FACTORES QUE AFECTAN AL DESARROLLO BACTERIANO
Existen muchos factores que afectan el desarrollo bacteriano y, por lo tanto, pueden aumentar la probabilidad de ocurrencia de ETA. Esos factores pueden estar relacionados con las características del alimento (intrínsecos) o con el ambiente en el cual dicho alimento se encuentra (extrínsecos). Los factores intrínsecos son la actividad de agua (Aw), acidez (pH), potencial de óxido reducción (Eh), composición química del alimento (nutrientes) y otros. Los factores extrínsecos más importantes son la humedad del medio y la temperatura.
FACTORES INTRÍNSECOS para DESARROLLO BACTERIANO
1.- ACTIVIDAD DE AGUA (AW)
Los microorganismos necesitan de “agua disponible” para crecer. Esta agua no está ligada a otras moléculas del alimento ni ligada químicamente a otros componentes, como la sal (NaCl). El término “actividad de agua” (Aw) se refiere a esta agua disponible para el crecimiento microbiano, y su valor varía de 0 a 1,0. La menor Aw en la cual una bacteria patogénica puede desarrollarse, es 0,85. Los valores de actividad de agua favorables para el desarrollo bacteriano están entre 0,97 y 0,99. De ese modo, los alimentos con Aw dentro de esa variación favorecen a los agentes de enfermedades bacterianas.
2.- ACIDEZ Y PH (pH)
El pH de los alimentos se mide en una escala de 0 (muy ácido) a 14,0 (muy alcalino o básico), siendo 7,0 el pH neutro. La mayoría de las bacterias se desarrolla mejor en pH neutro o cercano a él, y la mayoría de los alimentos considerados favorables a estos agentes tienen el pH entre 4,6 y 7,0. A partir de ese concepto, se dividieron los alimentos en dos categorías: poco ácidos, o de baja acidez y ácidos. Estas categorías se establecieron con base en el desarrollo del Clostridium botulinum.
3.- POTENCIAL DE ÓXIDO-REDUCCIÓN (Eh)
Los procesos de oxidación y reducción se relacionan con el intercambio de electrones entre las sustancias químicas. El potencial de óxido-reducción puede definirse como la capacidad de determinados sustratos de ganar o perder electrones. El elemento que pierde un electrón se denomina oxidado, y el que gana, reducido.
Los microorganismos aeróbicos
Los microorganismos aeróbicos necesitan de valores de Eh positivos para su crecimiento. En ese grupo, están casi todos los mohos, levaduras oxidativas y muchas bacterias, principalmente las deteriorantes de alimentos (Pseudomonas, Moraxella, Acinetobacter, Flavobacterium, etc.) y algunas bacterias patogénicas aeróbicas (como Bacillus cereus).
Los microorganismos anaeróbicos
Del mismo modo, los microorganismos anaeróbicos necesitan valores de Eh menores. En ese grupo están algunas bacterias patogénicas (Clostridium botulinum) y deteriorantes. Algunas bacterias anaeróbicas facultativas se desarrollan mejor en condiciones un poco reducidas y se denominan microaerófilas, como los lactobacilos y Streptococcus.
El desarrollo bacteriano puede darse en ambas condiciones...
Con con o sin aire, éstas son las llamadas aeróbicas facultativas. En ese grupo están las bacterias de la familia Enterobacteriaceae.
El Campylobacter sp pertenece a la clase de bacterias microaerófilas, o sea, se desarrollan mejor en bajas concentraciones de oxígeno (entre 3 y 5%).
Los mohos y levaduras importantes para la ciencia de los alimentos son aeróbicos, raramente son facultativos.
4.- COMPOSICION QUÍMICA
Los microorganismos difieren en cuanto a la exigencia de factores de crecimiento y capacidad de usar diferentes sustratos de la composición de alimentos.
FUENTES:
- CARBONO
- NITRÓGENO
- DE VITAMINA
- MINERALES
A) FUENTE DE CARBONO
El carbono puede ser un factor limitante para el desarrollo bacteriano. Carbohidratos complejos (polisacáridos), como almidón y celulosa, son usados directamente por un pequeño número de microorganismos. Los mohos son muy importantes en el deterioro de materia prima con ese sustrato.
Grasas y aceites son usados por microorganismos lipolíticos, como varios mohos, levaduras y bacterias (Pseudomonas, Achromobacter, Alcaligenes y otras). Sin embargo, muchos microorganismos no pueden desarrollarse en ese sustrato.
B) FUENTE DE NITRÓGENO
Proviene de aminoácidos, nucleótidos, péptidos y proteínas, además de otros compuestos nitrogenados. Los aminoácidos son la fuente más importante de nitrógeno para los microorganismos.
C) FUENTE DE VITAMINA
Generalmente, los alimentos poseen la cantidad de vitamina necesaria para el desarrollo de los microorganismos. Por ejemplo, frutas pobres en vitaminas del Complejo B no favorecen el desarrollo de algunas bacterias. Las bacterias Gram-positivas son más exigentes que las Gram-negativas y los mohos, que pueden sintetizar algunas de esas vitaminas. Las más importantes son las vitaminas del Complejo B, la biotina y el ácido pantoténico.
D) SALES MINERALES
Pese a usarse en pequeñas cantidades, son factores indispensables para el desarrollo de microorganismos, debido a su papel en las reacciones enzimáticas. Los más importantes son sodio, potasio, calcio y magnesio.
5. PRESENCIA DE SUSTANCIAS ANTIMICROBIANAS NATURALES
La estabilidad de algunos productos de origen animal y vegetal ocurre, en la naturaleza, debido a la presencia de sustancias antimicrobianas. Éstos son algunos ejemplos:
Huevo
posee la lisozima (muramidasa), que destruye la pared celular de bacterias Gram positivas. En la albúmina del huevo existe la avidina, sustancia que actúa contra algunas bacterias y levaduras.
Clavo
tiene eugenol (aceite esencial), que actúa contra bacterias (Bacillus, S. aureus, Aeromonas, y Enterobacteriaceae).
Mora, Ciruela y frutilla
poseen el ácido benzoico con acción bactericida y fungicida, siendo más eficaz en valores de pH entre 2,5 y 4,5.
Canela
tiene aldehído cinámico y eugenol, que actúan contra mohos y bacterias, respectivamente.
Ajo
tiene alicina, sustancia que combate la Salmonella, Shigella, micobacterias, I. plantarum, S. aureus, Leuconosac mesenteroides, C. botulinum, Candida albicans, A. flavus y Penicillium, entre otras.
Leche
En la leche cruda existen muchos grupos de sustancias con actividad antimi-crobiana, como el sistema lactoperoxidasa, lactoferrina y otras proteínas que se asocian al hierro, protegiendo la leche contra el deterioro e inhibiendo el desarrollo de bacterias patogénicas.
6. MICROBIOTA COMPETITIVA
La competición de la microbiota del alimento puede favorecer o inhibir algunas especies o grupos de microorganismos. Las bacterias lácticas, por ejemplo, pueden producir ácido láctico y bacteriocinas que inhiben o eliminan otros microorganismos presentes en el mismo alimento.
Determinadas bacterias, como S. aureus y C. botulinum, son competidoras pobres y por eso no se desarrollan bien en alimentos con concentración elevada de otros microorganismos como en los alimentos crudos (carne, pescado, verduras de hoja, legumbres, incluyendo palmitos, hongos, etc.).
FACTORES EXTRÍNSECOS PARA DESARROLLO BACTERIANO
Temperatura
El factor ambiental que más afecta el desarrollo de los microorganismos es la temperatura, a pesar de que los microorganismos existentes son capaces de proliferar a diferentes intervalos. Desde -8° a +90°C (17,6 a 194°F), la temperatura óptima para casi todos los patógenos es 35°C (95°F). La temperatura puede afectar la duración de la fase latente, la velocidad de crecimiento, las exigencias nutricionales y la composición química y enzimática de las células de los microorganismos.
HUMEDAD RELATIVA
La humedad relativa influye directamente sobre la actividad de agua del alimento. Si un alimento con baja actividad de agua está almacenado en un ambiente con alta humedad relativa, la actividad de agua de ese alimento aumenta, permitiendo la multiplicación de microorganismos.
La combinación entre humedad relativa y temperatura no puede ser despreciada. Generalmente, cuanto mayor es la temperatura de almacenaje, menor la humedad relativa, y viceversa. Modificando el gas de la atmósfera es posible retardar el deterioro sin disminuir la humedad relativa.
COMPOSICIÓN DE LA ATMÓSFERA
- Influencia de CO2
- Influencia del O3 (Ozono)
- Organismos indicadores
- Algunas Bacterias Patogénicas Causantes de ETA
INFLUENCA DE CO2
El almacenaje de alimentos en atmósferas gaseosas (como CO2), en cantidad previamente establecida, se denomina “atmósfera controlada”. Esta técnica se usa para frutas (como manzana y pera), retardando la putrefacción por hongos filamentosos.
¿QUÉ LO CAUSA?
Probablemente, a la inhibición de la producción de etileno por el gas carbónico, pues el etileno actúa en las frutas como un factor de madurez. Además, considerando que los mohos son microorganismos aeróbicos, la merma en la concentración de oxígeno en la atmósfera no favorece su desarrollo. La concentración de CO2 no debe exceder 10%.
Las atmósferas de gas carbónico se usan para aumentar el tiempo de almacenaje de carnes. Las bacterias Gram-negativas son más sensibles al CO2 que las Gram-positivas. Atmósferas con CO2 y O2 son más eficaces que aquellas que contienen sólo gas carbónico.
INFLUENCIA DEL O3 (Ozono)
Algunos vegetales, especialmente las frutas, se conservan en atmósferas con O3, entre 2 y 3 ppm. Ese tipo de atmósfera no es recomendable para alimentos con alto tenor de lípidos, ya que el ozono acelera la oxidación.
El ozono y el gas carbónico:
- Son eficaces para retardar las alteraciones en la superficie de carnes almacenadas.
- Se usan para aumentar el tiempo de almacenaje de carnes. Las bacterias Gram-negativas son más sensibles al CO2 que las Gram-positivas.
Atmósferas con CO2 y O2 son más eficaces que aquellas que contienen sólo gas carbónico.
ORGANISMOS INDICADORES
Los organismos indicadores en un alimento no representan un peligro directo para la salud, sin embargo son grupos o tipos de microorganismos que, por su origen, procedencia, resistencia térmica, temperatura óptima para desarrollo y otras características, pueden indicar exposición, manipulación y conservación inadecuadas del producto alimenticio. Son útiles también para indicar la presencia de un peligro potencial para la salud, cuando se consideran -por ejemplo- el mismo origen o procedencia. Generalmente, estos organismos o pruebas relacionadas pueden indicar:
- La posible presencia de patógenos, toxinas, o
- La posibilidad de prácticas inadecuadas de higiene durante la producción, el procesamiento, el almacenaje y/o la distribución.
Los organismos indicadores se usan
Para indicar una contaminación de origen fecal o falla en la higiene durante el proceso. Las bacterias coliformes y la Escherichia coli son dos indicadores bastante usados con ese propósito. Deben ser de detección rápida y fácil; ser fácilmente distinguibles de la microbiota natural de alimentos y del agua; tener el mismo origen y procedencia que el organismo patogénico; tener características de multiplicación y muerte similar al microorganismo patogénico para el mismo tipo de alimento; y estar ausente o en cantidad mínima en el alimento cuando el patógeno esté ausente. Sin embargo, no siempre se encuentran todas esas condiciones.
d) ALGUNAS BACTERIAS PATÓGENAS CAUSANTES DE ETA
- Salmonella spp.
- Shigella spp.
- Escherichia coli.
- Yersinia enterocolítica.
- Campylobacter spp.
REFERENCIAS:
- Madigan M.T, Martinko J.M., Stahl D and Clark D.P., Brock Biology of microorganisms, 13th edition, UK, Pearson Benjamin Cummings, 2010.
- Prescott L.M., Harley J.P. and Klein G.A., Microbiología, 3a edición, Madrid, México, Mc Graw Hill-Interamericana, 2009.
