éstos pueden ser metabolizados por las
bacterias del ácido láctico para producir ácidos orgánicos (Lactobacillus spp.),
enterococos y coliformes, lo que reduce el pH. El desdoblamiento de los compuestos del
nitrógeno, sobre todo por Pseudomonas y Vibrio, en especial a temperatura de
refrigeración, da por resultado la producción de NH3, aminas y ácidos grasos volátiles.
LECHE Y PRODUCTOS LÁCTEOS
20. Alteración de los Alimentos
Dra. Mariana Saá Cruz Página 88
Leche cruda
Esta leche contiene muchos tipos de microorganismos provenientes de diversas fuentes.
La composición promedio de la leche de vaca es de 3.2% de proteínas, 4.8% de
carbohidratos, 3.9% de lípidos y 0.9% de minerales. Además de caseína y
lactoalbúmina, tiene aminoácidos libres que pueden ser una buena fuente de N (y
algunos de C, si es necesario). Dado que el principal carbohidrato es la lactosa, los
microorganismos con enzimas (fosfo-β-galactosidasa) que hidrolizan la lactosa tienen
ventaja sobre los que no poseen la capacidad de metabolizar la lactosa. La grasa de la
leche puede ser hidrolizada por lipasas microbianas, con liberación de pequeños ácidos
grasos volátiles moleculares (butírico, cáprico y ácidos caproicos).
La descomposición microbiana de la leche potencialmente puede ser resultado del
metabolismo de la lactosa, compuestos proteináceos, ácidos grasos (insaturados) y la
hidrólisis de los triglicéridos. Si la leche se almacena en refrigeración por varios días
inmediatamente después del ordeño, la descomposición será causada, sobre todo, por
bastoncillos psicrotróficos gramnegativos, como Pseudomonas, Alcaligenes,
Flavobacterium spp., y algunos coliformes. Como la lactosa tiene carga negativa,
Pseudomonas y especies relacionadas metabolizan los compuestos proteináceos y
cambian el sabor normal de la leche que se torna amargo, afrutado o impuro. Estas
bacterias también producen lipasas estables al calor (que producen un sabor rancio) y
proteinasas estables al calor que tienen implicaciones importantes. El crecimiento de
coliformes positivos a la lactosa da por resultado ácido láctico, ácido acético, ácido
fórmico, CO2 y H2 (por fermentación ácida mixta) y causa cuajado, espuma y acidez de
la leche. Alcaligenes spp. (Ale. faecalis) y coliformes también causan viscosidad, por la
producción de exopolisacáridos viscosos. No obstante, si la leche cruda no se refrigera
pronto, crecen mesófilos, como especies de Lactococcus, Lactobacillus, Enterococcus,
Micrococcus, Bacillus, Clostridium y coliformes, junto con Pseudomonas, Proteus y
otros predominantes. Sin embargo, las especies que hidrolizan lactosa, como
Lactococcus ssp. y Lactobacillus spp., por lo regular son las predominantes, y producen
suficiente ácido como para reducir el pH de manera considerable y prevenir o disminuir
el crecimiento de otras. En estas condiciones, la descomposición comprende sobre todo
el cuajado de la leche y el sabor ácido. Si también crecen otros microorganismos, se
vuelve evidente la formación de gas, la proteólisis y la lipólisis. Bajo condiciones
normales no se espera la proliferación de levaduras y mohos.
Leche pasteurizada
La leche cruda o bronca se pasteuriza antes de su venta y consumo. Las bacterias
termodúricas (Micrococcus, Enterococcus, algunos Lactobacillus, Streptococcus,
Corynebacterium y esporas de Bacillus y Clostridium} sobreviven a este proceso.
Además, pueden introducirse coliformes, como Pseudomonas, Alcaligenes,
Flavobacterium y otros tipos similares que entran como contaminantes de la
pasteurización. La leche pasteurizada que se almacena en refrigeración tiene vida útil
21. Alteración de los Alimentos
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limitada, en especial debido al crecimiento de estos contaminantes psicrotróficos. Su
patrón de descomposición es el mismo que se describió antes para la leche cruda. Los
defectos del sabor, resultantes de su crecimiento, son detectables cuando su población
alcanza ≥ 106
cél/ml. Se ha mencionado la proliferación de Bacillus spp., psicrotróficos,
como Bacillus cereus, en la descomposición de la leche pasteurizada refrigerada, en
especial cuando los niveles de contaminantes posteriores a la pasteurización son bajos.
Las esporas de Bacillus spp., psicrotróficas, que sobreviven a la pasteurización,
germinan y se multiplican, lo que da por resultado un defecto conocido como
desfragmentación. Producen la enzima lecitinasa, que hidroliza fosfolípidos de la
membrana de los glóbulos grasos, lo que causa su agregación, y que se adhieran a las
superficies del contenedor. La producción de enzimas semejantes a la renina por
Bacillus spp., psicrotróficas y otras pueden causar cuajado dulce de la leche a un pH
mayor del requerido para el cuajado ácido.
La leche tratada a muy alta temperatura (ultrahigh temperature-treated [UHT]; 150°C
por pocos segundos), esencialmente es un producto comercial esterilizado, que sólo
puede contener esporas viables de algunas bacterias termófilas. Esta leche no es
susceptible a la descomposición a temperatura ambiente, pero puede descomponerse si
se expone a temperaturas altas (40°C o más, como se observa en los alimentos
enlatados).
Productos líquidos concentrados
La leche evaporada, la condensada y la condensada azucarada son los principales tipos
de productos lácteos concentrados susceptibles de descomposición microbiana, limitada
durante su almacenamiento. Todos ellos son sometidos a tratamientos con calor
suficiente para matar a los microorganismos vegetativos, así como a las esporas de
mohos y algunas bacterias.
La leche evaporada se condensa a partir de la leche entera con 7.5% de grasa y 25% de
sólidos totales. Se envasa en latas herméticamente selladas que son calentadas para lo-
grar su esterilización comercial. Bajo condiciones apropiadas de procesamiento, sólo las
esporas termófilas de bacterias de descomposición pueden sobrevivir, y la exposición a
altas temperaturas en el almacenamiento (43°C o más) puede disparar su germinación y
posterior crecimiento. En tales condiciones, especies de Bacillus, como Bac. coagulans,
pueden causar la coagulación de la leche (hojuelas, grumos o cuajada sólida).
Por lo regular, la leche condensada se elabora a partir de leche entera y tiene 10 a 12%
de grasa y 36% de sólidos totales. Al inicio se trata a calor bajo, cercano a la
temperatura de pasteurización, y luego se somete a evaporación bajo vacío parcial
(cerca de 50°C). Esto significa que puede tener microorganismos termodúricos, que
posteriormente pueden proliferar y causar descomposición. También es posible que
entren otros microorganismos durante el proceso de condensación. Incluso a
22. Alteración de los Alimentos
Dra. Mariana Saá Cruz Página 90
temperatura de refrigeración, este producto tiene una vida útil limitada, igual que la
leche pasteurizada.
La leche condensada azucarada contiene casi 8.5% de grasa, 28% de sólidos totales y
42% de sacarosa. El proceso inicia con el calentamiento de la leche entera a alta
temperatura (80 a 100°C) y luego se condensa a 60°C, bajo vacío, en contenedores.
Dada su Aw baja es susceptible al crecimiento de levaduras osmofílicas (como Torula
spp.), que ocasionan formación de gas. Si los contenedores tienen suficiente espacio en
la parte superior y oxígeno, es posible que se desarrollen mohos (p. ej., Penicillium y
Aspergillus) sobre la superficie del producto.
Mantequilla
Contiene 80% de grasa de leche y puede ser salada o sin sal. La calidad microbiológica
de la mantequilla depende de la calidad de la crema que se usa en su procesamiento y de
las condiciones sanitarias durante su procesamiento. El crecimiento de bacterias
(Pseudomonas spp.), levaduras (Candida spp.) y mohos (Geotrichum candidum) sobre
la superficie ocasiona defectos en el sabor (que puede tornarse pútrido, rancio o adquirir
gusto a pescado). En la mantequilla sin sal, coliformes, como Enterococcus y
Pseudomonas, encuentran condiciones favorables para su crecimiento en la fase de agua
(que tiene nutrientes de la leche) que causan defectos en el sabor.
VEGETALES Y FRUTAS
Vegetales
Los vegetales frescos contienen microorganismos provenientes del suelo, agua, aire y
otras fuentes ambientales, e incluyen algunos patógenos. Son muy ricos en
carbohidratos (5% o más), bajos en proteínas (cerca de 1 a 2%), y con excepción de los
tomates, tienen elevado pH. Los microorganismos crecen con mayor rapidez en los
vegetales dañados o cortados. Durante su almacenamiento, el aire, la alta humedad y
elevadas temperaturas aumentan las oportunidades de descomposición; la más frecuente
es causada por diferentes tipos de mohos, algunos de ellos del género Penicillium,
Phytophora, Alternaria, Botrytis y Aspergillus. Entre los géneros de bacterias, son
importantes las especies de Pseudomonas, Erwinia, Bacillus y Clostridium.
En general, la descomposición microbiana de vegetales se conoce con el término
putrefacción; junto con los cambios en la apariencia, ésta ocasiona cambios de olor y
pérdida de textura. Esto se observa de manera más clara en las ensaladas preparadas
listas para ingerirse, en vegetales rebanados y frutas que se refrigeran por largo tiempo
(tres a cuatro semanas) y que son expuestos a temperaturas ambientales elevadas.
23. Alteración de los Alimentos
Dra. Mariana Saá Cruz Página 91
Para reducir la descomposición de los vegetales se recurre a la rerrigeracoón, el
empaque al vacío o con atmóstera modificada, a la congelación, la deshidratación, el
tratamiento con calor y a los conservadores químicos.
Frutas
Las frutas frescas tienen alto contenido de carbohidratos (en general 10% o más), muy
pocas proteínas (< 1.0%) y pH de 4.5 o menor. Esto significa que su descomposición y
la de sus productos se halla confinada a mohos, levaduras y bacterias acidúricas
(bacterias del ácido láctico, Acetobacter, Gluconobacter). Igual que los vegetales
frescos, las frutas son susceptibles a la putrefacción por varios tipos de mohos del
género Penicillium, Aspergillus, Alternaria, Botrytis, Rhizopus y otros. De conformidad
con los cambios de apariencia, la descomposición por mohos se denomina putrefacción
negra, gris o café y otras. Las levaduras del género Saccharomyces, Candida,
Torulopsis y Hansenula se relacionan con la fermentación de algunas frutas, como
manzanas, fresas, cítricos y dátiles. Se ha atribuido al crecimiento de bacterias de los
ácidos láctico y acético la descomposición asociada a la acidez de las bayas (fresas,
frambuesas) e higos.
Para reducir la descomposición de las frutas y sus productos, se conservan en
refrigeración, congeladas o secas, con el fin de reducir la Aw y se tratan con calor.
BEBIDAS SIN ALCOHOL, JUGOS Y CONSERVAS DE FRUTAS, JUGOS DE
VEGETALES
Las bebidas sin alcohol, carbonatadas y no carbonatadas, los jugos de frutas, las
conservas y los concentrados de jugos de frutas son bebidas que tienen un pH bajo (2.5
a 4.0). Su contenido de carbohidratos (sacarosa, glucosa y fructosa) varía de 5 a 15% en
jugos y bebidas, pero en concentrados y conservas fluctúa entre 40 y 60%. El alto
contenido de azúcar reduce la Aw de estos productos, que en concentrados y conservas
puede ser alrededor de 0.9. Las bebidas carbonatadas también tienen bajo potencial O-
R.
Entre los microorganismos que pueden estar presentes en estos productos, sólo los
mohos acidúricos, las levaduras y las bacterias (Lactobacillus, Leuconostoc y
Acetobacter) poseen la capacidad de causar su descomposición, si no se usan métodos
apropiados de conservación. En las bebidas carbonatadas, algunas especies de levaduras
de los géneros Torulopsis, Candida, Pichia, Hansenula y Saccharomyces pueden crecer
y hacer turbios los líquidos. Asimismo, es posible que prosperen algunas especies de
Lactobacillus y Leuconostoc causen su oscurecimiento, y Leuconostoc puede hacer que
se tornen viscosas (por la producción de dextranos). De manera similar, levaduras,
24. Alteración de los Alimentos
Dra. Mariana Saá Cruz Página 92
Lactobacillus y Leuconostoc spp., pueden descomponer las bebidas no carbonatadas.
Además, si hay suficiente oxígeno disuelto, habrá crecimiento de mohos (Penicillium,
Aspergillus, Mucor y Fusarium) y Acetobacter. Estas últimas producen ácido acético
que les da un sabor a vinagre. Los jugos de frutas son sensibles a la descomposición por
mohos, levaduras, Lactobacillus, Leuconostoc y de Acetobacter spp. Sin embargo, un
tipo de jugo en particular puede ser susceptible a la descomposición por uno u otro tipo
de microorganismos. Los mohos y Acetobacter crecen si hay disponible suficiente
oxígeno disuelto. Las levaduras causan tanto oxidación (mediante producción de CO2 y
H20) como fermentación (producción de alcohol y CO2) de estos productos. Acetobacter
tiene la capacidad de usar el alcohol para generar ácido acético. Los microorganismos
Leu. fermentum y Leu. mesenteroides fermentan carbohidratos a lactato, etanol, acetato,
CO2 diacetil y acetoína. Además, Lab. mesenteroides y algunas cepas de Lab.
plantarum generan limo por la producción de dextrán y otros exopolisacáridos. En
bebidas de frutas, Leuconostoc y Lactobacillus spp. convierten los ácidos cítrico y
málico (aditivos) a ácidos láctico y acético, y reducen el sabor agrio (sabor desabrido).
Debido a que los conservadores de bebidas de frutas concentradas tienen una Aw baja
(0.9), sólo pueden crecer las levaduras osmófilas; los mohos también prosperan si hay
oxígeno disponible. Se ha identificado en fecha reciente un nuevo grupo de especies
bacterianas, Alicyclobacillus (p. ej., Alicyclobacillus acidoterrestris) que causa
descomposición de jugos de frutas y de vegetales con bajo pH.
Se han usado diversos métodos de conservación adicionales con el fin de prevenir el
desarrollo de esos microorganismos con capacidad de producir descomposición, entre
ellos el tratamiento con calor, congelación, refrigeración y adición de conservadores
químicos específicos.
El jugo de tomate posee un pH alrededor de 4.3. Por lo general se da tratamiento con
calor elevado para matar los microorganismos vegetativos. Sin embargo, las esporas
bacterianas pueden sobrevivir. Se ha documentado descomposición del jugo de tomate
por la germinación y crecimiento de Bac. coagulans, que ocasiona sabor agrio. El pH de
los demás jugos de vegetales comprende valores entre 5.0 y 5.8, y muchos poseen
factores para el crecimiento de las bacterias del ácido láctico. Estos productos son
susceptibles a la descomposición por la proliferación de muchos tipos de
microorganismos. Se han empleado métodos de conservación eficaces para controlar su
desarrollo.
CEREALES Y OTROS PRODUCTOS
Algunos de los productos sensibles a la descomposición microbiana comprenden granos
de cereal con alta humedad, semillas y granos germinados, masas refrigeradas, panes,
pastas suaves y pasteles.
25. Alteración de los Alimentos
Dra. Mariana Saá Cruz Página 93
Granos y semillas
Por lo regular tienen una humedad de 10 a 12%, lo que reduce la Aw a < 0.6, y por ende
inhibe el crecimiento microbiano. En los granos de cereal, si la Aw , llega a ser mayor de
0.6 durante su cosecha, procesamiento y almacenamiento, pueden crecer ciertos mohos.
Algunas especies de hongos de almacenamiento del género Aspergillus, Penicillium y
Rhizopus son capaces de descomponer los granos con alta humedad. Se germinan
muchos tipos de lentejas, frijoles y semillas, que se usan en productos "listos para
comer". Durante su almacenamiento es posible que proliferen bacterias grampositivas y
gramnegativas, levaduras y mohos, y que ocasionen sabor anormal.
Masas refrigeradas
Las masas refrigeradas (de bizcochos, rollos y pizzas) son susceptibles de sufrir
descomposición (formación de gas) por el desarrollo de especies de bacterias
psicrotróficas heterolácticas de Lactobacillus y Leuconostoc. La producción rápida de
CO2 puede inflar los contenedores, en especial cuando la temperatura sube a más de
10°C.
Panes
En general, la Aw de los panes es lo suficientemente baja para evitar el crecimiento de
bacterias. Sin embargo, algunos mohos (del pan como Rhizopus stolonifer) pueden
prosperar, en especial si se libera la humedad por la cristalización del almidón durante
el almacenamiento. Los mohos mueren durante el horneado, pero después pueden entrar
en el producto esporas del aire o del equipo. Cuando los panes se congelan pueden con-
tener cristales de hielo en las bolsas. Luego de su descongelamiento, algunas porciones
pueden absorber suficiente humedad, lo que permite que levaduras y bacterias crezcan y
causen descomposición (sabor agrio o cambio de sabor, que se designa como viscosidad
o ahilamiento, y se caracteriza por una masa suave, correosa con olor a fruta, causada
por el crecimiento de algunas variedades mucoides de Bac. subtilis. Las esporas pro-
venientes de la harina o del equipo sobreviven al horneado, y luego germinan y crecen
en el interior del pan por uno a dos días. También producen amilasas y proteasas
extracelulares y rompen la estructura del pan. La alta humedad dentro del pan, el
enfriamiento lento y un pH mayor de 5.0 favorecen la viscosidad.
Pastas
Debido a prácticas inadecuadas de manufactura, las pastas pueden descomponerse por
microorganismos antes de su secado. Las pastas secas no favorecen el crecimiento
bacteriano. Sin embargo, las pastas suaves son susceptibles de descomposición por
bacterias, levaduras y mohos. El empaque anaeróbico y el almacenamiento en
refrigeración pueden prevenir el crecimiento de los mohos y hacer más lenta la
proliferación de levaduras y bacterias anaerobias psicrotróficas y anaerobias
facultativas. Se puede recurrir a conservadores adecuados para evitar su proliferación.
26. Alteración de los Alimentos
Dra. Mariana Saá Cruz Página 94
Masas
Las masas incluyen pasteles y pan horneado relleno con natilla, crema o compotas.
Pueden descomponerse por microorganismos provenientes de los ingredientes
agregados después del horneado, como glaseado, nueces, chocolate v crema. Debido a
que la mayor parte de productos son de Aw baja, permiten sólo el desarrollo de mohos.
Sin embargo, algunos materiales usados como relleno pueden tener Aw alta, lo cual
permite el crecimiento bacteriano.
EDULCORANTES LÍQUIDOS Y CONFITERÍA
Los edulcorantes incluyen miel, jarabes de azúcar, jarabes de maple, jarabes de maíz y
melazas. Los productos de confitería comprenden pastas de azúcar de centro suave,
cremas, jaleas, chocolates y pastelillos turcos. La mayoría de estos productos tienen Aw
de 0.8 o menor, y por lo regular no son susceptibles a la descomposición bacteriana. En
condiciones aeróbicas, algunos mohos xerófilos producen deterioro visible. Sin
embargo, las levaduras osmófilas del género Zygosaccharomiyces (Zygosaccharomyces
rouxii), Saccharomyces [Saccharomyces ccrevisiae), Torulopsis (Torulopsis holmii) y
Candida (Candida valida) tienen la capacidad de fermentar esos productos. Con el fin
de prevenir el crecimiento de levaduras en algunos de esos productos con Aw
ligeramente más alta (como el jarabe de maple), se les añaden conservadores químicos.
MAYONESAS, ADEREZOS PARA ENSALADAS Y CONDIMENTOS
Estos productos normalmente contienen algunos mohos, levaduras, esporas de Bacillus
y Clostridium, así como bacterias acidúricas, entre ellas Lactobacillus y especies
relacionadas. Debido al pH bajo, las bacterias sensibles al ácido no sobreviven mucho
tiempo. La mayonesa que contiene 65% o más de aceite comestible y casi 0.5% de
ácido láctico, tiene una Aw de casi 0.92 y un pH de 3.6 a 4.0. En general, los aderezos
para ensaladas contienen 30% o más de aceite comestible, 0.9 a 1.2% de ácido acético y
pH de 3.2 a 3.9. Los factores principales que controlan el crecimiento microbiano no
están disociados del ácido acético, pH bajo y Aw relativamente baja. Sin embargo, al-
gunos microorganismos acidúricos pueden crecer y ocasionar descomposición. Los
mohos sólo crecen en las superficies expuestas al aire. Algunas levaduras anaeróbicas
microaerófilas y facultativas, así como Lactobacillus spp. (en especial las que crecen a
una Aw de 0.92), tienen la capacidad de multiplicarse y producir CO2. Lab.fructivorans
hidroliza la sacarosa presente en los productos y genera gas (CO2), en particular del
metabolismo rápido de la fructosa que se libera de la sacarosa. Por lo regular, las células
27. Alteración de los Alimentos
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de Lab.fructivorans mueren con rapidez después de la multiplicación y son difíciles de
aislar, a menos que se utilicen métodos específicos. Esto puede llevar a una suposición
errónea respecto de los microorganismos que causan la descomposición de estos
productos.
Los aderezos para ensaladas a los que se añaden aceite y ácido acético en menores
concentraciones tienen valores altos de pH y Aw . Muchos microorganismos pueden
crecer en estos productos. Para mejorar su vida útil (y segura), se recomienda su
almacenamiento en refrigeración.
Las levaduras, Lactobacillus spp., y Leuconostoc spp., también causan descomposición
efervescente de catsup, salsas, compotas y mostaza preparada. Se han implicado algunas
cepas de Bacillus en la descomposición efervescente de las preparaciones de mostaza.
Para controlar el crecimiento de microorganismos de descomposición, se usan métodos
adicionales de conservación, en especial de tipo químico.
ALIMENTOS FERMENTADOS
Los microorganismos deseables se usan, de manera directa o indirecta, para producir
diferentes tipos de alimentos y bebidas fermentados de carne, pescado, vegetales, frutas,
granos de cereales y otros. Los microorganismos deseables se hallan en grandes
cantidades y los productos contienen altos niveles de ácidos orgánicos o alcohol.
Además, los productos tienen un pH bajo y algunos una Aw también baja (p. ej., salami).
En general, esos productos tienen larga vida en almacenamiento, pero bajo ciertas
condiciones son susceptibles a la descomposición microbiana.
Productos cárnicos fermentados
En general tienen un pH entre 4.5 y 5.0 y una Aw, entre 0.73 y 0.93 . Si durante la
fermentación la producción de ácido que llevan a cabo las bacterias del ácido láctico
homofermentadoras es lenta, se da margen a que crezcan microorganismos indeseables.
Clostridium, Bacillus y otras bacterias mesófilas pueden causar descomposición en estas
condiciones. Los productos con pH menor de 5.0, pero con Aw de 0.92 o mayor, que se
empacan al vacío, en ocasiones sufren descomposición causada por Leuconostoc y
Lactobacillus spp. heterofermentadoras, con acumulación de gas y líquido dentro del
empaque y crecimiento de sustancia cremosa blanca debida a las células bacterianas. Si
no están empacados al vacío y tienen una Aw baja (0.72 a 0.90), es posible que
proliferen levaduras y mohos en la superficie, lo que a su vez da por resultado la
formación de limo, decoloración y sabor indeseable.
Productos lácteos fermentados
28. Alteración de los Alimentos
Dra. Mariana Saá Cruz Página 96
La mantequilla de leche, el yogur y el queso constituyen algunos de los numerosos
productos lácteos fermentados que normalmente se producen por la inoculación de
cultivos iniciadores bacterianos específicos en la leche. Difieren en su acidez, Aw y
estabilidad durante el almacenamiento. En general, la mantequilla tiene un ácido láctico
alrededor de 0.8% y pH de 4.8. Existe la posibilidad de que crezcan levaduras que
causen su descomposición y produzcan gas. Algunas cepas de cultivos iniciadores
tienen la capacidad de producir exopolisacáridos para darle la textura cremosa (que es
deseable en algunos productos).
El yogur simple en promedio tiene pH de 4.5 o menor (con ácido láctico de casi 1%) y
no se descompone por bacterias indeseables. Sin embargo, el producto puede desarrollar
un sabor amargo debido a que algunas cepas de Lab. delbrueckii, ssp. bulgaricus que se
usan como cultivos iniciadores, producen péptidos amargos. En ocasiones, durante el
almacenamiento, las bacterias iniciadoras continúan la producción de ácido láctico, lo
que ocasiona un desagradable gusto en extremo ácido. Ambos iniciadores pueden
producir exopolisacáridos, lo que le confiere un aspecto viscoso al producto. Las
levaduras pueden crecer en un ambiente ácido (en especial en yogur de frutas) y
producir CO2, así como pérdida del sabor a fruta o que éste se asemeje al de la levadura.
En el yogur mezclado no se detectan muchos de estos cambios, por la adición de
ingredientes. Algunas especies de mohos pueden crecer sobre la superficie si el yogur se
almacena durante mucho tiempo.
La descomposición microbiana de los quesos es influida, en gran medida, por Aw y el
pH. El queso cottage no madurado, que tiene un alto contenido de humedad y baja
acidez, es susceptible a la descomposición que causan las bacterias gramnegativas,
sobre todo bastoncillos psicrotróficos, levaduras y mohos. Con frecuencia esto se debe a
microorganismos como Alcaligenes y Pseudomonas spp., que generan una textura
viscosa y sabor a podrido. Algunos de los quesos étnicos no madurados (como los de
estilo mexicano) se empacan al vacío y almacenan a temperatura refrigerada para darles
una vida útil de 30 días o más. En ocasiones, éstos se descomponen por Leuconostoc
spp. heterofermentadoras, que generan gas (CO2) y acumulación de líquido en la bolsa
de empaque. También puede haber producción de gas en algunos quesos con pH alto,
bajos en sal y Aw relativamente alta (como el Gouda, Emmental y provolone), por el
crecimiento de Clostridium (p. ej., tyrobutyricum). Sus esporas sobreviven a la
pasteurización de la leche, germinan y crecen en un ambiente anaeróbico donde
producen CO2, H2 y butirato del metabolismo del lactato. Los quesos duros madurados,
como el cheddar, pueden tener un gusto amargo por la rápida producción de péptidos
amargos durante su maduración. Por lo regular, las cepas iniciadoras de Lactococcus
lactis se relacionan con este defecto, que produce con rapidez ácido. Los quesos con alta
maduración también pueden tener grandes cantidades de aminas biológicamente activas
(p. ej., histamina y tiramina), que derivan de la descarboxilación de los respectivos
aminoácidos por descarboxilasas. Las enzimas descarboxilasas pueden estar presentes
en algunas cepas iniciadoras o en la microflora secundaria del queso (Enterococcus,
29. Alteración de los Alimentos
Dra. Mariana Saá Cruz Página 97
algunos coliformes). La lisis de las células libera las enzimas durante el proceso de
maduración, lo que causa descarboxilación de aminoácidos y acumulación de esas
enzimas. En general, los quesos duros y semiduros son susceptibles de descomposición
por el crecimiento de mohos sobre la superficie que produce un color indeseable y
defectos en el sabor de los productos. El proceso de empaque anaeróbico reduce en gran
medida este problema.
Vegetales fermentados y productos de frutas
Muchos tipos de vegetales se fermentan, entre los cuales se producen en grandes
volúmenes pepinos y chucrut (col). En salmuera, que contiene cerca de 15% de sal,
pueden prosperar levaduras y bacterias halófilas, en especial si no hay suficiente acidez.
En los pepinos encurtidos con bajo contenido de sal (< 5%), el defecto puede ser por
hinchazón debida a levaduras, bacterias del ácido láctico heterofermentadoras y
coliformes que producen CO2, en particular si las bacterias asociadas a la fermentación
no tienen un crecimiento adecuado. Con frecuencia las levaduras responsables de este
problema son Candida, Torulopsis y Saccharomyces spp. Los pepinos ácidos y dulces,
que se conservan en azúcar y vinagre, sufren descomposición por acción de levaduras y
bacterias del ácido láctico, sobre todo cuando los niveles de ácido resultan insuficientes.
Cuando no se expulsa el aire durante la fermentación de la col, el chucrut sufre
descomposición por el crecimiento de levaduras y mohos. Si las bacterias del ácido
láctico no crecen con rapidez y no siguen la secuencia adecuada, será baja la producción
de ácido. En estas condiciones, se multiplican los coliformes y otras bacterias
gramnegativas, que producen un sabor y textura indeseables, así como defectos de
color. Las aceitunas se fermentan durante largo tiempo y son susceptibles a muchos
tipos de descomposición. El más común es la hinchazón por gas debida a la producción
de CO2 por las bacterias del ácido láctico, coliformes y levaduras. La textura blanda
suele ser causada por pectinasas de las levaduras (Rhodotorula spp.)
Bebidas fermentadas
En condiciones aeróbicas, los vinos soportan el crecimiento de levaduras laminares y
bacterias del ácido acético (Acetobacter y Gluconobacter). Las levaduras laminares
oxidan alcohol y ácidos orgánicos y forman una película superficial, en tanto que las
bacterias del ácido acético oxidan alcohol a ácido acético y CO2. En condiciones
anaeróbicas, diversas bacterias ácidolácticas (p. ej., Lactobacillus, Leuconostoc y
Pediococcus spp.) crecen en el vino. Lactobacillus spp. heterofermentadoras fermentan
glucosa y fructosa e incrementan la acidez del vino, lo que produce un defecto conocido
como descomposición tourné (por Lab. brevis, Lab. buchneri). También generan
opacidad y "olor a ratón". Leuconostoc spp. produce viscosidad y opacidad. Oenococcus
oenos convierte el ácido málico en ácido acético y CO2 y reduce la acidez del vino. En
algunas ocasiones, esta fermentación maloláctica se usa en forma ventajosa para reducir
el sabor agrio del vino.
30. Alteración de los Alimentos
Dra. Mariana Saá Cruz Página 98
La descomposición de la cerveza puede deberse a ciertas bacterias del ácido láctico y a
levaduras. En esta bebida, el crecimiento de Pediococcus spp. causa incremento de la
acidez y opacidad. Lactobacillus spp., al multiplicarse hace que el líquido se torne
turbio. En presencia de aire, los microorganismos Acetobacter y Gluconobacter
producen opacidad y limo; además le confieren sabor agrio a la cerveza. Cuando en la
cerveza crecen levaduras originales (diferentes de las que se usan en la fermentación),
hacen que cambie el sabor normal de esta bebida.
ALIMENTOS ENLATADOS
Los productos enlatados se tratan con calor para matar a los microorganismos que se
hallan presentes en ellos, y el grado de tratamiento con calor depende, sobre todo, del
pH de un alimento. Los alimentos con pH alto (4.6 o más; también llamado bajo en
ácido) se someten a altas temperaturas para destruir la mayor parte de las esporas
resistentes al calor de bacterias patógenas, Clo. botulinum, para asegurarse que el
producto quede libre de cualquier patógeno. No obstante, es posible que sobrevivan
esporas de algunas bacterias de descomposición, que tienen mayor resistencia al calor
que las de Clo. botulinum. Por lo tanto, esos productos son comercialmente estériles (en
vez de esterilizados, que significa que se hallan libres de cualquier organismo vivo). Las
esporas que sobreviven al tratamiento con calor diseñado para destruir esporas de Clo.
botulinum son termófilas y germinan a 43°C o más. Sin embargo, una vez que germinan
pueden proliferar a temperaturas menores, incluso de 30°C. Los otros grupos de
alimentos, denominados de pH bajo, tienen alta acidez con pH menor de 4.6, se tratan
con calor para matar a las células vegetativas y algunas esporas. Aunque el bajo pH
inhibe la germinación de esporas y el subsecuente crecimiento de Clo. botulinum,
esporas de algunas bacterias de descomposición termófilas acidúricas tienen la
capacidad de germinar y prosperar cuando los productos son almacenados a
temperaturas más altas, aun por corto tiempo. Algunas bacterias de descomposición
mesófilas termodúricas (entre ellas las patógenas) también sobreviven al calentamiento
de esos productos; sin embargo, se inhibe su germinación con un pH bajo.
La descomposición de los alimentos enlatados se debe a causas no microbianas
(reacciones químicas o enzimáticas) y microbianas. Se pueden citar como ejemplos de
la descomposición no microbiana la producción de hidrógeno (expansión de hidrógeno),
CO2, oscurecimiento y corrosión de las latas por reacciones químicas, y licuefacción,
gelación y decoloración debidas a reacciones enzimáticas. La descomposición
microbiana tiene tres razones principales: 1) enfriamiento inadecuado después del
calentamiento o almacenamiento a temperaturas altas, que propicia la germinación y el
crecimiento de esporoformadores termófilos; 2) calentamiento inadecuado, que da
margen a la supervivencia y crecimiento de microorganismos mesófilos (células y
31. Alteración de los Alimentos
Dra. Mariana Saá Cruz Página 99
esporas vegetativas), y 3) fugas (que pueden ser microscópicas) en las latas, las cuales
permiten que entren microbios contaminantes del exterior después del calentamiento y
su crecimiento.
Esporoformadores termófilos
Cuando las latas se almacenan a temperaturas altas, 43°C, aun por corto tiempo, causan
tres tipos de descomposición en los alimentos bajos en ácido (alto pH), como maíz,
habas y guisantes.
Biodeterioro por agriado
Las latas no se dilatan, pero los productos se tornan ácidos debido a la germinación y
crecimiento de Bac. stearothermophilus anaeróbicas facultativas. La germinación ocurre
a alta temperatura (43°C o más). Los microorganismos fermentan carbohidratos para
producir ácidos sin gas, pero con sabor agrio y nebulosidad.
Descomposición por anaerobios termófilos
Este problema es causado por el crecimiento de anaeróbicos Clo.
thermosaccharolyticum que producen grandes cantidades de gases de H2, CO2 y
dilatación de las latas, con sabor agrio y olor a queso. Después de la germinación en
rango termofílico (43°C o más), las células crecen a menores temperaturas (30°C o
más).
Descomposición por sulfuro maloliente
Esta descomposición se debe a los esporoformadores anaeróbicos gramnegativos
Desulfotomaculum nigrificans. El deterioro por lo regular ocurre en un contenedor
plano, y se caracteriza por productos ennegrecidos con olor a huevo podrido, como
consecuencia del H2S producido por la bacteria. Este gas, ocasionado a partir de los
aminoácidos que contienen sulfuro, se disuelve en el líquido y reacciona con hierro para
formar sulfuro de hierro de color negro. Tanto la germinación como el crecimiento
ocurren en el rango termófilo (43°C o más).
Descomposición debida a calentamiento insuficiente
El tratamiento deficiente por calor da margen a la supervivencia, principalmente, de
esporas de Clostridium y de Bacillus spp. Luego del procesamiento, germinan y causan
deterioro. La preocupación más importante es la proliferación de Clo. botulinum y la
producción de toxinas.
La descomposición es resultado del desdoblamiento de carbohidratos y proteínas.
Diversos Clostridium spp., como Clo. butyricum y Clo. pasteurianum, fermentan
carbohidratos para producir ácidos volátiles y gases H2 y CO2, lo que causa la dilatación
de las latas. Las especies proteolíticas Clo. sporogenes y Clo. putrefacience (también la
32. Alteración de los Alimentos
Dra. Mariana Saá Cruz Página 100
proteolítica Clo. botulinum) al metabolizar las proteínas generan olor nauseabundo a
H2S, mercaptanos, indoles, escatoles, amoniaco, así como CO2 y H2 (que causan la
hinchazón de las latas).
Las esporas de Bacillus spp., las cuales son aeróbicas y sobreviven al calentamiento
inadecuado, no crecen en las latas. Sin embargo, proliferan esporas de Bacillus spp.,
como Bac. subtilis y Bac. coagulans, que producen ácido y gas.
Descomposición debida a fugas en el contenedor
Los contenedores dañados o con fugas dan lugar a que diferentes tipos de
microorganismos del ambiente se introduzcan a su interior, luego del calentamiento.
Éstos crecen en los alimentos y causan diferentes tipos de problemas, según el tipo de
microbio. La contaminación por patógenos hace que los productos se vuelvan
peligrosos.
ALIMENTOS CONGELADOS
Influencia de las temperaturas subcero en los microorganismos
La congelación se inicia en los alimentos generalmente de -1 a -3°C y a medida que
disminuye la temperatura es mayor la cantidad de agua que se congela. Por lo tanto, a
temperaturas ligeramente por debajo de los 0°C los microorganismos disponen para su
crecimiento de agua sin congelar y ciertas bacterias especializadas pueden crecer a -7°C
e incluso algunos mohos pueden hacerlo a -10°C. A medida que la temperatura
desciende por debajo de 0°C se forman una serie de mezclas eutécticas (mezclas de
hielo/solutos) que se acompañan de un aumento de la concentración de los sólidos
disueltos en el agua sin congelar. Además de bajar el punto de congelación del agua
restante sin congelar, estos aumentos de la concentración de solutos disminuyen
progresivamente la Aw lo que tiene graves consecuencias en la población microbiana;
por lo tanto, los microorganismos que crecen a temperaturas subcero para poder
desarrollarse deben tolerar también valores bajos de Aw. Un pequeño porcentaje del
agua permanece sin congelar a temperaturas bastante menores de -100°C; sin embargo,
con fines prácticos el agua «congelable» de la carne y del pescado esta totalmente
congelada entre -50 y -70°C, mientras que en el caso de frutas y hortalizas los valores
correspondientes son -16 y -20°C respectivamente.
Factores que influyen en la viabilidad microbiana durante la congelación
Aunque algunos microorganismos se destruyen durante la congelación, el 50%
aproximadamente la resisten, si bien esta cifra está influenciada por una serie de
33. Alteración de los Alimentos
Dra. Mariana Saá Cruz Página 101
factores, como tipo de microorganismo, velocidad de congelación y composición del
sustrato a congelar.
1 10 100 1.000 10.000
Velocidad de enfriamiento (°C/min)
Figura 3. 11 Efecto de la congelación en la viabilidad de un bacilo Gram negativo
típico.
Las esporas bacterianas no se afectan por la congelación y en general los bacilos y
cocos Gram positivos son más resistentes que las bacterias Gram negativas. Hace
tiempo que se ha observado que la viabilidad de los microorganismos aumenta al
hacerlo la velocidad de congelación, desde la «lenta» de los congeladores domésticos
convencionales a los procesos «rápidos» utilizados por la industria (Figura 3.11 curva
(a). Este aumento de la supervivencia se debe principal y probablemente a la dismi-
nución del tiempo de contacto de los microorganismos sensibles con las soluciones de
sustancias antimicrobianas peligrosas muy concentradas en el agua sin congelar. Cuan-
do la congelación es más rápida, la viabilidad disminuye debido posiblemente a la
formación interiormente de cristales de hielo que destruyen las membranas celulares,
curva (b). A velocidades de congelación «muy rápidas», como por ejemplo, las al-
canzadas con nitrógeno líquido, la formación de cristales disminuye, sustituyéndose por
la «vitrificación», curva (c). Cuando los alimentos se congelan comercialmente la
viabilidad bacteriana alcanzada será principalmente como la de la curva (a). Hay una
serie de sustancias, como glucosa, extracto seco de la leche, grasas y glutamato sódico,
que son «protectoras» y mejoran la viabilidad microbiana; el mecanismo de su efecto
protector todavía se desconoce.
Efecto del almacenamiento en frío
Aunque las principales pérdidas de viabilidad microbiana acaecen durante la con-
gelación inicial, la muerte microbiana también tiene lugar posteriormente, durante el
Porcentajedeviabilidad
34. Alteración de los Alimentos
Dra. Mariana Saá Cruz Página 102
almacenamiento en congelación. Con tal que la temperatura de almacenamiento sea
suficientemente baja, las tasas de muerte son mínimas, pero es evidente una cierta
pérdida de viabilidad a las temperaturas corrientes de almacenamiento de los alimentos
en congelación (-20°C), sobre todo en los primeros días. La disminución de los
recuentos de microorganismos viables, mantenidos entre -5 y -10°C, es mucho mayor
que a -20°C, pero mientras las temperaturas de almacenamiento mayores constituyen un
método eficaz de disminuir los recuentos, contribuyen a aumentar la velocidad de
deterioro alimenticio por otras causas. La calidad puede alterarse hasta cuando se inhibe
por completo el crecimiento microbiano, a consecuencia de la continua actividad de las
enzimas microbianas liberadas o de las enzimas autóctonas del alimento; en el caso de
las hortalizas estas enzimas se destruyen por escaldado. Durante la congelación y el
almacenamiento en frío pueden tener lugar otros cambios físico-químicos peligrosos.
Lesión celular por congelación
Cuando las bacterias se congelan y después se descongelan pueden observarse tres tipos
de células: no lesionadas, lesionadas y muertas. Las no lesionadas crecen en medios
nutritivos mínimos y en los medios selectivos utilizados corrientemente para su
aislamiento; por el contrario, las células muertas no crecen en ningún medio.
Las células lesionadas son más delicadas nutritivamente mientras se recuperan de las
lesiones producidas por la congelación; sólo crecen en medios que proporcionen ciertos
factores energéticos que les son necesarios para reparar la lesión. Tal reparación es
rápida, completándose en menos de 2 horas; también puede tener lugar en el alimento
descongelado con tal que dispongan de los nutrientes necesarios. Este hallazgo tiene
importantes aplicaciones al emplear medios selectivos para el recuento bacteriano de los
alimentos congelados; las recuperaciones bacterianas pueden disminuir mucho, dando
un resultado falso, si ha sido imposible la reparación de la lesión. Como mejor se realiza
la curación de la lesión es preincubando las muestras en un medio nutritivamente
complejo unas 2 horas aproximadamente antes de proceder al recuento bacteriano en
medios selectivos. También se puede reparar la lesión en la mayoría de los alimentos
congelados después de su descongelación, sin embargo, ésta requiere demasiado tiempo
en los alimentos de gran volumen lo que retrasaría mucho los análisis.
Alimentos descongelados y su alteración
Cuando los alimentos se congelan muy rápidamente el número de microorganismos que
sobreviven al ciclo de congelación-descongelación depende, en parte, de la velocidad de
descongelación, obteniéndose recuentos algo más bajos con la descongelación más
lenta, esto se debe al crecimiento de cristales de hielo muy pequeños en el interior de la
célula bacteriana que aumentan el daño o lesión celular. Los supervivientes comienzan a
multiplicarse, como en el ciclo de desarrollo normal, después de un periodo de latencia
que se prolonga más debido a la temperatura inherentemente más baja del alimento, de
aquí que la fase de crecimiento logarítmico requiera para establecerse de 3 a 6 horas.