1 Microbiología de los Alimentos Procesados TérmicamenteCAPÍTULO 2 Microbiología de los Alimentos Procesados Térmicamente Food Processor’s Institute
2 Introducción La microbiología es el estudio de pequeños organismos vivos que se pueden observar solo bajo el microscopio
3 La Microbiología del Procesamiento de AlimentosAppert - empezó procesando alimentos para preservar Pasteur - demostró que microorganismos causan descomposición de alimentos Estudio de microbiología de alimentos que empezó en 1895 unió las dos ideas Food Processor’s Institute
4 Características y Comportamiento de los MicroorganismosAlimentos no procesados contienen microorganismos Los microorganismos de importancia son bacterias, hongos y levaduras Food Processor’s Institute
5 Food Processor’s Institutehongos levadura bacteria Fig. 1 Apariencia visual de hongos, levaduras y bacterias en cultivos (centro) y microscópicamente como unidades individuales. Food Processor’s Institute
6 Clasificación de los MicroorganismosApariencia visual en crecimientos masivos llamados colonias El material que usan de alimento Productos resultantes de la descomposición de estos alimentos Su tolerancia al ambiente (oxígeno, temperatura, productos químicos, etc.) Food Processor’s Institute
7 Funciones Útiles de los MicroorganismosProducción de alimentos fermentados Producción de agentes químicos útiles Descomposición de materia orgánica Food Processor’s Institute
8 Algunos Microorganismos Causan EnfermedadesMuy pocos son perjudiciales al hombre Solo algunos pueden ser transmitidos a través de los alimentos Food Processor’s Institute
9 Microorganismos de Importancia en el Procesamiento de AlimentosHongos Levaduras Bacteria Food Processor’s Institute
10 Food Processor’s InstituteHongos Levaduras Bacterias Fig. 2 Los microorganismos de importancia en la preservación de los alimentos. Food Processor’s Institute
11 Hongos Filamentos tubulares multicelularesReproducción por medio de estructuras llamadas esporas Mas grandes que las bacterias, y mas largos que las levaduras Ampliamente distribuidos en la naturaleza Sobreviven en amplia variedad de medios Mas tolerantes al frió que al calor
12 Food Processor’s InstituteHongos Pueden alterar el pH de los alimentos ácidos, eliminando las condiciones que inhiben al Clostridium botulinum La mayoría no resisten el calor Aeróbicos Food Processor’s Institute
13 Food Processor’s InstituteLevaduras Organismos unicelulares, generalmente en forma ovoide Mas pequeñas que los hongos, pero mas grandes que las bacterias Se reproducen por gemación Ampliamente distribuidos en la naturaleza Asociados con alimentos líquidos que contienen azúcar y ácido Mas tolerantes al frió que al calor Food Processor’s Institute
14 Food Processor’s InstituteHongos Levaduras Bacteria Fig. 2 Los microorganismos de importancia en la preservación de los alimentos. Food Processor’s Institute
15 Food Processor’s InstituteLevaduras Poca resistencia al calor Producen alcohol y dióxido de carbono No representan un problema de salud publica Food Processor’s Institute
16 Food Processor’s InstituteBacterias Mas importante y problemático Pueden excretar enzimas or toxinas Unicelulares Existen en diversas formas Food Processor’s Institute
17 Food Processor’s InstituteHongos Levaduras Bacteria Fig. 2 Los microorganismos de importancia en la preservación de los alimentos. Food Processor’s Institute
18 Reproducción de las Células BacterianasSe reproducen por un proceso de división llamado fisión Al incremento en número de bacterias se le conoce comúnmente como “crecimiento” Bajo condiciones favorables, en promedio una célula se divide cada minutos Food Processor’s Institute
19 Food Processor’s InstituteFig. 3 Las bacterias se producen solo por división de las células individuales. Cando una célula esta lista para dividirse se agranda en tamaño y finalmente se forma una pared que separa la célula en dos células idénticas. Food Processor’s Institute
20 Food Processor’s InstituteReproducción de una célula singular 16 1 billion 1 4 0 horas 1 hora 2 horas 15 horas Acumulación de bacterias en una banda (recuentos por pulgada cuadrada de correa) 75,000 300,000 4,800,000 0 horas 1 hora 3 horas Fig. 4 Crecimiento bacteriano potencial bajo condiciones favorables. Food Processor’s Institute
21 Bacterias Formadoras de EsporasAlgunas bacterias en forma de bastón forman esporas Espora = forma de vida latente Food Processor’s Institute
22 Food Processor’s InstituteFig. 5 De entre las diferentes bacterias formadoras de esporas, la espora formada puede variar en forma, tamaño y localización en la célula, pero su apariencia y localización son siempre especificas para cada tipo de organismo. Food Processor’s Institute
23 Resistencia de las Esporas al AmbienteLas esporas son resistentes al calor, al frió, y a los agentes químicos Las células vegetativas son menos resistentes Food Processor’s Institute
24 Fuentes de Organismos en los AlimentosLa tierra y el agua de donde se obtienen los alimentos so las fuentes mas comunes de bacterias (células vegetativas) y esporas (células latentes) Food Processor’s Institute
25 Condiciones que Afectan el Crecimiento de las BacteriasRequerimientos alimenticios la presencia de alimentos es lo mas crítico para el crecimiento Food Processor’s Institute
26 Requerimientos de HumedadEl grado de humedad y su disponibilidad en el alimento son factores críticos para el crecimiento de las bacterias Food Processor’s Institute
27 Requerimientos de OxígenoAerobias - necesitan oxígeno para vivir Anaerobias - el oxígeno les impide crecer Anaerobias Facultativas - toleran la presencia o ausencia de oxígeno Food Processor’s Institute
28 Requerimientos de TemperaturaLos nombres de los grupos están basados en la temperatura óptima para crecimiento Psicotrópicos (14-20°C) Mesofílicos (30-37°C) Termofílicos (50-66°C) Food Processor’s Institute
29 Food Processor’s InstituteEl Grupo Psicotrofico Crecen mejor a 14-20°C Puede crecer lentamente a los 4°C Solamente C. botulinum Tipo E y sepas no proteolíticas de los Tipo B y F nos preocupan en alimentos procesados Food Processor’s Institute
30 Food Processor’s InstituteEl Grupo Mesofílico Crece mejor a 30 a 37°C Incluye a casi todos los microorganismos que afectan la seguridad de alimentos (food safety) C. botulinum - forma esporas - cae en este grupo Food Processor’s Institute
31 Food Processor’s InstituteEl Grupo Termofílico Termófilos obligados crecen mejor de 50 a 66°C Las esporas tienen mucha resistencia al calor No son bacterias de importancia para la salud publica Food Processor’s Institute
32 Indicadores de deterioro bacterianoLa mayoría de las bacterias producen gas Algunas producen ácido sin producción de gas Food Processor’s Institute
33 Causas de Deterioro BacterianoDeterioro incipiente Contaminación luego del procesamiento Procesamiento térmico inadecuado Deterioro termofílico Food Processor’s Institute
34 Deterioro Incipiente Antes del ProcesamientoDeterioro microbiano causado por demoras entre la operación de sellado y el procesamiento térmico Food Processor’s Institute
35 Contaminación Después del ProcesamientoInfiltración de microorganismos Generalmente debido a sellos defectuosos, latas dañadas o agua de enfriamiento contaminada Food Processor’s Institute
36 Procesamiento Térmico InadecuadoEl proceso está diseñado para destruir a los microorganismos de importancia para la salud publica El procesamiento térmico inadecuado, puede causar serios problemas de salud publica Food Processor’s Institute
37 Deterioro TermofílicoLas esporas son muy resistentes al calor Los procesos para alimentos de baja acidez no destruyen las esporas termofílicas Los productos se deben enfriar por debajo de 41°C Food Processor’s Institute
38 Food Processor’s InstituteBotulismo Una enfermedad causada cuando se consume células vegetativas de Clostridium botulinum que han crecido y producido toxina La toxina puede ser letal C. botulinum se encuentra en tierra y agua en todas partes del mundo Food Processor’s Institute
39 Clostridium botulinumAnaeróbico, formador de esporas Esporas sobreviven condiciones desagradables como calor intensa Varios cepas y tipos Food Processor’s Institute
40 Clostridium botulinumEsporas se encuentran en todas partes, pero solamente la forma vegetativa produce toxina Algunas esporas sobreviven 5-10 horas en agua hirviendo (100ºC) La toxina no es resistente al calor Food Processor’s Institute
41 Efecto del pH en CrecimientoEsporas de C. botulinum no germinarán ni crecerán en alimentos con pH menores de 4.8 pH 4.6 es la línea divisora Food Processor’s Institute
42 Se requiere calor moderado, ya que el acido inhibe las esporasSe requiere alta temperatura para destruir las esporas Calor moderado Acido Calor moderado Alta Temperatura Bacteria (Celula vegetativa) Bacteria (con espora) Bacteria (Celula vegetativa) Bacteria (con espora) Pescado Maíz Carne Guisantes Espárragos Espinaca Habichuelas tiernas Remolachas Zanahorias Batata Tomates Albaricoques Peras Piña Cerezas Ciruelas Col Agria Fresas pH 3.0 pH 4.6 pH 7.0 Alimentos de acidez alta Alimentos de acidez baja Figura 6. Influencia del pH del producto sobre el grado de procesamiento térmico
43 Control de Bacterias por medio de la Actividad de Agua (aw)Disponibilidad de agua es importante para el crecimiento de las bacterias Se puede medir mediante la determinación de la actividad de agua Influenciado por la capacidad de los ingredientes de combinarse con el agua Food Processor’s Institute
44 Metodos para Determinar el awHigrómetro eléctrico se usa para medir humedad relativa de equilibrio Instrumento para medición del punto de rocío también se usa La mayoría de los alimentos tienen un aw mayor de 0.95 y la mayoría de los microorganismos crecerán por encima de este punto Food Processor’s Institute
45 Food Processor’s InstituteFig. 7. Higrómetro con el sensor en un frasco con alimento, para medir la humedad relativa en equilibrio en el espacio de cabeza y el agua disponible para las bacterias en el alimento Food Processor’s Institute
46 Food Processor’s InstituteFig. 8. Higrómetro con el sensor removido del frasco con alimento Food Processor’s Institute
47 Food Processor’s InstituteActividad de Agua (aw) Las esporas de C. botulinum están inhibidas a un aw menos de 0.93 Si la actividad de agua es 0.85 o menos, no necesita proceso térmico Food Processor’s Institute
48 Food Processor’s InstituteActividad de Agua Un factor crítico en el control de actividad de agua es la capacidad de los ingredientes de combinarse con el agua Food Processor’s Institute
49 Food Processor’s InstituteCuadro 1. Requerimientos Mínimos de aw para el Crecimiento de los Microorganismos *Bacteria, no formadora de esporas, causante de contaminación en alimentos, se destruyen rápidamente con calor. Síntomas severos, pero rara vez muerte Food Processor’s Institute
50 Food Processor’s InstituteSal y Actividad de Agua El crecimiento de las cepas de C. botulinum están inhibidos a concentraciones de sal mas de 10 por ciento Food Processor’s Institute
51 Cuadro 2. Actividad de Agua de Algunos Alimentos ComunesFood Processor’s Institute
52 Deterioro No Microbiano de AlimentosReacciones químicas que producen hidrógeno gaseoso, el envase se infla, y puede causar perforaciones pequeñas Sobrellenado de envases dar la impresión de deterioro Sellar las latas con ningún o poco vacío puede dar la impresión de deterioro. Food Processor’s Institute
53 Preguntas?