1. 2.7 FACTORES INTRÍNSECOS Y FACTORES EXTRÍNSECOS.
Factores intrínsecos: se refieren a las propiedades físicas y a la composición
química del propio alimento: actividad de agua,PH, nutrientes, potencial de
oxidación y estructura del producto alimentario.
Factores extrínsecos: características del ambiente donde se almacena el
alimento: temperatura, humedad y tensión de oxígeno.
Tratamientos tecnológicos a que haya sido sometido el alimento, físicos o
químicos, modifican la microbiota inicial y repercuten también en la composición
del producto final.
Factores implícitos: relaciones que se establecen entre los microorganismos
presentes en los alimentos.
Constituyentes antimicrobianos y estructuras biológicas. Los factores
intrínsecos son aquellos factores propios del tejido vegetal y animal del alimento,
estos son:
1.- Ph.
2.- Contenido de humedad.
3.- Potencial de óxido – reducción.
4.- Contenido de nutrientes.
5.- Constituyentes antimicrobianos.
6.- Estructuras biológicas.
Constituyentes Antimicrobianos
- Lisozima, avidina, conalbumina, lactoferrina de los huevos
- Alimentos de origen vegetal
- Sistema lactoperoxidasa de la leche, lactoferrina
- Especias
- Cebollas, ajos, rábano picante
Propiedades biológicas de los alimentos
Contenido en nutrientes
- Agua
- Fuente de energía
- Fuente de Nitrógeno
- Vitaminas
- Factores de crecimiento
- Minerales
Sustancia inhibidoras
Determinadas sustancias químicas o biológicas bien naturales o adicionadas
artificialmente al alimento tienen un efecto tóxico sobre los microorganismos.
Por ejemplo, la lisozima y conalbúmina del huevo fresco, que están presentes
de forma natural, son potentes inhibidores del crecimiento bacteriano. Otras
2. sustancias son utilizadas como aditivos en los alimentos para conseguir una
mayor seguridad microbiológica como por ejemplo los sorbatos en el pan para
controlar el crecimiento de mohos.
Actividad del agua de algunos alimentos
ACTIVIDAD DE AGUA (AW) o proporción presente en un alimento: a valores
elevados de Aw (cociente que oscila entre 0 y 1) , superiores a 0,98, la mayoría de
los microorganismos encuentran condiciones óptimas de desarrollo. Por debajo de
0,87, se inhibe el desarrollo bacteriano y de la gran parte de las levaduras y
únicamente los mohos pueden proliferar.
Productos frescos como carnes, pescados, huevos, leche o frutas tienen actividad
de agua superiores a 0,970, lo que explica la corta vida útil de estos alimentos. El
bajo valor de este parámetro en harinas, legumbres o pasta italiana proporciona,
por el contrario, estabilidad en estos productos.
PH o grado de acidez-alcalinidad: Determina la clase de agente contaminante y
los cambios que puedan ocasionar en el alimento.
En general, a más acidez, más dificultad de proliferación, ej: las frutas ácidas
están sujetas a los ataques de mohos y levaduras, mientras que las carnes y
pescados (con bajo grado de acidez) constituyen medios más favorables para las
bacterias.
El rango de multiplicación bacteriana, en cuanto a ph, comprende valores entre 4,5
y 9, con un óptimo crecimiento de 6,5 a 7,5.
POTENCIAL REDOX.
- Se piensa que el potencial redox es un importante factor selectivo en todos los
ambientes, incluidos los alimentos, que probablemente influye en los tipos de
microorganismos presentes y en su metabolismo. El potencial redox indica las
relaciones de oxígeno de los microorganismos vivos y puede ser utilizado para
especificar el ambiente en que un microorganismo es capaz de generar energía y
3. sintetizar nuevas células sin recurrir al oxígeno molecular: los microorganismos
aerobios requieren valores redox positivos y los anaerobios negativos. cada tipo
de microorganismo sólo puede vivir en un estrecho rango de valores redox
ACIDE Z DE LOS ALIMENTOS
- La actividad antimicrobiana de un ácido orgánico o de su éster se debe a las
moléculas no disociadas de este compuesto, porque esta forma molecular es la
más soluble en las membranas celulares, por esto 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 al producir un
desacoplamiento del transporte de substratos y el transporte de electrones de la
forforilación oxiclativa. como consecuencia de esto las bacterias no pueden
obtener energía y mueren.
- Las mayorías de los ácidos orgánicos resultan poco eficaces como ínhibidores
del crecimiento bacteriano a los pH de 5.5 a 5.8, y son más eficaces a altas
concentraciones y pH más bajos. (Cuando el estado disociado del ácido es más
infrecuente). Su empleo más frecuente es como micostáticos.
- De todos los ácidos el más efectivo es el acético
TEMPERATURA: Es el factor ambiental de mayor influencia en la multiplicación
de microorganismos en alimentos. En función de este parámetro los
microorganismos se clasifican: psicrófilos, psicotrofos, mesófilos, termótrofos,
termófilos.
Psicrófilos : Microorganismos adaptados al frío, no suelen encontrarse en
alimentos a no ser en regiones polares.
Psicrótrofos: Microorganismos dominantes en alimentos refrigerados, capaces
de adaptarse y crecer a temperaturas próximas a los 0º. A este grupo pertenecen
numerosas especies bacterianas y la mayor parte de:
Mesófilos: Gérmenes abundantes en alimentos que han permanecido a
temperatura ambiente y en refrigerados cuando se ha roto la cadena de frío.
Termófilos: Se caracterizan por tener una tasa de crecimiento elevado. Ej:
Bacillus y Clostridium, así como algunos mohos. Dentro de estos se distinguen los
termotrofos, microorganismos capaces de desarrollarse a temperaturas entre los
44 y 50º C.
Altas temperaturas
Las temperaturas superiores a las de crecimiento óptimo producen
inevitablemente la muerte del microorganismo o le producen lesiones subletales.
4. Las células lesionadas pueden permanecer viables; pero son incapaces de
multiplicarse hasta que la lesión haya sido reparada.
Aunque se han observado excepciones, está perfectamente establecido que la
cinética de termodestrucción bacteriana es logarítmica y en ella se pueden
determinar para cada microorganismo y alimento los valores de termodestrucción
que, en conjunto con la medida de los valores de carga microbiana inicial del
alimento permiten diseñar el tratamiento adecuado para conseguir los niveles
microbiológicos técnicamente aceptables.
La velocidad de termodestrucción se ve afectada por factores intrínsecos
(diferencia de resistencia entre esporas y células vegetativas, localización intra o
extracelular de las bacterias patógenas), factores ambientales que influyen el
crecimiento de los microorganismos (edad, temperatura, medio de cultivo) y
factores ambientales que actúan durante el tratamiento térmico (pH, aw , tipo de
alimento, sales, etc.).
Bajas temperaturas
El frío produce alteraciones metabólicas en los microorganismos
A baja temperatura las rutas metabólicas de los microorganismos se ven
alteradas, como consecuencia de su adaptación al frío. Estos cambios
metabólicos pueden dar lugar a que se produzcan deterioros diferentes a los
causados por los mismos microorganismos a diferentes temperaturas.
El deterioro de alimentos refrigerados se produce por microorganismos psicrofilos
porque, aunque sus velocidades de crecimiento son lentas, los periodos de
almacenamiento son muy prolongados. Los microorganismos patógenos son, en
su mayoría, mesófilos y no muestran crecimiento apreciable, ni formación de
toxinas, a temperaturas de refrigeración correctas. Ahora bien, si la temperatura
no es controlada rigurosamente puede producirse un desarrollo muy peligroso
rápidamente.
Entendemos por refrigeración la conservación de alimentos a temperaturas
inferiores a 10ºC y superiores al punto de congelación del agua. La baja
temperatura es, evidentemente, un factor limitante del crecimiento microbiano.
Según su comportamiento frente a la temperatura, los organismos pueden ser
térmofilos, mesófilos y psicrotrofos.
A temperatura de refrigeración (0 - 5º C) los organismos psicrófilos crecen más
rápidamente que los mesófilos y, por tanto, la baja temperatura per se supone un
factor de selección de la flora del alimento de gran importancia. Este hecho, unido
a que a temperaturas inferiores a la óptima los periodos de latencia se alargan
mucho, especialmente en bacterias mesófilas, hace que la población bacteriana
esperable tras largos periodos de refrigeración esté constituida mayoritariamente
por psicrófilos, y que, por consiguiente, los procesos que se produzcan a esta
5. temperatura sean, predominantemente, de alteración más que de desarrollo de
microorganismos patógenos.
Choque de frío Cuando se enfría rápidamente un alimento muchas de las
bacterias mesófilas que normalmente resistirían la temperatura de refrigeración,
mueren como consecuencia del «choque de frío». Esto es más frecuente en
Gram-negativas que en Gram-positivas.
Se entiende por congelación la conservación de alimentos a temperaturas
inferiores al punto de congelación del agua. Estas temperaturas pueden variar
desde la que se obtiene en un congelador casero (en torno a -2 a -10ºC) y las
conseguidas en sistemas de congelación más potentes que pueden llegar a -30 a -
80ºC. La congelación detiene el crecimiento de todos los microorganismos. Los
superiores (hongos, levaduras, helmintos) son más sensibles que las bacterias y
mueren.
A temperaturas más bajas (-30º C) la supervivencia de las bacterias es mayor que
en temperaturas de congelación más altas (-2 a -10º C), sin embargo estas
temperaturas también deterioran el alimento más que las más bajas. La
congelación puede producir lesiones subletales en los microorganismos
contaminantes de un alimento. Este aspecto hay que considerarlo al hacer control
microbiológico.
Durante la congelación la carga microbiana continua disminuyendo. Sin embargo,
las actividades enzimáticas de las bacterias pueden continuar dando lugar a más
deterioro.
Tras la congelación los microorganismos supervivientes pueden desarrollarse en
un ambiente en el que la rotura de la integridad estructural del alimento como
consecuencia de la congelación puede producir un ambiente favorable para el
deterioro microbiano.
PRESION
En 1899 Hite investigó los efectos de la alta presión sobre la leche, pero la
imposibilidad técnica de trabajar a nivel industrial restó interés en dicho
tratamiento. Casi un siglo más tarde y gracias a los avances realizados por la
industria cerámica y metalúrgica en la utilización de técnicas de alta presión
durante los años setenta y ochenta, se ha abierto la posibilidad de tratar los
alimentos por este método a nivel industrial.
Por lo que se refiere a los microorganismos, los estudios han constatado
alteraciones morfológicas celulares como compresión de vacuolas gaseosas y
alargamiento celular así como separación entre la pared y membrana celular.
Los fenómenos de replicación del ADN, transcripción del ARN y traducción de
proteínas se ven inhibidos. Todo ello provoca destrucción de gran parte de los
microorganismos a temperaturas de entre 25 y 60 grados y presiones entre 1,5
6. y 4 Kbares durante tiempos entre una y cinco horas. Las esporas son más
resistentes y se habría de aplicar presiones de unos 10.000 bares a 60ºC.
Los virus, en cambio, como suele ocurrir con los seres más simples, suelen ser
más resistentes y tan solo algunos se inactivan parcialmente.
Un gel obtenido mediante altas presiones es superior en todos los aspectos a
uno obtenido por calor: es hasta ocho veces más rígido, cinco veces más
resistente a la fractura, es más brillante, más suave, más transparente, etc.
Las grasas sometidas a presión pueden pasar de estado líquido a cristalino y se
pueden mejorar con ellos las propiedades de aspecto y textura. En el chocolate
se mejoraría la untuosidad.
En la leche a veces se atenúa el color blanco por los cambios conformacionales.
En la carne se baja la tonalidad roja, y la tripsina aumenta su actividad con lo
que se obtendría una carne más digerible. En el sabor no se aprecian cambios.
Esta técnica también puede ser útil como agente extractante de elementos
esenciales sin destrozos celulares como ocurre por ejemplo con el estrujamiento
en producto como cítricos de los que se extrae el jugo celular.
Igualmente se puede utilizar para realizar pasteurizaciones y esterilizaciones.
Los zumos y mermeladas son los productos más tratados por alta presión en
Japón. En los últimos tiempos también han sido tratados otros productos como
frutos tropicales en azúcar o jamón curado de vacuno. En Europa este
tratamiento no está muy extendido pero se espera una expansión en el futuro.
En el sector de la alimentación, se prevé la aplicación de este tratamiento sobre
productos de alto valor añadido que se vean muy afectados en sus propiedades
organolépticas cuando son tratados por calor, o en los que las modificaciones
acaecidas al ser tratados por alta presión sean apreciadas positivamente por el
consumidor, pero no de forma indiscriminada y general como sustituto al
tratamiento por calor dado su alto precio.
Generalmente en los alimentos, cuanto más elevada es la temperatura y menor
el tiempo de aplicación se pierden menos nutrientes y propiedades
organolépticas interesantes que si la temperatura es menor y el tiempo mayor,
teniendo en cuenta que estamos comparando dos.
