MICROBIOLOGÍA DE LOS ALIMENTOS

Microbiología Aplicada
Microbiología II
Andrés Izquierdo, Ph.D.
Ingeniería en Biotecnología
Universidad de las Fuerzas Armadas - ESPE
Quito, 2020 - 2021

MICROORGANISMOS
• Presencia en los tejidos de los animales o de los
vegetales.
• Proceso de obtención o en las operaciones a que los
alimentos se someten posteriormente.
https://www.contextoganadero.com/ganaderia-sostenible/informe-cuidados-que-usted-debe-tener-con-la-carne-que-consume

MICROORGANISMOS
• Contaminación con peligros bacterianos tiene
implicaciones graves desde el punto de vista de salud
pública.
https://blog.laminasyaceros.com/blog/sab%C3%ADas-qu%C3%A9-es-la-contaminaci%C3%B3n-biol%C3%B3gica

MICROORGANISMOS
• Impacto económico asociado a las Enfermedades
Transmitidas por Alimentos (10 y 83 billones de dólares)
https://www.foodpoisonjournal.com/foodborne-illness-outbreaks/an-unforgettable-salmonella-illness/

• Peligros bacterianos emergentes que tienen capacidad
para sobrevivir a los sistemas de conservación y
tratamientos culinarios.
https://www.sertox.com.ar/es/botulismo/

MICROORGANISMOS
• Tendencia de los microorganismos a formar
biopelículas.
https://www.consumer.es/seguridad-alimentaria/biofilms-en-
seguridad-alimentaria.html

MUESTREO
• Puede ser definido por el número de porciones
individuales, unidades, tomados al azar de una población
total o cantidad a la cual ensayos analíticos son aplicados
en orden de satisfacer los requerimientos de un
determinado plan.

MUESTREO
• Una muestra es la porción de material tomada y
seleccionada de tal forma que sea representativa del lote
entero del alimento y lo suficientemente grande para poder
llevar acabo todas las determinaciones.
https://labomersa.com/producto/muestreador-multicapa/

La técnica de toma de muestras se ejecutará según las directrices
establecidas.

MUESTREO
• Recepción de muestras
• La muestra de alimentos se recogen por el inspector autorizado
• Condiciones adecuadas de muestreo
• Registro y rotulación adecuados
• Adherencia al plan de muestreo
• Almacenaje. Si es posible, examinar las muestras inmediatamente
después de recibirlas. Si se debe posponer el análisis, congelar las
muestras a -20°C hasta su examen. Refrigerar muestras sensibles no
congelables a 0 – 4 °C durante no más de 36 h. Muestras
degradables, liofilizadas o envasadas a temperatura ambiente hasta
su análisis.
• Notificación de resultados a la autoridad competente.

• Existen diversas técnicas para llevar a cabo un muestreo
adecuado de los alimentos, y estas varían de acuerdo al tipo
de ingrediente, la cantidad y el contenedor en el que se
encuentren.
https://www.eldiario.ec/noticias-manabi-ecuador/421828-el-arroz-manabita-se-acumula-en-bodegas-por-las-bajas-ventas/

• Al adquirir un lote de materia prima, es importante obtener
una muestra representativa de éste, para ello se requiere
tomar varias muestras primarias en diversos puntos del lote,
para obtener la mezcla bruta y por reducción de esta se
obtiene finalmente la muestra contractual (representativa).
http://www.anmat.gov.ar/portafolio_edu
cativo/pdf/cap11.pdf

• En el caso de alimentos
envasados, el muestreo
consiste en tomar un pequeño
número de muestras de cada
lote o remesa, elegidas de
modo que estas muestras sean
representativas del total.
http://www.conservasdiamante.com/es/empresa

Probabilidad y muestreo
• Separación de la muestra analítica.
Llamamos muestra analítica a la porción de la muestra total
(la cantidad llevada al laboratorio) que va a ser usada en el
análisis. El resto de la muestra, utilizada como reserva, no es
muestra analítica.

Probabilidad y muestreo
• Separación de la muestra analítica.
La cantidad de muestra analítica tomada para homogenizarla debe ser
suficientemente grande como para que sea representativa.
En algunas situaciones la cantidad de muestra a homogeneizar está
establecida por la legislación sanitaria.
http://www.labplas.com/es/productos/alimentos

• El muestreo se basa en la suposición de que todas las muestras del
mismo lote son similares por haber sufrido un trato igual.
• Sin embargo, hay que tener presente que a veces una unidad
estropeada puede escapar al muestreo, aunque esto sucede sólo en
muy pocos casos.
• Jugamos con probabilidad de tomar una muestra representativa. De
la probabilidad de que contenga un microorganismo.

Muestra única
• En ocasiones, las muestras que se deben recoger son únicas,
circunstancia frecuente cuando se trata de alimentos sospechosos
de toxinfección alimentaria.
• Las muestras únicas en muchos casos son irreemplazables y
entonces hay que tratarlas con un cuidado especial porque su
pérdida o deterioro puede suponer un problema serio.
https://es.kbtfoodpack.com/packaging-solutions/food/meat/sausage-
packaging-machine-thermoforming-map-flexible/

Análisis repetidos
• En ocasiones, se toman muestras de forma periódica para llevar a
cabo análisis rutinarios que nos informen de la calidad del producto
y/o del proceso de producción.

Muestreo de Ingredientes Sólidos
• En sacos
• Si el ingrediente se encuentra en bultos o sacos, se debe de
muestrear de cada saco de 500 a 1000 g. Si el lote es de uno a diez
sacos, se deben de muestrear todos, si el lote es mayor a diez, se
deben muestrear 10 costales o por lo menos el 2% del total del lote.
• El muestreo de sacos puede hacerse mediante muestreadores
especiales para este fin.
http://margendefermat.blogspot.com/2012/10/tema-2-muestreo-tipos.html

• A granel
• Cuando la materia prima se encuentra a granel dentro de bodegas
rectangulares, vagones o camiones, se tomaran muestras a tres
niveles diferentes con muestreadores adecuados y en varios puntos
de acuerdo a la capacidad del transporte o bodega.
https://www.directindustry.es/prod/bue
rkle/product-63760-1113501.html

• Piezas
• (queso, jamón serrano o cocido, y similares) se tomarán las
muestras en varias zonas con cuchillos, taladros, sierras, etc.,
estériles. Las muestras se introducirán, asépticamente, en
recipientes estériles.

Muestreo de Ingredientes líquidos
Muestreo de Ingredientes Líquidos
Para realizar el muestreo de este tipo de ingredientes tales como
melaza, aceite y algunos aditivos, para ello se requiere de
muestreadores especiales que tienen trampas diseñadas para abrirse y
cerrarse controladamente y así poder tomar muestras a diferente
profundidad.

Muestreo de Ingredientes líquidos
En el caso de ingredientes como la melaza y la manteca, es
recomendable calentarlos previamente y mezclarlos vigorosamente
para que el material quede completamente homogéneo y la muestra
se obtenga fácilmente.
De nuevo variará si el líquido va distribuido en unidades o a granel
https://www.directindustry.es/fabricante-industrial/muestreador-aceite-235589.html

Muestreo de materiales envasados
En alimentos envasados de modo individual: las muestras pueden ser
elegidas de manera aleatoria para ser representativas
Tabla de números al azar.
Este método consiste en
separar del lote un número de
muestras calculado
previamente, utilizando la
tabla de números al azar.
Dicha tabla está integrada por
columnas y filas de dígitos
obtenidos mediante cálculos
estadísticos.

Conservación y envío de muestras
La forma adecuada de conservar las muestras, así como el recipiente
utilizado y la cantidad requerida por el laboratorio para realizar las
determinaciones pertinentes se muestran a continuación:

Conservación y envío de muestras
Todas las muestras deben estar perfectamente cerradas e
identificadas. La identificación debe hacerse con tinta indeleble y
debe contener los siguientes datos:

Métodos analíticos
Métodos Cualitativos
• Limite de detección
• Inclusividad y exclusividad
• Sensibilidad y Especificidad
Métodos Cuantitativos
• Limite de cuantificación
• Inclusividad y exclusividad
• Linearidad

Métodos
• Exclusividad
Es la habilidad del método de no detectar un rango relevante
de cepas relacionadas que pueden provocar reacciones
cruzadas
• Inclusividad
Es la habilidad del método de detectar un rango de cepas
verdaderamente positivas
https://docplayer.es/75700536-Confiabilidad-de-los-resultados-y-
confirmacion-metrologica-en-microbiologia.html

Tipos de alimentos
• Grano, cereales, pastas y pan
• Mantequilla, leche y productos lacteos derivados (yogurt, queso,
helado)
• Huevos pasteurizados y productos derivados
• Pescados y mariscos y otros derivados
• Cárnicos, pollo y derivados
• Frutas y verduras frescas, zumos, néctares, frutos secos
mermeladas y jaleas
• Aceites y salsas
• Bebidas no alcoholicas, refrescos y aguas, cafe y te
• Caramelos y chocolatinas. Derivados del cacao
• Puddings y gelatinas
• Jarabes, azúcares y miel
• Bocadillos preparados
• Salsas y sopas preparadas, ensaladas preparadas
• Suplementos nutritivos

Categorías de las muestras en codex alimentarius

Procesamiento de las muestras
• Recepción de muestras
• La muestra de alimentos se recogen por el inspector autorizado
• Condiciones adecuadas de muestreo.
• Registro y rotulación adecuados.
• Adherencia al plan de muestreo.
• Almacenaje. Si es posible, examinar las muestras inmediatamente
después de recibirlas. Si se debe posponer el análisis, congelar las
muestras a -20ºC hasta su examen. Refrigerar muestras sensibles no
congelables a 0-4°C durante no más de 36 h. Muestras degradables,
liofilizadas o envasadas a temperatura ambiente hasta su análisis.
• Notificación de resultados a la autoridad competente.
Source: FDA 2006. (USA)

MODELO CLÁSICO DE DETECCIÓN DE BACTERIAS PATÓGENAS

MÉTODOS TRADICIONALES/OFICIALES

¿QUÉ SE NECESITA EN EL ANÁLISIS MICROBIOLÓGICO DE LOS
ALIMENTOS?

MÉTODOS RÁPIDOS/AUTOMATIZADOS

METODOS GENERALES DE ANALISIS MICROBIOLOGICO
DE LOS ALIMENTOS
• El análisis microbiológico de alimentos no tiene carácter preventivo
sino que simplemente es una inspección que permite valorar la carga
microbiana
• Buenas Prácticas de Elaboración y Distribución del alimento (BPE).
• Hay que hacer un análisis del riesgo consistente en determinar el
peligro para la salud humana de un factor patógeno
https://www.labolab.com.ec/analisis-microbiologico/

• La letalidad del tratamiento a aplicar viene dada por la
fórmula
donde Nc son los valores aceptables del microorganismo a
controlar y N0 la carga microbiana inicial para dicho
microorganismo.

Fundamentos de los procedimientos analíticos
B.1. Heterogeneidad de la presencia de microorganismos en los
alimentos:
(a) Evaluación de la muestra necesaria para evitar la distorsión producida
por los microorganismo que se encuentran en diferentes partes de las
superficies,
(b) Determinación del modo óptimo de remoción del microorganismo
de la muestra o lugar de muestreo y
(c) Evitar la contaminación ambiental durante la toma o transporte de
muestras.

B.2. Transporte de muestras: evitar que durante el transporte de las
muestras se produzca:
(a) Multiplicación de los microorganismos presentes y
(b) Inactivación de algún microorganismo
temperaturas del entorno de 0º C por un tiempo no superior a las 24
horas,

B.3. Confianza en los procedimientos: Normalmente es necesario
detectar bacterias que suponen entre 104 y 107 de la flora normal del
alimento, (flora inocua).
Es necesario utilizar medios selectivos para detectar estos
microorganismos presentes en proporciones tan bajas.
Probar experimentalmente los medios usados para determinar su
selectividad y su productividad; así como no debe usarse un medio
diseñado para un producto en otro producto diferente para evitar la
distorsión de los resultados.

B.4. Daño o lesión subletal: Tratamientos tecnológicos pueden
producir daños subletales en los microorganismos que no pueden ser
recuperados en medios seléctivos.
- tratamiento de recuperación: recuperación en líquido (2 h. 25ºC en
agua peptona) o en sólido (>6 h. en agua LB o similar, incubando luego
4 - 6 h. a 25º C) seguido del tratamiento selectivo (siembra en medio
selectivo o recubrimiento con agar blando selectivo)

B.5. Evaluación sistemática de los medios de cultivo:
Dada la variabilidad debida a pequeños errores en la preparación de
los medios de cultivo, tanto los generales como los selectivos, es
necesario hacer controles periódicos que permitan comprobar tanto
que las bacterias buscadas crecen incluso a partir de células aisladas
(colonias aisladas) como que las bacterias de la flora general son
satisfactoriamente inhibidas (no crecen salvo cuando se siembra un
gran volumen).
https://docplayer.es/54948473-Evaluacion-de-los-medios-de-cultivo-para-verificar-su-
reproductibilidad-y-selectividad.html

Este tipo de control de los medios de cultivo se denomina ecométrico.
Método ecométrico modificado . Prueba de
tolerancia a sales biliares. 0.1% (p/ v)
(A) Prueba de tolerancia a pH 3.0 ± 0.2
(B) Prueba de tolerancia a 28ºC
(C) Cepa A. Agar YPD.
http://www.scielo.org.co/pdf/mvz/v13n1/v13n1a07.pdf

Laboratorios de microbiología de alimentos
Relacionados con la industria alimentaria.
- microorganismo usado para la elaboración de alimentos
- microorganismo como indicador de contaminación
- eliminación de microorganismos patógenos
https://es.wikipedia.org

Laboratorios de microbiología de alimentos
• Métodos estandarizados y normativa estricta
• Bajo riesgo biológico
• Fondos privados
• Personal estable
• En ocasiones se I+D

Muestras en alimentos
• Elaboración de productos.
• Control de calidad.
• Evitar contaminaciones que degraden la calidad del producto.
• Muestras para análisis de indicadores
Periódicas
Puntuales
• Muestras para análisis de patógenos
Ausencia
Periódicas

Utilización de los microorganismos como marcadores
(índices e indicadores)
A. Introducción histórica, terminología y bases de su utilización.
Históricamente, desde hace un siglo se estudia la detección de,
primero, E. coli y posteriormente, el grupo coli aerogenes
(enterobacteriaceas) como índice de contaminación final en lugar de
investigar la presencia de Salmonella typhi.

B. Terminología
• Microorganismo índice: aquél cuya presencia alerta de la posible
presencia de un microorganismo patógeno relacionado ecológicamente
con él. (Ej: E. coli índice de S. typhi).
• Microorganismo indicador: aquel cuyo numero indica un tratamiento
inadecuado o una contaminación posterior del alimento analizado.
microBIO
@microBIOblog

Un microorganismo dado puede actuar como índice e
indicador simultáneamente, incluso en un mismo alimento.
A pesar de que actualmente es posible detectar casi cualquier
tipo de microorganismo patógeno, se siguen llevando a cabo
análisis de microorganismo determinados como marcadores
por razones de economía, rapidez y sensibilidad.
microBIO
@microBIOblog

Los principales marcadores son:
• grupo coli aerogenes
• E. Coli,
• y estreptococos del grupo D de Lancefield.
https://www.slideserve.com/nansen/cocos-gram-positivos

FACTORES QUE AFECTAN A LA SUPERVIVENCIA DE LOS
MICROORGANISMOS EN LOS ALIMENTOS
1.TEMPERATURA.
1.1. Refrigeración.
1.2. Congelación.
1.3. Altas temperaturas.

2. RADIACION ULTRAVIOLETA.
La radiación UV disminuye el número de células vegetativas o de
esporas vivas con el tiempo de irradiación.
3. RADIACION IONIZANTE.
La radiación ionizante es altamente letal, puede ajustarse su dosis
para producir efectos pasteurizantes o esterilizantes y su poder de
penetración es uniforme.
La sensibilidad a la radiación de los microorganismos difiere según las
especies e incluso según las cepas

4. ACTIVIDAD DE AGUA REDUCIDA.
Los microorganismos requieren la presencia de agua, en una forma
disponibles, para que puedan crecer y llevar a cabo sus funciones
metabólicas. La mejor forma de medir la disponibilidad de agua es
mediante la actividad de agua (aw).

La aw de un alimento puede reducirse aumentando la concentración
de solutos en la fase acuosa de los alimentos mediante la extracción
del agua o mediante la adición de solutos.

La deshidratación es un método de conservación de los alimentos
basado en la reducción de la aw, durante el curado y el salazonado,
así como en el almíbar y otros alimentos azucarado son los solutos los
que, al ser añadidos, descienden la aw.

5. pH Y LA ACIDEZ.
6. POTENCIAL REDOX.
https://www.facebook.com/miyoideal/posts/1606116312933356:0

7. ACIDOS ORGANICOS.
La actividad antimicrobiana de un ácido orgánico o de su éster se
debe a las moléculas no disociadas, sólo los ácidos orgánicos lipofílicos
tienen actividad antimicrobiana.
Estos compuestos inhiben el crecimiento de los microorganismos o los
matan por interferir con la permeabilidad de la membrana celular
De todos los ácidos el más efectivo es el acético.
https://inta.gob.ar/sites/default/files/inta_manual_de_recetas
_para_elaborar_conservas_2018.pdf

8. SALES DE CURADO Y SUBSTANCIAS ANALOGAS.
Las sales de curado son el cloruro sódico y los nitratos o nitritos de
sodio y potasio; estos productos modifican el alimento base en el
color, aromas, textura y sensibilidad al crecimiento microbiano.
A las concentraciones y bajo las condiciones corrientemente
utilizadas, retrasan o previenen el desarrollo de los microorganismos
perjudiciales de los productos
https://www.reviewbox.com.mx/sal-de-grano/

9. GASES COMO CONSERVADORES.
Diversos gases y vapores naturales o artificiales destruyen o inhiben
los microorganismos.
El nitrógeno y el oxígeno se usan con frecuencia en el envasado y
almacenamiento de los alimentos
El CO2 inhibe el crecimiento de microorganismos sobre los alimentos
con eficiencia creciente cuanto más desciende la temperatura.
Los mohos y las levaduras son algo más resistentes al CO2 que las
bacterias (las Gram negativas más sensibles que las Gram positivas).

9. GASES COMO CONSERVADORES.
La actividad antimicrobiana del dioxido de azufre es selectiva: se
emplea frecuentemente como antifúngico.
El óxido de etileno resulta muy tóxico para los microorganismos.
Los mohos y levaduras son más sensibles que las bacterias y estas que
las esporas.

Platos preparados
Alimentos congelados.
Durante la congelación no hay
desarrollo microbiano, el problema
surge durante la descongelación.
El criterio suele ser el control de la
calidad del producto fresco antes de
congelarse.
Cuando el alimento se cocina
inmediatamente antes de procederse
a la congelación, los valores de
referencia suelen ser similares a los de
la leche pasteurizada.
https://www.pngocean.com/search?png=alimentos+congelados

Platos preparados
Embutidos
En los que se da una gran variedad de
valores de referencia

Platos preparados
Productos cárnicos en lonchas envasados al vacío
En que la alteración se efectúa por bacterias lácticas y el criterio es
incubar a temperatura de refrigeración el producto y valorar entonces
S. aureus y enterobacterias.

Pastelería
Alimentos perecederos pasterizados no envasados.
a)Productos de pastelería:
La contaminación con E. coli es indicativa

Pastelería
b) Empanadas de carne:
La corteza y la presencia de conservantes protege el interior, aunque
en ocasiones se han roto estas barreras y se han producido
contaminaciones. Deben vigilarse enterobacterias, S. aureus y
Clostridium perfringens.

Pastelería
c) Pan:
El mayor problema es el enmohecimiento que es fácilmente detectable
por lo que en condiciones normales no es necesario un control
microbiológico especial.

Nuevas formas de alimento
Alimentos de gran tamaño enlatados:
Las asociaciones presentes en estos
microorganismos son bacterias
psicrotrofas, y bacterias resistentes
al calor (Streptococos de grupo D y
ciertos bacilos).
No es útil detectar microorganismos
en el producto recién preparado, es
necesario hacen ensayos de
incubación a una temperatura que
permite el desarrollo máximo de los
organismos psicrotrofos sin matarlos
(16º C).

Nuevas formas de alimento
c) Semiconservas de pescado:
Las condiciones de análisis son
similares a las del apartado anterior.
semiconservas con vinagre: la medida
del pH alimentos con pH superior a
4.5: analizar enterobacterias,
S. aureus y Clostridium.

Semiconservas
Semiconserva significa que el pescado está conservado crudo,
macerado con algún conservante natural como la sal o el vinagre, pero
sin pasar por el proceso de esterilización.
Por ejemplo las anchoas en sal están en crudo pero tienen un proceso
de saturación y maduración en sal, lo cual las conservan y las hacen
aptas para el consumo.
Pero su tiempo de conservación no es tan prolongando como la
conserva.

Appertizado (conservas)
Nicholas Appert repostero.
17 de noviembre de 1749 al 1 de junio de 1841
Fue un maestro confitero y cocinero francés inventor del método de
preservación hermética de los alimentos. Fundó la primera fábrica
comercial de conservas en el mundo.

Appertizado (conservas)
(Decreto Francés de 1955 define que las conservas appertizadas se
consideran como las conservas(...) de productos perecederos, de
origen animal y vegetal, cuya conservación está asegurada por el
empleo combinado de las dos técnicas siguientes:
1) Acondicionamiento del alimento en un recipiente impermeable a
los líquidos, gases y m.o.
2) Tratamiento Térmico que debe conseguir destruir o inhibir
totalmente las enzimas, así como los m.o y sus toxinas.
La hermeticidad del envase es una condición indispensable.

Esterilidad
Absoluta: destrucción de todos los microorganismos viables que
pueden ser determinados mediante una técnica apropiada.
La esterilidad absoluta es inalcanzable, ya que nunca se llega a
eliminar a TODOS los microorganismos.

Esterilidad
Comercial: La probabilidad de encontrar algunos m.o. vivos se hace
extremadamente baja a medida que se prolonga el tratamiento
térmico.
En el caso de las conservas alimenticias, esta establecido de modo que
la probabilidad de encontrar un envase que contenga todavía una
bacteria viva sea lo suficientemente remota para que el riesgo resulte
prácticamente despreciable.

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