Temperatura de Microorganismos en Alimentos

7/25/2019 Temperatura de Microorganismos en Alimentos

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1M.Sc. VIVIANO PAULINO NINAQUISPE ZARE Ing. Agroindustrial

MICROORGANISMOS RESISTENTES A ALTAS Y

BAJAS TEMPERATURAS EN ALIMENTOS

La temperatura es uno de los parmetros ambientales ms importantes que condicionanel crecimiento y la supervivencia de los microorganismos. Cada especie o cepa

bacteriana tiene temperaturas cardinales distintas, de modo que una bacteria puedepresentar una temperatura ptima superior a la temperatura mxima de otra, o inferior ala temperatura mnima de una tercera.

MICROORGANISMOS PSICRFILOS

Las psicrfilas o crifilas: crecen a partir de entre -5 a 5C.

a) Las llamadas psicrfilas obligadas tienen temperatura ptima a 15-18C, como por

ejemplo Flavobacterium. La bacteria Polaromonas vacuolata, recientemente aislada enaguas heladas de la Antrtida es lo que pudiramos llamar un psicrfilo extremo: tienesu ptimo de crecimiento en 4C, y es incapaz de crecer a 14C (se muere de calor!).

b) Las psicrfilas facultativas o psicrotolerantes (tambin llamadas psicrotrofas)presentan temperatura ptima en torno a los 20-30C y mximas a los 35C. Lasbacterias y hongos psicrotrofos son los responsables de que los alimentos guardados ennevera se estropeen al cabo del tiempo.

Ejemplos de medios permanentemente fros son la mayor parte de las aguas ocenicas(cuya temperatura media es de unos 5oC, pero que en las profundidades alcanzan slo1-2C por encima de cero) y las reas permanentemente heladas del rtico y de laAntrtida. En los medios helados existen pequeas bolsas o microcavidades de agualquida, donde pueden medrar algunos microorganismos. Un ejemplo no bacteriano muycaracterstico es el alga de las nieves (Chlamydomonas nivalis), que llega a conferircolor rojo a la nieve en algunas zonas de montaa a mitad de la estacin estival.

Las principales adaptaciones bioqumicas a medios fros exhibidas por estosmicroorganismos psicrfilos son:

Enzimas ms resistentes al fro

Sistemas de transporte adaptados a bajas temperaturas

Los fosfolpidos de la membrana celular aumentan la proporcin de cidosgrasos insaturados (y en algunas bacterias, poliinsaturados, con entre 4 y 9dobles enlaces), ello supone que la membrana sigue en su estado semifluido,evitndose su congelacin.

Los psicrotrofos (psicrfilos facultativos) son ms abundantes, ya que estn adaptados asoportar grandes oscilaciones trmicas, y en verano pueden crecer a unos 30C-40C.Algunas bacterias y hongos pueden crecer en alimentos (carne, leche, frutas y

hortalizas) que se guardan en frigorficos, alterando las cualidades organolpticas eincluso, echndolos a perder (una experiencia que casi todos hemos tenido).


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Botrytis cinerea

Uno de nuestros visitantes ms asiduos, adems de ser unimportante dolor de cabeza para la industria agro-alimentaria,esBotrytis cinerea; la podredumbre gris, el

de los angloparlantes. Este moho crece sin ningn problemaaunque est entre -1 y 0 C. Por ello, la nevera no impedirque toda fruta, verdura u hortaliza contaminada por esporas deeste hongo, cuya virtud primordial es ser omnipresente,termine siendo consumida por l (Ref. 18 y 19).

Pero ni todos los hongos que nos visitan, ni todas laspelusas lechosas que podamos encontrar, sernBotrytis. Enun sencillo experimento vieron que los pasteles de cereza yarndanos son un medio de cultivo ideal para 12 especies fngicas si se conservan a 5C; o de hasta 7 especies si los conservamos a 0 C (Ref. 13). Ms tarde, con ms

experiencia y mejores tcnicas de identificacin, descubrieron que ms de 100 especiesde hongos podan colonizar diversos tipos de pasteles. De todas ellas, ms del 10%creca sin problemas entre los 0 y los 5 C. Y el grupo con diferencia ms diverso fue elde los penicilios (Ref. 14).

Penicillium

Los penicilios son hongos del gneroPenicillium,

clebres por su habilidad para fabricar de formanatural antibiticos como la penicilina, descubiertapor sir Alexander Fleming en el ao 1928. Lospenicilios son seres provistos de una brutal maquinariaenzimtica, capaces de vivir en multitud de tipos deambientes y de utilizar una amplia diversidad decompuestos de carbono como fuente de materia yenerga. La mayora son habitantes del suelo; sinembargo, otros prefieren nuestros propios alimentos y

pueden vivir perfectamente entre 0 y 5 C (Ref. 19).Encarnan las podredumbres azules o verdes y los anglosajones, que

vemos crecer sobre diversas frutas como un moho de color verde-azulado (Ref. 18), osobre los quesos, que gustosamente consumen aunque intentemos conservarlos entre -2y 10 C (Ref. 2).

No todos nos resultan dainos. Hemos de recordar que gracias a ellos tuvimos lapenicilina. Y sin ir ms lejos,Penicillium roqueforties el responsable directo delindiscutible aspecto y sabor de los quesos azules, como el famoso Roquefort. Pero si

pueden ser un problema, aparte del olor y la descomposicin que provocan, es porqueadems sintetizan micotoxinas: sustancias de efectos cancergenos y neurotxicos.Aunque no hay razn para la alarma, la temperatura de nuestra nevera basta y sobra paraimpedir que las sinteticen en cantidades peligrosas (Ref. 2). Y adems, por algo

existen las fechas de caducidad.


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Cladospor ium herbarum

Los penicilios consumen frutas y lcteos fermentados a -2C. Pero no es el lmite para los hongos.Cladosporiumherbarum, famoso por producir manchas blancas o negras

sobre carne helada, tiene su lmite de crecimiento a -5 C(Ref. 8); Sporotrichum carnis (=Chrysosporiumpannorum), es capaz de formar colonias a -7 C sobrecarne sper-enfriada (Ref. 10); y Thamnidiumelegans, siempre y cuando la carne est en estado desper-enfrimiento, puede multiplicarse a -7 C y sutemperatura mnima de crecimiento podra alcanzar los10 bajo cero (Ref. 15).

Las soluciones que han encontrado estos organismos a los problemas del fro sonmltiples: enzimas adaptadas al fro para poder mantener el metabolismo estable yfuncional; una proporcin de distintos tipos de cidos grasos en la membrana que

permita una funcionalidad de la misma digna ante estas condiciones de fro extremo ysobre todo, sustancias anticongelantes, desde glicoprotenas hasta glicerol, cuya metaes dificultar la formacin de los temidos ncleos de hielo, que son el germen para lacongelacin del agua (Ref. 16).

Visto esto, parece que la nica posibilidad que tenemos para no arriesgarnos a perdernuestra comida es metindola en el congelador, en un intervalo entre -18 y -24 C sitodo funciona bien O tal vez no? Todos los organismos que hemos visto hasta ahora

se podran considerar psicrfilosfacultativos, es decir, seres que aunque pueden creceren un medio fro, prefieren temperaturas ms agradables (10-20 C) y siguen vivoscuando se alcanzan entre 25 y 35 C. Sin embargo, otros no son as, conocidoscomopsicrfilosobligados, la palmaran si la temperatura subiera un poco ms de lacuenta.

MICROORGANISMOS MESFILOS

Los mesfilos presentan temperaturas ptimas a los 25-40C y mximas entre 35 y47C. La mayor parte de las eubacterias (incluyendo las patgenas) pertenecen a estacategora. La mayor parte de los microorganismos que viven en ambientes templados ytropicales, incluyendo los simbiontes y parsitos, pertenecen a esta categora.

Recuento

La mayora de los alimentos industrializados (excepto, por ejemplo, los productosfermentados) deben ser considerados como inadecuados para el consumo cuandocontienen un gran nmero de microorganismos aun cuando estos microorganismos no

sean conocidos como patgenos y no hayan alterado de forma apreciable los caracteresorganolpticos del alimento. Pueden darse varias razones que justifican esta conducta:


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Algunas cepas de bacterias mesfilas comunes, no generalmente consideradascomo agentes de enfermedades transmitidas por los alimentos (Proteus,Enterococos y Pseudomonas) han sido sealadas como causa de enfermedadcuando exista un elevado nmero de clulas viables en los alimentos.

Hay que tener en cuenta que las bacterias aerobias mesfilas, como grupo,

pueden ser consideradas generalmente como organismos indicadores, aunquerepresentan una medida mucho menos precisa y fiable del peligro deintoxicacin alimentaria que otros indicadores de los que hablaremos msadelante. Los recuentos elevados de bacterias mesfilas, por ejemplo en

productos crudos o no tratados, a menudo estn constituidos por la microfloranormal o quizs indican una alteracin incipiente del alimento y no un peligro

potencial para la salud del consumidor.

Es preciso advertir que el recuento de la flora aerobia mesfila tiene un valor limitadoen algunos casos:

En determinados tipos de alimentos (embutidos fermentados, col cida, queso yotros derivados lcteos) es natural y deseable una gran multiplicacin bacteriana,con una fermentacin o maduracin paralela del alimento. En estos productos,un recuento elevado carece prcticamente de significado, ya que losmicroorganismos impropios no pueden diferenciarse generalmente de lamicroflora propia o normal.

En los alimentos tratados por el calor, la poblacin de microorganismos viablessuele ser muy baja, aunque un examen microscpico de estos productos puede aveces poner de manifiesto la presencia de microorganismos muertos, cuyo

nmero indica que la materia prima estaba muy contaminada.

Del mismo modo, en losalimentos deshidratadosy en los congelados, siemprese obtienen recuentos de bacterias viables ms bajos. As, un recuento en placa

puede no reflejar la calidad bacteriolgica de la materia prima antes de losprocesos o tratamientos correspondientes, y por ello, es necesario llevar a caboun examen microscpico directo para comprobar si, efectivamente, en un

principio existan o no abundantes grmenes.

Los recuentos de bacterias mesfilas son de escaso valor a la hora de predecir lavida til de un alimento conservado en refrigeracin, ya que muchos

microorganismos mesfilos no crecen a temperaturas por debajo de los 5C. Paraesta finalidad es preferible el recuento de bacterias viables psicrotrficas contemperaturas de incubacin entre 0 y 5 C durante 10 das

L ISTERIA MONOCYTOGENES:

Listeria monocytogenes es un saprfito ubicuo, que vive en ambientes de tierra vegetaly que ha sido aislado en ms de 42 especies de mamferos domsticos y salvajes, en 22

especies de aves, as como en peces, crustceos, insectos, aguas residuales y naturales,ensilados, forrajes, leche, quesos y otros alimentos.
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Los reservorios naturales parecen ser el suelo y el tractointestinal de los mamferos y aves. La listeriosis en losanimales de abasto suele ser una enfermedad de invierno yde primavera, que afecta a los rebaos cerrados que comenensilados y piensos de mala calidad.

La listeria es una bacteria Gram positivo, de forma bacilar,corto, no forma esporas, puede adoptar forma cocoide; esmvil a temperaturas entre 25 y 35 C.

MICROORGANISMOS TERMFILOS

Las nicas formas de vida capaces de vivir por encima de 65C son todas procariotas.Los termfilos presentan ptimos a 50-75C y mximos entre 80 y 113C. Dentro de

esta categora se suele distinguir las termfilas extremas (=hipertermfilas), que puedenllegar a presentar ptimos cercanos a los 100C, y que taxonmicamente pertenecen aldominio de las Archaea.

Los hbitats naturales con temperaturas permanentemente altas (por encima de 45-50C)estn restringidos a unas pocas zonas de la biosfera, normalmente relacionadas confenmenos volcnicos:

Fuentes termales volcnicas terrestres (en zonas de EE. UU., Japn, NuevaZelanda e Islandia)

Fuentes termales submarinas: los llamados humeros (fumarolas hidrotermales)

asociados a las grandes dorsales ocenicas) Fumarolas

Los materiales en fermentacin como acmulos de abono (compost) y ensilados puedenalcanzar 65C.

Como ejemplo clsico, muy conocido por documentales de divulgacin, recordemos

que en el famoso Parque Nacional de Yellowstone, en EE UU, existe la mayorconcentracin mundial de fuentes volcnicas, con giseres que emiten a ms de 100oC,siendo esta temperatura bastante constante, con oscilaciones de +/- 1 2oC. Cuando

esta agua sale, lo hace a punto de ebullicin. El riachuelo que genera va bajando sutemperatura en su recorrido, de modo que se genera un gradiente de temperatura en elque se pueden estudiar fascinantes comunidades microbianas adaptadas a esas diversastemperaturas. All fue donde T.D. Brock descubri la eubacteria termfila Thermusaquaticus, de la que se extrae la ADN polimerasa termorresistente (Taq) empleada en lareaccin en cadena de la polimerasa (PCR) automatizada. Recientemente se estrecurriendo a usar la polimerasa de una arquea hipertermfila, Pyrococcus furiosus, quefunciona muy bien a 100C.

Los hipertermfilos, con ptimos por encima de los 80C son de hecho incapaces decrecer a menos de 37oC, como las citadas arqueas (ej., Thermoproteus, Pyrococcus,

Pyrodictium). La arquea Pyrolobus fumarii, habitante de los humeros termalessubmarinos tiene su ptimo nada menos que a 105C y puede llegar a aguantar 113C, yparece que detiene su metabolismo (por fro) a la agradable temperatura de 90C .


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Las termfilas facultativas pueden crecer a menos de 37C, como p. ej. la eubacteriaThermus aquaticus.

Se han aislado bacterias termfilas en medios artificiales, como calentadores de aguadomsticos e industriales.

Las principales adaptaciones bioqumicas a altas temperaturas en clulas vegetativasbacterianas son:

enzimas termorresistentes. Algunas de ellas tienen un interior molecular muy hidrfobo;

Ribosomas termorresistentes

Membranas ricas en cidos grasos saturados, que permiten enlaces hidrofbicosms fuertes.

En Arqueas hipertermfilas los lpidos son muy especiales: en vez de basarse en steresde cidos grasos con el glicerol, se trata de teres de hidrocarburos unidos al glicerol (elenlace ter es ms resistente). Algunas, adems, en vez de la tpica bicapa lpdica,exhiben una monocapa bioqumica de C40-bifitanil-tetrateres (resultado de unirsecola con cola dos C20-fitanil-diteres), que condicionan una extrema resistencia aagentes ambientales.

Pyrococcus fur iosus

Es una especie de archaea extremfilos. Se puede clasificar comounhipertermfiloporque desarrolla mejor

bajo temperaturas extremadamente altas-msaltos que los preferidos de un termfilo. Esnotable para tener una temperatura ptima decrecimiento de 100 C, y por ser uno de los

pocos organismos identificados comoposeedores de enzimas que contienentungsteno, un elemento rara vez se encuentraen las molculas biolgicas.

El nombre de Pyrococcus significa

"fireberry" en griego, para referirse a laforma y capacidad de crecer en temperaturas de alrededor de 100 grados Celsius rondadel extremfilos. El nombre furiosus especie significa 'corriendo' en latn, y se refiere altiempo de duplicacin del extremfilos.

Crece entre 70 C y 103 C, con una temperatura ptima de 100 C, y entre pH 5 y 9.Crece bien en extracto de levadura, maltosa, celobiosa,-glucanos, almidn, y fuentes de

protenas. Se trata de una gama relativamente amplia en comparacin con otras arqueas.El crecimiento es muy lenta, o inexistente, en aminocidos, cidos orgnicos, alcoholes,y la mayora de los hidratos de carbono. Los productos metablicos de Pyrococcusfuriosus son el CO2 y H2. La presencia de hidrgeno inhibe gravemente su crecimiento

y el metabolismo; este efecto se puede evitar, sin embargo, mediante la introduccin deazufre en el entorno del organismo
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Mycobacter ium tuberculosis

Es de los microorganismos patgenos ms resistentes al calor que puede transmitirsepor la leche cruda y se destruye en 15 minutos a60 C. Posteriormente se ha observado que

Coxiella burnetti, agente causal de la fiebre Q, seencuentra a veces en la leche y es ms resistenteal calor que M. tuberculosis por lo que se utiliza

para el diseo del los tratamientos para la leche.

Thermus aquaticus

Es una especie de bacteria que puede tolerar

altas temperaturas, una de varias bacteriastermfilas que pertenecen al grupo Deinococcus-Thermus. Es la fuente de la enzima resistente alcalor Taq ADN polimerasa, una de las enzimasms importantes en la biologa molecular debidoa su uso en la reaccin en cadena de la

polimerasa (PCR), tcnica de amplificacinde ADN. Se desarrolla a 70 C (158 F), pero

puede sobrevivir a temperaturas de 50 C a 80 C (122 F a 176 F). Esta bacteria es unchemotroph, realiza quimiosntesis para obtener

alimentos. Sin embargo, ya que su gama de temperatura se superpone un poco con el dela fotosinttica cianobacterias que comparten su entorno ideal, que se encuentra a vecesviviendo conjuntamente con sus vecinos, la obtencin de energa para el crecimiento desu fotosntesis.

Chlorof lexus aurantiacus

Es una bacteria fotosinttica aislada en fuenteshidrotermales, que pertenece al grupo de las bacteriasverdes no sulfurosas. Este organismo es termfilo y puede

crecer a temperaturas comprendidas entre 35 y 70 C.Puede sobrevivir en la oscuridad si hay disponibleoxgeno. Cuando crece en la oscuridad, Chloroflexusaurantiacustoma un color anaranjado oscuro, mientrasque si crece en la luz del sol, es de color verde oscuro.Las bacterias individuales tienden a formar a coloniasfilamentosas encerradas en envolturas, que se conocencon el nombre de tricomas.


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Temperatura de Microorganismos en Alimentos