Microbiología de los alimentos

Microbiología de los alimentos Concepto: Microbiología ciencia o estudio de la vida pequeña

Microbiología de los alimentos. Es la rama de la Microbiología que se ocupa entre otros aspectos del estudio de los microorganismos que pueden afectar la calidad sanitaria de los alimentos y el agua.

La Microbiología

Los microorganismos son utilizados para obtener una gran variedad de alimentos, son causa de su deterioro y pueden provocar enfermedad en el hombre. Producir, distribuir y consumir alimentos de buena calidad sanitaria, crudos, preparados para consumo inmediato o procesado, forma parte de los intereses de cualquier comunidad. Este objetivo se satisface en relación directa con el desarrollo social, económico y cultural de un país. Diversas circunstancias han hecho necesario el control microbiológico de los alimentos: el aumento del comercio internacional de estos productos, el posible riesgo derivado del empleo de nuevas técnicas en su producción en masa, su rápida y amplia distribución y el consumo en ciertas áreas o países de alimentos procedentes de zonas en las que prevalecen las enfermedades entéricas. La presencia de microorganismos en los alimentos no significa necesariamente un peligro para el consumidor o una calidad inferior de estos productos. Si se exceptúa el número reducido de productos esterilizados, cada bocado de alimentos contiene levaduras inocuas, mohos, bacterias y otros microorganismos. La mayor parte de los alimentos se convierten potencialmente patógenos para el consumidor después que han sido violados los principios de higiene, limpieza y desinfección durante el proceso de elaboración, transporte y conservación. Si los alimentos han estado sometidos a condiciones que pudieran haber permitido la llegada a los mismos y/o la multiplicación de agentes infecciosos o toxigénicos, pueden constituir un vehículo de transmisión de enfermedades, tales como salmonelosis o la intoxicación estafilocóccica. Una deficiente calidad sanitaria de los alimentos se traduce en daños de variada naturaleza para las poblaciones implicadas. Los daños incluyen presentación de enfermedades, gastos de atención médica, menoscabo de la calidad de vida, pérdidas económicas por deterioro de los alimentos, daño al turismo y causa de muerte. Según la Organización Mundial de la Salud las Enfermedades Transmitidas por Alimentos (ETA) constituyen el problema de salud pública más extendido en el mundo actual.

Microbiología de los Alimentos y su relación con Otras Ramas

La Microbiología de Alimentos es la rama de la Microbiología que se ocupa entre otros aspectos del estudio de los microorganismos que pueden afectar la calidad sanitaria de los alimentos y el agua. El área de la microbiología de los alimentos es basta y compleja, pues incluye además las características generales de estos microorganismos, su ecología, su resistencia al medioambiente, su capacidad para sobrevivir y desarrollarse en los alimentos, las consecuencias de este desarrollo y los factores que influyen en este proceso.

La Microbiología de Alimentos se relaciona con la microbiología médica, la veterinaria, la virología, la parasitología, la genética, la bioquímica, la tecnología de los alimentos, la epidemiología. Es importante en el diseño y aplicación del sistema de análisis de peligro y puntos críticos de control, esencial para garantizar la inocuidad de los alimentos, en el estudio de brotes de enfermedades asociadas al consumo de alimentos, en el diseño y evaluación de técnicas modernas de análisis, en el estudio de los procesos que tiene lugar durante el deterioro de los alimentos y en la fabricación de aquellos que hacen uso de microorganismos.

Conceptos Básicos para la Disciplina Microbiología de los Alimentos

Algunos conceptos básicos son importantes conocer para comprender mejor la Microbiología de los Alimentos y su área de acción.
Es muy difícil clasificar los alimentos porque estos son muy variados. Se clasifican de la forma siguiente:
1. De acuerdo a su origen:

• Vegetal (papa)
• Microbiano (levaduras)
• Animal (carne)

2. Su estado físico

• Líquidos (leche)
• Semisólidos (mantequilla)
• Sólidos (queso)

3. Atendiendo a como se ingieren

• Alimentos frescos (leche, pastos)
• Alimentos procesados (queso y mantequilla o material ensilado)

4.Principales alimentos nutritivos que aportan al individuo

• Carbohidratos (azúcar, dulces y miel)
• Proteína (carne, huevo)

5. Sujeto al cual alimentar

• Para humanos (infantiles, adultos y ancianos)
• Para animales (monogástricos, rumiantes, aves, etc.)

Salud: es el estado o completo estado de bienestar físico, mental y social y no solamente la ausencia de enfermedad.

Alimento sano o alimento con buena calidad sanitaria: Implica no solo ausencia de microorganismos patógenos y/o sus toxinas, sino el registro de características organolépticas que proporcionen plena satisfacción al ser consumido. Esto significa que en el proceso de control sanitario de los alimentos hay que plantearse acciones que no solo tiendan a lograr productos libres de tales agentes, sino también que los alimentos deben cumplir determinados requisitos para que puedan llegar a la población: frescos, atractivos, sabrosos, digestivos y con capacidad nutricional al máximo nivel. Calidad: grado de excelencia que posee un producto, es decir cuan bueno es para cumplir su finalidad.

Calidad sanitaria: En este sentido la definición de calidad sanitaria se encuentra directamente ligado con el concepto de salud.

Muestra: porción o artículo que representa la calidad del todo del que ha sido tomado.

Alimento perecedero: alimento cuya vida útil es corta y que necesita de refrigeración para su conservación.

Alimento semielaborado: alimento que ha recibido tratamiento térmico o no en su elaboración y que necesita de una cocción para su posterior consumo.

Conserva: alimento que se introduce en recipiente herméticamente cerrado y es sometido a un proceso de esterilización que asegura una vida útil de entre 6 meses hasta varios años dependiendo del tipo de alimento y de la intensidad del tratamiento térmico aplicado.

Semiconservas: alimentos parcialmente estabilizados por la adición de sustancias químicas, envasados en recipientes inalterables, impermeables al agua, gases y microorganismos y que generalmente requieren almacenamiento a bajas temperaturas. Son productos establecidos para un tiempo limitado.

Incidencia y Tipos de Microorganismos Presentes en los Alimentos

En los alimentos existe una gran diversidad de microorganismos. En general, el número y tipo de microorganismos presentes en un producto alimenticio terminado están influenciados por:

• El medio ambiente general del cual fue obtenido el alimento
• La calidad microbiológica del alimento en su estado fresco o antes de ser tratado
• Las condiciones higiénicas bajo las cuales el alimento fue manipulado y tratado
• La adecuación de las posteriores condiciones de envasado, manipulación y

almacenamiento para mantener la microbiota a un bajo nivel.
En las carnes frescas y curadas, aves y mariscos, los más frecuentes son:
Bacterias
Achromobacter
Bacterium
Clostridium
Corynebacterium
Escherichia
Lactobacillus
Micrococcus
Salmonella
Streptococcus, etc
Hongos
Penicillum
Mucor
Cladosporium
A la hora de producir alimentos comerciales de buena calidad, es importante mantener los microorganismos a un bajo nivel por razones estéticas, de salud pública y de vida útil.

Examen microbiológico de los alimentos

Proporciona información en cuanto a la calidad del producto bruto y a las condiciones sanitarias en que ha sido elaborado, así como a la eficacia del medio de preservación. En el caso de los productos es posible identificar el agente causal de la alteración y una vez conocido investigar: Foco de contaminación Condiciones que la han hecho posible Tomar medidas para evitar repetición. Las técnicas microbiológicas no están especializadas, generalmente se hace un examen directo al microscopio y los consecutivos métodos de cultivo. Siempre es importante detectar las bacterias coliformes.

Tres grandes grupos de microorganismos llevan el campo de acción de la microbiología sanitaria:

• Aquellos que afectan las características organolépticas de los alimentos
• Aquellos que se agrupan al margen de las líneas taxonómicas, en función de ciertas características morfológicas, fisiológicas y ecológicas.
• Aquellos que afectan la salud del consumidor y están en estrecha relación con la microbiología médica.

De ahí que el control microbiológico de los alimentos, en relación directa con los grupos antes mencionados, esté dirigido a la investigación de:

• microorganismos alteradores
• microorganismos indicadores
• microorganismos patógenos y/o sus toxinas

La actividad microbiana es el principal mecanismo que produce alteración en la apariencia de un alimento, en cuanto a frecuencia e intensidad. El deterioro de los alimentos es desde luego, como la presencia de microorganismos patógenos, una condición indeseable. Sin embargo, considérese que ese hecho es detectable por el consumidor frente al alimento, de manera que se encuentra en la situación ventajosa de decidir si lo acepta o no. La presencia de los agentes patógenos en contraste, no suele acompañarse de cambios sensoriales objetables. A menor incidencia de microorganismo deterioradores en activo, mayor riesgo de que una colonización concurrente por patógenos pase inadvertida, situación evidente de riesgo mayor. La regla general es que la colonización de un alimento por bacterias patógenas no se traduce en cambios sensoriales adversos, esto es, no cursan con deterioro del alimento.

Los principales grupos de microorganismos alteradores está formados por:

• Gérmenes psicrófilos, que son aquellos microorganismos capaces de desarrollarse a bajas temperaturas, como son las temperaturas de refrigeración

de los alimentos.

• Gérmenes termófilos, que son los que crecen a temperaturas elevadas.
• Gérmenes halófilos, que son los que afectan alimentos con alto contenido de sal.
• Gérmenes lipolíticos, que son capaces de degradar los compuestos de origen

lipídico que se encuentran en los alimentos.

• Gérmenes acidófilos, que son los microorganismos que crecen en alimentos conpH bajo.

Microorganismos Indicadores de la Calidad Sanitaria.

Desde que en 1882 Schardinger determinó la calidad sanitaria atendiendo a la presencia del que hoy conocemos como Escherichia coli, en lugar de hacerlo según Salmonella typhi los microorganismos indicadores nos han sido de gran utilidad. Se hace una amplia utilización de grupos o especies de microorganismos cuya enumeración o recuento se realiza con mayor facilidad y cuya presencia en los alimentos en determinado número indica que estos productos estuvieron expuestos a condiciones que pudieran haber introducido organismos peligrosos y/o permitido la multiplicación de especies infecciosas y/o toxigénicas. Los grupos o especies utilizados con estos fines se denominan "Microorganismos Indicadores", y sirven para evaluar tanto la seguridad que ofrecen los alimentos en cuanto a microorganismos y sus toxinas como su calidad microbiológica. Los microorganismos indicadores habitualmente no responden a criterios de agrupación taxonómica. Se definen más bien en función de ciertas características ecológicas y fisiológicas que apoyan o justifican el valor aplicativo que se les intenta conferir. El principal objetivo de la utilización de microorganismos como indicadores de prácticas no sanitarias es revelar defecto de tratamiento que llevan consigo un peligro potencial que no está necesariamente presente en la muestra particular examinada, pero que es probable pueda encontrarse en muestras paralelas. La metodología del examen de los alimentos para detectar microorganismos indicadores y bacterias enteropatógenas ha sido revisada por varios investigadores con la finalidad de ayudar a las diferentes organizaciones que se dedican a elaborar los procedimientos para el estudio microbiológico de los alimentos.

Los indicadores de calidad sanitaria más utilizados son:

• Determinación de microorganismos a 30 ºC
• Determinación de coliformes
• Determinación de coliformes fecales (actualmente mas conocido como termotolerantes)
• Determinación de Escherichia coli
• Determinación de hongos filamentosos
• Determinación de levaduras viables
• Determinación de enterobacterias totales
• Determinación de enterococos o estreptococos fecales
• Prueba de esterilidad

Microorganismos indicadores

* Microorganismos a 30ºC Comúnmente este indicador es conocido como microorganismos aerobios mesófilos, este término aún es empleado por algunos autores, pero tomando en cuenta los criterios de las Normas ISO (Internacional Standard Operation), por las cuales se rigen los microbiólogos de alimentos de nuestro país, esta nueva denominación de microorganismos a 30º C es la que se emplea en el texto. Los microorganismos que forman parte de este grupo son muy heterogéneos. Esta cualidad se deriva de la propia definición del grupo. Se incluyen en él a todas las bacterias, mohos y levaduras que en aerobiosis muestran capacidad para formar colonias visibles, bajo las condiciones en las cuales se ejecuta el ensayo con crecimiento a temperatura optima para los mesófilos. Es evidente que en una situación particular podrían quedar incluidos microorganismos patógenos. La mayoría de los alimentos industrializados y/o listos para el consumo (excepto por ejemplo los productos fermentados) deben ser considerados como indeseables para el consumo, cuando tienen un gran número de microorganismos, aún cuando estos microorganismos no sean conocidos como patógenos y no hayan alterado de forma apreciable los caracteres organolépticos del alimento. Pueden darse varias razones que justifiquen esta conducta.

Interpretación de los recuentos altos según el tipo de alimento:

En productos estables:indica materia prima contaminada. Tratamientos no satisfactorios desde el punto de vista sanitario. En productos perecederos:indica además condiciones inadecuadas de tiempo y temperatura durante el almacenamiento. Significa que puede haberse dado condiciones favorables para la multiplicación de microorganismos patógenos de origen humano o animal. Algunas cepas de bacterias mesófilas comunes, no generalmente consideradas como agentes de enfermedades transmitidas por los alimentos (Proteus sp., enterococos y Pseudomonas mesófilas) han sido señaladas como causa de enfermedad cuando existían en número elevado de células viables. Todas las bacterias patógenas conocidas en los alimentos son mesófilas y en algunos casos contribuyen con su presencia a los recuentos en placas encontrados. El método de detección comúnmente empleado para la determinación de este indicador es el de recuento estándar en placa vertida. En general se utiliza un medio de cultivo rico en nutrientes sin sustancias inhibidoras ni indicadores; el medio más utilizado mundialmente es el agar para recuento en placa o agar triptona-glucosa-extracto de levadura. Las colonias obtenidas en el medio sólido se cuentan después de la incubación en aerobiosis a 30C por 72 horas.

* Organismos coliformes Por razones prácticas se mantienen agrupadas bajo la denominación de grupo coliformes, principalmente, a especies de los géneros Escherichia, Klebsiella, Enterobacter y Citrobacter y otras especies de enterobacterias que sean capaces de fermentar la lactosa con producción de gas. Se definen como bacilos Gram negativos no formadores de esporas, aeróbicos o facultativamente anaeróbicos, que fermentan la lactosa con formación de gas dentro de las 48 horas a 35C, algunas fermentan la lactosa lentamente. Los organismos coliformes son el grupo indicador con mayor tradición en la microbiología sanitaria. Se trata de una definición totalmente convencional sin validez taxonómica, que pretende involucrar bacterias de hábitat típicamente intestinal, si bien existen microorganismos que satisfacen la definición y que frecuentemente se localizan en ambientes extraintestinales. Su hábitat natural es el contenido intestinal del hombre y animales superiores. En la materia fecal alcanzan cifras de 106 a 109 ufc/g. Debido a su capacidad de sobrevivencia y a su potencial para desarrollarse en la materia orgánica, pueden recuperarse de una diversidad de sustratos extraintestinales. Los alimentos no son la excepción y el hallazgo de coliformes puede estar determinado por una contaminación seguida o no de un activo desarrollo.

Con excepción de E. coli ninguno de ellos indican necesariamente contaminación fecal ya que pueden encontrarse en el suelo y en los vegetales y de allí tener acceso a los alimentos. Los coliformes se encuentran en todas partes de las plantas (hojas, raíces, flores). El género Klebsiella predomina en muestras obtenidas de medios forestales y de productos frescos de granja. La mayoría de las hortalizas frescas examinadas presentan niveles de coliformes de 106 a 107/g; también se pueden encontrar en las cáscaras de huevos recién puestos y pueden penetrar a través de los poros si la superficie de ella está dañada. Estos microorganismos pueden encontrarse en la leche fresca por contaminación de los conductos lactóforos por el pienso o el estiércol, pueden estar presentes en las plumas de las aves de corral y en la piel pezuñas y pelos de otros animales.

Los mariscos que crecen en zonas contaminadas concentran los microorganismos de tal modo, que se contaminan con niveles más elevados que los que están presentes en el agua.

Ellos pueden indicar en productos procesados falta de higiene en la fabricación, procesamiento inadecuado, contaminación post-proceso, etc. Además un número elevado puede indicar la posible presencia de ciertos patógenos.

Los coliformes son bastante resistentes en condiciones naturales y soportan la desecación; en cambio no resisten bien los rigores del frigorífico o de lacrioconservación, son inactivados por tratamientos térmicos relativamente moderados, como la pasteurización. La luz ultravioleta, en las condiciones empleadas en la desinfección del agua, inactiva a los coliformes. Los germicidas como los yodóforos y los compuestos clorados también son letales a las concentraciones usuales en las plantas de alimentos. Se han utilizado muchos métodos para detectar coliformes, siendo la fermentación de la lactosa el primer paso en la identificación de un microorganismo como coliformes. Existe un método que consiste en el uso del Número Más Probable (NMP). Esta es una técnica laboriosa, lenta y requiere de mayor volumen de material de laboratorio, pero es mucho más sensible es muy utilizada en el estudio de agua potable y de alimentos, tales como mariscos y pescados. Es además muy apropiada para detectar células fisiológicamente dañadas que frecuentemente están en los alimentos procesados. La mayoría de las investigaciones realizadas en alimentos sobre coliformes son practicadas utilizando el método de placa vertida en agar bilis rojo-violeta. Este método es más rápido, económico y reproducible que el NMP; pero no permite la recuperación directa de bacterias dañadas fisiológicamente, ni la detección de concentraciones bajas del producto. Otro método empleado para la determinación de coliformes es el de filtración por membrana, fundamentalmente empleada en análisis de aguas.

* Coliformes fecales (termotolerantes).

En 1904 Eijkman descubrió que los coliformes presuntivos de contaminación fecalproducen gas en un medio de glucosa incubado a 46C, mientras que los no fecales no lo hacen.

El término surgió como un intento de encontrar métodos rápidos y fiables para demostrar la presencia de E. coli y variantes estrechamente relacionadas sin necesidad de purificar los cultivos obtenidos en las pruebas para coliformes o de aplicar las relativamente costosas pruebas confirmatorias2. Este grupo se refiere a aquellos coliformes que tienen capacidad para fermentar la lactosa con producción de gas a temperaturas de 44 - 45 ºC. Excepto este señalamiento, los coliformes fecales se identifican con el resto de los coliformes en lo que se refiere a su resistencia al medio ambiente, agentes químicos y factores que favorecen o impiden su desarrollo.

En los últimos años se considera que el término de coliformes fecales debe sustituirse por el de coliformes termotolerantes, ya que el calificativo fecal subraya un origen y por tanto implicaciones que están lejos de sustentarse en la realidad. Para el recuento de este grupo se requiere un control muy riguroso de la temperatura de incubación, generalmente un baño María de precisión con límites de variación no mayores de 0.2º C. La técnica para su recuento generalmente es el NMP a una temperatura de incubación de 44.5 ± 0.2 º C. El NMP se computa en las tablas correspondientes en la forma indicada para los coliformes totales. Los métodos de filtración por membrana también pueden emplearse en este caso.

* Escherichia coli Es el representante genuino de origen fecal por lo que es el indicador más confiable de contaminación fecal en alimentos.

E. coli es un germen cuyo hábitat natural es al tracto entérico del hombre y de los animales de sangre caliente. Por ello la presencia de este microorganismo en un alimento indica generalmente una contaminación directa o indirecta de origen fecal.

Es el indicador clásico de la posible presencia de patógenos entéricos en el agua, en los moluscos, en los productos lácteos y en otros alimentos. Cifras altas de E. coli en un alimento sugieren una falta de limpieza en el manejo del mismo y un almacenamiento inadecuado.

Los métodos de detección son muy parecidos a los que se utilizan en la determinación de coliformes fecales y en ocasiones los mismos (NMP, placa vertida, filtración por membrana), en estos momentos se están utilizando mucho en países desarrollados los métodos cromogénicos y fluorogénicos. Los recobrados de E. coli de los métodos convencionales requieren de una confirmación bioquímica de las cepas aisladas.

* Enterobacterias totales.

Muchos países han introducido el análisis de los alimentos que han recibido un tratamiento para asegurar su inocuidad por una prueba que determina la familia entera de las Enterobacteriacea (es decir, los tipos lactosa positiva y lactosa negativa). Es capaz de identificar microorganismos que no están incluidos dentro del grupo de coliformes. Este indicador es utilizado principalmente en Europa, no es muy utilizado en América Latina y El Caribe, las razones por las cuales algunos laboratorios prefieren este indicador son las siguientes:

Las bacterias "coliformes" o del grupo coli-aerógenes constituyen un grupo mal definido taxonómicamente.

Una prueba sólo para las bacterias lactosa positivas puede llevar a resultados falsamente seguros en el caso en los que predominan los lactosa negativas (Salmonella, Shigella, E. coli enterinvasiva, etc.).

Para su detección se utiliza generalmente el método de placa vertida utilizando medio de agar rojo violeta bilis más glucosa ya que el fundamento de aislamiento de las Enterobacterias está dado por la fermentación de la glucosa en el medio de cultivo a 37C por 24 horas, las colonias presuntivas se confirmarán mediante la prueba de la oxidasa y la oxi-fermentación de la glucosa (utilización de la glucosa en condiciones de aerobiosis y anaerobiosis).

En nuestro país está probado por investigaciones realizadas que el indicador coliformes totales cumple con las expectativas para evaluar la calidad sanitaria de los alimentos de mayor consumo por lo que es el indicador utilizado en la actualidad en los programas de vigilancia nacionales en lugar del indicador Enterobacterias.´

* Enterococos Designaciones como estreptococos fecales y estreptococos del grupo D de Lancenfield se emplearon como sinónimos de enterococos. Las bacterias de este grupo consisten en células esféricas u ovoides notablemente más robustas que los micrococos y estafilococos, dispuestos en pares o cadenas cortas. La determinación cuantitativa de enterococos es bastante discutida, pues actualmente ha perdido vigencia como indicador de contaminación fecal, ya que además de encontrarse en las heces de mamíferos, también se encuentran ampliamente distribuido en la naturaleza; son muy resistentes al calor, a la desecación a las bajas temperaturas, y a los detergentes y desinfectantes. Su uso como indicador deberá limitarse a situaciones en las que se sepa que son manifestaciones de polución fecal por ejemplo en las aguas de piscinas. A pesar de las limitaciones y de las incertidumbres apuntadas, la presencia de gran número de enterococos en los alimentos, excepto en los fermentados por cepas específicas de estos microorganismos, implica prácticas inadecuadas de higiene o exposición del alimento a condiciones que pudieran haber permitido la multiplicación de estas bacterias.

Los medios de cultivo para la detección de los enterococos se basan en la tolerancia relativa a condiciones adversas utilizando compuestos químicos como la azida de sodio para inhibir otros géneros de bacterias, generalmente se utiliza métodos de recuentos probables o NMP; también se puede aplicar el método de placa vertida utilizando medios diseñados específicamente para este grupo.

* Mohos y Levaduras

Las levaduras y los mohos crecen más lentamente que las bacterias en los alimentos no ácidos que conservan humedad y por ello pocas veces determinan problemas en tales alimentos. Sin embargo, en los alimentos ácidos y en los de baja actividad acuosa, crecen con mayor rapidez que las bacterias. En general este indicador es utilizado en productos no perecederos, que se someten a almacenamiento largo, en productos deshidratados cuyo almacenamiento se realiza en condiciones inadecuadas. Además existe el peligro potencial de producción de micotoxina por parte de los mohos.

Algunos mohos muestran una especial resistencia al calor, debido a las esporas que producen. La expresión del desarrollo de las levaduras en los alimentos se distingue del observado por los mohos. Mientras las primeras pueden proliferar en la masa interna del alimento (sólido como los quesos, o líquidos como los jugos de frutas), los mohos se limitan de ordinario a las superficies, visiblemente distintivos sin necesidad de aumento alguno. Para su determinación generalmente se utiliza el método de placa vertida, se pueden utilizar medios acidificados para inhibir el crecimiento microbiano o la adición de un antibiótico al medio de cultivo, la temperatura de incubación es de 25 ºC durante 5 días.

* Prueba de Esterilidad

Esta prueba se realiza a aquellos alimentos que se consideran comercialmente estériles, como son las conservas. Se entiende por Esterilidad Comercial de un alimento tratado térmicamente, la condición alcanzada por la aplicación de calor que deje al alimento exento de microorganismos capaces de reproducirse en condiciones normales de distribución y almacenamiento no refrigeradas y de microorganismos viables de importancia para la salud pública, incluidas las esporas.

Fuentes

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