Trabajo de Microbiologia en los Cereales

Trabajo de Microbiología de los Cereales

Introducción

Los microorganismos pueden ser beneficiosos o perjudiciales en la industria de los cereales y harinas, dependiendo del tipo de producto que se elabora. Una gran mayoría de los alimentos constituyen un medio favorable para los microorganismos.

Las bacterias pertenecen principalmente a las familias pseudomanadaceas, micrococaceas, lactobacilaceas y bacilaceas. Si los granos se almacenan en condiciones húmedas, pueden crecer mohos y producir numerosas esporas.

La limpieza y lavado de los granos elimina parte de los microorganismos, pero la mayoría se van con las porciones externas del grano durante la molienda. Los distintos procesos que se realizan durante la molienda, especialmente el blanqueado, reduce el número de microorganismos, pero también existe el riesgo de contaminación durante algunas de estos procesos, como el mezclado y el acondicionamiento.

Entre las bacterias que pueden encontrarse en la harina de trigo se cuentan esporas de Bacillus, Bacterias Coliformes y unos pocos representantes de los géneros Achomobacter, Flavobacterium, Sarcina, Micrococcus, Alcaligenes y Serratia. Las esporas de mohos pertenecen principalmente a los géneros Aspergillus y Penicillium, pero también hay algunas de Alternaria, Cladosporium y otros géneros. El número de bacterias varían ampliamente de unos pocos cientos de gramo a millones. La mayoría de las muestras de harina blanca de trigo procedentes del comercio al por menor contienen de unos pocos cientos a unos pocos miles de bacterias por gramo, y un promedio de unas 20 a 30 esporas de bacilos por gramo y de 50 a 100 esporas de mohos. Las harinas preparadas suelen dar contajes más altos (una media de 8000 a 12000 por gramo) y todavía más alto en las harinas.

Microbiología Asociada

Microbiología de los cereales

El contenido de agua de estos productos no debe ser la necesaria para permitir el desarrollo principalmente de mohos. Si durante la postcosecha de los granos de cereales aumenta un poco la humedad del grano, esto permitirá el desarrollo principalmente de mohos, pero si esta es abundante no sólo se desarrollaran mohos sino además bacterias y levaduras.

Por lo general los microorganismos que contaminan a los cereales, se encuentran en la parte externa de los granos que han sido cosechados; estos microorganismos pertenecen a la flora natural en la que se encontraba el grano o también estos son contaminados por factores extrínsecos como son los contaminantes del suelo, aire, agua, animales, entre otros.

La contaminación de los granos depende de algunos factores como son la limpieza, lavado y en los productos en proceso de las operaciones a que es sometido el grano como la molienda, el blanqueo, etc. Las principales bacterias contaminantes de los granos son: los géneros Bacillus, Flavobacterium, Achomobacter, Micrococcus, Sarcina, Serratia y Alcalígenas. Las esporas de mohos que pueden llegar a contaminar a los granos son del género: Aspergillus, Penicillium, Alternaría, Mucor, Cladosporium, Rhizopus y Fusarium.

De otra parte si los cereales o sus derivados se almacenan en bodegas con excesiva humedad o en condiciones extremas de calor, se pueden contaminar con mohos que producen micotoxinas, como la aflotoxina y la ocratoxina. En el caso del arroz  frecuentemente se torna amarillo, indicando la presencia del Penicillium islamdicum, islandioxina y cicloclorotina.

Carrillo L 85 Las bacterias, pero estos organismos pueden sobrevivir durante la molienda y contaminar las harinas (2)

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El número de microorganismos de las harinas de cereales es relativamente bajo debido a los agentes blanqueadores. Cuando las condiciones de humedad favorecen el crecimiento aparecen por lo común las bacterias del género Bacillus  y diversos tipos de mohos. Varias especies aeróbicas formadoras de endosporos, son capaces de producir amilasa, la que les permite usar la harina y productos relacionados. Con una humedad algo menor puede haber crecimiento micelial y formación de esporas fúngicas (1)

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Los panes caseros pueden presentar una alteración limosa debida a especies amiloliticas de B. subtilis  y ocasionalmente  B. licheniformis, B. cereus, B. firmus y B. firmus provenientes de la harina (4)

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Los panes producidos comercialmente carecen de humedad suficiente para permitir el crecimiento de microorganismos, excepto los mohos. Éstos aparecen cuando el pan es almacenado en un ambiente húmedo o envuelto mientras aún está caliente, los más comunes son Rhizopus stolonifer  que crece a una Aw > 0,93 y Neurosporas sitophila, pero también suelen desarrollar especies de Penicillium o Aspergillus cuyas esporas germinan a una aw entre 0,90 y 0,84(1)

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Las levaduras amiloliticas de los géneros Saccharomycodes e Hyphopichia producen el pan yesoso (5). El deterioro de los productos de pastelería refrigerados, por ejemplo la masa de pizza, es causado principalmente por bacterias lácticas (Lactobacillus, Leuconostoc) y en menor proporción Streptococcus), alcanzando valores de 108 ufc/g en los productos alterados, pero los mohos se hallan en bajo número. Las tortas, en cambio, rara vez sufren un deterioro bacteriano debido a la alta concentración de azúcares pero son alteradas por los mohos; éstos provienen de cualquiera de los ingredientes (1)

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ANALISIS MICROBIOLOGICO

La microbiota normal de los granos de cereales comprende mohos (102 - 104/g), levaduras y hongos levaduriformes (102- 104/g), bacterias aerobias (102- 106/g), coliformes (102 - 104/g), E. coli (<102 - 103/g), actinomicetos (103 -106/g).

Carrillo L 87 vendidas dentro de las 48 hs son Salmonella ausente en 25 g y

S. aureus coagulasa positiva < 103 ufc/g, y para las rellenas además de estos valores, clostridios sulfito-reductores < 103 ufc/g. Las pastas frescas adicionadas de propionato o sorbato, con o sin relleno, deben cumplir (art 721) con mohos y levaduras < 104 ufc/g, además las pautas establecidas en el art anterior. Otras bacterias esporuladas anaerobias sulfito-reductoras además de C. perfringens, son C. absonum, C. baratii, C. celatum, C.bifermentans, C.botulinum, C. sporogenes (2).

Los mohos crecen bien en cualquier alimento, a valores bajos de actividad del agua (aw) y pH ácido, mientras que mayoría de las bacterias se desarrollan a valores altos de aw y pH cercano a la neutralidad [3,4]. El predominio de poblaciones fúngicas en los cereales está determinado por las condiciones ambientales imperantes en la pre y postcosecha, zona geográfica, prácticas culturales y por las asociaciones con otros hongos contaminantes. La contaminación fúngica de los alimentos puede causar problemas a través de la síntesis de metabolitos tóxicos llamados micotoxinas, las cuales son mutagénicas, teratogénicas y carcinogénicas para los humanos y animales [5].

Por otra parte, el grupo de bacterias coliformes ha sido siempre el principal indicador de calidad de los distintos alimentos y del agua; su cantidad en una muestra se usa como criterio de contaminación y por lo tanto, de calidad sanitaria de la misma. Los coliformes, entre los que se incluye los géneros Escherichia, Enterobacter, Citrobacter y Klebsiella, proveen información importante sobre la fuente y el tipo de contaminación presente [3-5]. Así, la presencia de coliformes indica que los alimentos podrían estar contaminados con heces fecales humanas o de animales. Estos patógenos podrían representar un riesgo a la salud, especialmente para infantes y personas con sistemas inmunológicos gravemente comprometidos [3].

La flora microbiana en masa de cereales, puede tener su origen en el suelo, aire, agua, en el medio ambiente del almacén o en la fase de manipulación y elaboración. Los microorganismos presentes en la harina de maíz son relativamente escasos, pero una vez que ha sido hidratada se crean condiciones de actividad acuosa favorables para el crecimiento de bacterias, mohos y levaduras [4].

En los análisis de muestras de granos de maíz provenientes de varios estados de Venezuela, se han encontrado altos niveles de incidencia fúngica y contaminación con micotoxinas [2,6-9]. Así mismo, en harina de maíz precocida integral y no integral se han detectado mohos y levaduras [10,11].

Factores de desarrollo microbiano

La calidad de los granos de cereales así como la de cualquier producto alimenticio, se entiende  como el conjunto de  características físicas, químicas, microbiológicas y nutricionales que debe reunir el producto y que permite que pueda ser utilizado como materia prima en un determinado proceso, llámese industrial o artesanal y que satisfaga las necesidades del consumidor final.

La calidad inicial de los cereales depende de los siguientes factores:

Condiciones climáticas durante el periodo de maduración de la semilla: Está influenciada por dos etapas; la primera se ve afectada por que la semilla está perdiendo agua antes de ser  recolectada, necesitando de un suelo húmedo. La segunda etapa sucede cuando la semilla ha alcanzado su máximo contenido de materia seca, perdiendo agua rápidamente entrando en equilibrio con la humedad relativa. En esta etapa es importante que el periodo de lluvias sea moderado ya que de lo contrario la deshidratación será lenta permaneciendo el contenido de humedad elevado por más tiempo, presentándose un deterioro de la semilla por la proliferación de hongos.

Grado de maduración durante la cosecha: Es importante realizar la cosecha de las semillas en el momento óptimo de madurez fisiológica, ya que si son recolectadas antes o después son semillas con menor potencial de almacenamiento y capacidad de germinación, esto porque no han alcanzado su máximo desarrollo vegetativo y vigor y tal vez porque se ha iniciado la germinación.

Daños mecánicos: Los granos recolectados atraviesan por unas operaciones en las cuales pueden sufrir alteraciones ya sea por mal manejo en finca, en el acopio, en el almacenamiento y transporte a las plantas procesadoras. Es importante realizar una buena calibración de equipos para realizar la cosecha, evitar el golpeteo de los granos con estructuras duras, separar los granos fracturados ya que por la rotura de la cutícula se permite la entrada de insectos o de patógenos y de la humedad del medio, facilitándose las condiciones de proliferación de microorganismos.

Impurezas: Las impurezas de los granos permiten la entrada de microorganismos que hacen que el grano se deteriore rápidamente y pierda la calidad y valor comercial, que es importante a la hora de su comercialización..

Humedad: Es importante determinar el grado de humedad de los granos cosechados, ya que si es demasiado alta y se  almacenan pueden facilitar la proliferación de hongos y patógenos que van a deteriorar el grano y ocasionar perdidas postcosecha elevadas. En los cereales su bajo contenido en agua hace que solo ciertos tipos de Bacillus y hongos sean capaces de producir deterioro.

Temperatura: Los granos de los cereales deben ser almacenados en condiciones tales que la temperatura permita su conservación. En el caso que el contenido de humedad sea alto deben ser almacenados con temperaturas de refrigeración, evitando que las reacciones químicas  se aceleren con el aumento de temperatura y que los microorganismos e insectos  puedan deteriorar los granos almacenados.

Microorganismos: Los hongos son los principales microorganismos que atacan a los granos almacenados por las condiciones favorables de humedad, se puede evitar su proliferación con el secado antes del almacenamiento.

 

Insectos y roedores: Es importante evitar el daño de los granos por insectos (estos se reproducen en muy poco tiempo, una infestación del grano puede destruir parcial o total el grano), no debe haber presencia de roedores en los sitios de almacenamiento de granos ya que son la principal difusión de epidemias y pestes, además de las pérdidas que ocasionan, ya que consumen una parte del producto, contaminan y dañan el empaque.

Alteraciones de los granos de cereales y harinas

La contaminación de los granos de cereales y sus harinas es de gran importancia desde el punto de vista de salud pública, al igual que es la causa de muchas alteraciones alimentarías. Si los granos de cereales y harinas, fueron sometidas a buenas prácticas de manipulación y manufactura durante el almacenamiento y procesamiento, no tienen porque sufrir alteraciones microbianas.

Comúnmente los alimentos pueden contener en su composición química sustancias responsables de alguna actividad tóxica, clasificadas como tóxicos naturales, y también están los tóxicos procedentes del medio ambiente y de los procesos de transformación.

Por su contenido de agua los cereales son uno de los alimentos menos contaminados, como se mencionó la contaminación más frecuente es ocasionada por mohos y de la correspondiente micotoxina. En este sentido las sustancias toxicas que pueden llegar a afectar la salud de los consumidores es por la presencia de metales pesados adquiridos de los humos de los transportes que se adhieren a la superficie de productos como el salvado y cereales integrales; aunque en el momento de la limpieza estas sustancias son retiradas.

Por el bajo contenido de agua de los cereales y harinas de trigo, maíz, cebada, arroz, avena, estos casi no sufren alteraciones a pesar de su alto contenido de proteínas y carbohidratos. Las alteraciones llegan a presentarse cuando la actividad de agua aw sube, es así como se hace evidente el desarrollo de mohos, causando el deterioro de los granos y productos derivados como la harina. Al igual en la superficie se puede llegar a encontrar bacterias lácticas y coliformes que pueden llegar a producir una fermentación ácida, si esta acidez llega a valores muy altos se pude alcanzar una fermentación alcohólica producida por las levaduras.

En el caso de las harinas, cuando tienen una aw alta, puede llegar a favorecer el desarrollo de bacterias del género Bacillus y el desarrollo de mohos como el Rhizopus, que son los dos principales microorganismos causantes de las alteraciones de la harina. En los molinos es difícilmente predecible el tipo de alteración que puede llegar a presentarse en el producto debido a que el contenido microbiano varía en cada uno de los lotes. Se han llegado a encontrar alteraciones causadas por la presencia de bacterias productoras de ácidos, produciéndose un fermentación ácida; esta fermentación como se menciono va seguida de una fermentación alcohólica causada por las levaduras claro esta si están presentes, llegando a una fermentación acética, por la acción del Acetobacter, que producen ácidos acéticos.

Por su proceso de elaboración e ingredientes utilizados, el pan no puede llegar a tener la cantidad de agua suficiente para soportar el desarrollo indiscriminado de microorganismos, se presenta el de los mohos, en panes que han sido conservados y que su consumo no es inmediato, normalmente presenta dos tipos de alteraciones microbianas: el enmohecimiento o florecido y la viscosidad excesiva o pan filamentoso. Estos panes son los tajados o tipo sándwiches y tipo perro, especialmente.

El enmohecimiento se presenta por el crecimiento de Penicillium expansum, Rhizopus nigricans, Neurosporas sitophila y Aspegillius Níger, al igual que por el desarrollo de especies de los géneros Mucor o Geotichum. Estos llegan a la superficie o penetran al interior después de la cocción, ya que el tratamiento térmico a que es sometido, destruye las esporas, que pueden estar en el interior como en la superficie del pan.

La alteración causada por mohos, se ve favorecida por una contaminación abundante del pan, corte del pan tajado, por la envoltura y por el almacenamiento del producto terminado en una atmósfera caliente y demasiado húmeda.

Para evitar la alteración causada por esporas de mohos, se debe tener en cuenta una serie de precauciones como:

• Filtrar el aire, eliminando la entrada de corrientes de aire o eliminado los focos de contaminación, para evitar la contaminación por esporas de mohos.
• Enfriar rápidamente los panes antes de empacarlos o envolverlos.
• Mantener el pan frío
• Irradiar las superficies de los panes y de los utensilios utilizados para tajarlos, recurriendo a luz ultravioleta.

Factores que influyen en el desarrollo de los hongos de Almacén

• Alto contenido de humedad del grano
• Temperatura en el grano alta en la cosecha y en el almacenamiento
• Presencia de materiales extraños al grano
• Granos partidos o sucios

La viscosidad, es ocasionada por el crecimiento de microorganismos como el Bacillus subtilis. Esta alteración es causada por el encapsulamiento del bacilo y a la hidrólisis de proteínas y almidón. La presencia de esta alteración es por la aparición de una coloración amarilla a parda y de textura blanda y pegajosa en la zona afectada.

Este tipo de alteración se ve favorecida por la utilización de ingredientes contaminados por esporas de bacilos, contaminación por la maquinaria utilizada, enfriamiento lento del pan, falta de acidez y almacenamiento del producto terminado en un ambiente húmedo y cálido. Esta alteración se puede prevenir teniendo en cuenta las siguientes recomendaciones:

• Utilizar ingredientes con un bajo recuento de esporas
• Adecuada limpieza de equipos y materiales utilizados en el proceso de panificación.
• Enfriar rápidamente el pan

Se considera alimento deteriorado aquel dañado por agentes microbianos, químicos o físicos de forma que es inaceptable para el consumo humano. El deterioro de alimentos es una causa de pérdidas económicas muy importante: aproximadamente el 20% de las frutas y verduras recolectadas se pierden por deterioro microbiano producido por alguna de las 250 enfermedades de mercado.

Los agentes causantes de deterioro pueden ser bacterias, mohos y levaduras; siendo bacterias y mohos lo más importantes. De todos los microorganismos presentes en un alimento sólo algunos son capaces de multiplicarse activamente sobre el alimento por lo que resultando seleccionados con el tiempo de forma que la población heterogénea inicial presente en el alimento va quedando reducida a poblaciones más homogéneas y a, finalmente, un solo tipo de microorganismos que consiguen colonizar todo el alimento desplazando a los demás. Por consiguiente, durante el proceso de deterioro se va seleccionando una población o tipo de microorganismos predominante de forma que la variedad inicial indica poco deterioro y refleja las poblaciones iníciales.

·         Existen una serie de factores que «dirigen esta selección» que determinan lo que se denomina resistencia a la colonización de un alimento. Estos factores son:

·         Factores intrínsecos :

·         Constituyen los derivados de la composición del alimento: actividad de agua (A_w), pH, potencial redox, nutrientes, estructura del alimento, agentes antimicrobianos presentes, entre otros.

·         Tratamientos tecnológicos:

·         Factores que modifican flora inicial como consecuencia del procesado del alimento.

·         Factores extrínsecos

·         Derivados de la condiciones físicas del ambiente en el que se almacena el alimento.

·         Factores implícitos

·         Comprenden las relaciones entre los microorganismos establecidas como consecuencia de los factores implicitos.

·         Diferentes tipos de alimentos son diferentemente atacables por microorganismos. Así cada tipo de alimento se deteriora por acción de un tipo de microorganismo concreto estableciéndose una asociación es específica entre el microorganismo alterante y el producto alterado: así, por ejemplo, las carnes son los alimentos más fácilmente deteriorables debido a las favorables condiciones para el crecimiento de microorganismos derivadas de los factores anteriores.

·         Las patologías asociadas a transmisión alimentaria pueden ser de dos tipos: infecciones alimentarias producidas por la ingestión de microorganismos o intoxicaciones alimentarias producidas como consecuencia de la ingestión de ytoxinas bacterianas producidas posr microorganismos presentes en los alimentos. En ciertos casos, pueden producirse alergias alimentarias causadas por la presencia de microorganismos.

·         En cualquier caso, para que se produzca una toxiinfección es necesario que el microorganismo haya producido:

·         a) Suficiente número para colonizar el intestino.

·         b) Suficiente número para intoxicar el intestino.

·         c) Cantidades de toxina significativas.

Los tipos de microorganismos patógenos con importancia alimentaria comprenden bacterias, protozoos y virus, en el caso de las infecciones alimentarias, y bacterias y hongos (mohos) en el caso de las intoxicaciones.

·         Para que una bacteria pueda causar una infección, además de las condiciones anteriores es necesario que el microorganismo presente un rango de temperaturas de crecimiento compatible con la temperatura corporal de los organismos superiores (40ºC). Esto es la causa de que patógenos vegetales no sean patógenos animales y que la mayoría de psicrófilos y psicrótrofos no sean de gran relevancia en patología.

·         Por su parte, un virus será patógeno únicamente en el caso de que las células animales presenten los receptores necesarios para que el virus pueda adsorberse a ellas. Esta es la razón por la que hay especificidad de reino entre virus animales, vegetales y bacterianos sin infecciones cruzadas entre reinos.

·         La procedencia del microorganismo patógeno puede ser de dos tipos: microorganismos endógenos presentes en el interior del alimento, y microorganismos exógenos depositados en la superficie del alimento. Los primeros suelen estar asociados a alimentos animales ya que los patógenos de animales pueden serlo de humanos, mientras que los patógenos vegetales no pueden serlo debido a las diferencias entre ambos tipos de microorganismos.

·         Por último, debido a la importancia en salud pública de las toxiinfecciones alimentarias, la labor del microbioólogo de alimentos se dirige, en muchos casos, al control destinado a evitar el consumo de productos elaborados en condiciones deficientes y que, por tanto, sean potencialmente peligrosos. Para ello, ha tenerse en cuenta, a la hora de realizar un análisis microbiológico de alimentos:

·         a) Las fuentes de contaminación del alimento.

·         b) Las rutas de infección del patógeno.

·         c) La resistencia de los patógenos a condiciones adversas.

·         d) Las necesidades de crecimiento de los patógenos.

·         e) Minimizar la contaminación y el crecimiento de los microorganismos.

·         f) Técnicas de detección y aislamiento.

·         g) Metodo de muestreo proporcional al riesgo.

·         Todo lo anterior obliga a la regulación legal de las características microbiológicas de cada alimento, lo que comprende la definición de cada alimento o producto alimentario y las regulaciones sobre la tolerancia del número de microorganismos permisibles. (los llamados valores de referencia).

·         2.- Factores que afectan al crecimiento bacteriano en los alimentos

·         Cuando un microorganismo se encuentra en la superficie o en el interior de un alimento, actúan sobre él todos los factores físicos o químicos debidos a la composición del alimento en sí y a las condiciones en las que se encuentra. En este sentido, los factores que afectan al crecimiento bacteriano en los alimentos son parcialmente equivalesntes a los factores de resistencia a la colonización microbiana de un alimento.

·         Especialmente relevantes, por ser susceptibles de manipulación tecnológica, son los siguientes:

·         Tratamientos que manipulan la temperatura

·         Refrigeración

·         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.

·         Al tratar la refrigeración de alimentos, hay que considerar varios aspectos:

·         La refrigeración es un factor de selección de poblaciones bacterianas

·         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 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.

·         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.

·         En resumen, 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.

·         Refrigeración

·         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.

·         Altas temperaturas

·         Las temperaturas superiores a las de crecimiento óptimo producen inevitablemente la muerte del microorganismo o le producen lesiones subletales. 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 D y z 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, a_w, tipo de alimento, sales, etc.).

·         Radiación ultravioleta

·         La radiación ultravioleta produce una disminución exponencial en el número de células vegetativas o de esporas vivas con el tiempo de irradiación. Por tanto se pueden calcular valores análogos a D para la irradiación.

·         Existe una falta de información precisa sobre la susceptibilidad de las diferentes especies microbianas a la radiación U.V.: diferentes cepas de una misma especie pueden tener una resistencia distinta.

·         El mayor valor del tratamiento con radiaciones U.V. se encuentra en el saneamiento del aire, aunque también pueden aplicarse para esterilizar superficies de alimentos o para el equipo de los manipuladores de alimentos.

·         Radiación ionizante

·         La radiación ionizante es altamente letal, puede ajustarse su dosis para producir efectos pasteurizantes o esterilizantes y su poder de penetración es uniforme. Es letal por destrucción de moléculas vitales de los microorganismos, esto los consigue sin producción de calor, por lo que los alimentos se conservan frescos. La mayoría de los daños son a nivel ADN.

·         La sensibilidad a la radiación de los microorganismos difiere según las especies e incluso según las cepas, aunque las diferencias de resistencia entre cepas de una mismas especie son generalmente lo suficientemente pequeñas para no tenerlas en cuenta a efectos prácticos. Las bacterias Gram-negativas son generalmente más sensibles a la irradiación que las Gram-positivas y las esporas aún más resistentes. En general, la resistencia a la radiación de los hongos es del mismo orden que la de las formas vegetativas bacterianas. Los virus son aún más resistente que las bacterias a la radiación.

·         Actividad de agua reducida.

·         Los microorganismos requieren la presencia de agua, en una forma disponibles, para que puedan crecer y llevar a cabo sus funciones metabólicas. La mejor forma de medir la disponibilidad de agua es mediante la actividad de agua (a_w). La a_w de un alimento puede reducirse aumentando la concentración de solutos en la fase acuosa de los alimentos mediante la extracción del agua o mediante la adición de solutos.

·         La deshidratación es un método de conservación de los alimentos basado en la reducción de la a_w, durante el curado y el salazonado, así como en el almíbar y otros alimentos azucarado son los solutos los que, al ser añadidos, descienden la a_w. Un pequeño descenso de la a_w es, a menudo, suficiente para evitar la alteración del alimento, siempre que esta reducción vaya acompañada por otros factores antimicrobianos.

·         La mayoría de las bacterias y hongos crece bien a a_w entre 0,98 y 0,995; a valores a_w más bajos la velocidad de crecimiento y la masa celular disminuyen a la vez que la duración de la fase de latencia aumenta hasta llegar al infinito (cesa el crecimiento). Algunos tipos de microorganismos son capaces de crecer en condiciones de alto contenido de sal (baja a_w). Dependiendo de la capacidad de supervivencia a baja a_w se denominan osmófilos, xerófilos y halófilos (según va aumentando su requerimiento de sal). Sin embargo, la baja a_w reduce también la tasa de mortalidad de las bacterias: una baja a_w protege los microorganismos durante tratamientos térmicos.

·         pH Y LA ACIDEZ.

·         - En general, la presencia de ácidos en el alimento produce una drástica reducción de la supervivencia de los microorganismos. Los ácidos fuertes (inorgánicos) producen una rápida bajada del pH externo, aunque su presencia en la mayoría de los alimentos es inaceptable. Los ácidos orgánicos débiles son más efectivos que los inorgánicos en la aciclificación del medio intracelular; se supone que esto ocurre porque es más fácil su difusión a través de la membrana celular en su forma no disorciada (lipofílica) y posteriormente se disocian en el interior de la célula inhibiendo el transporte celular y la actividad enzimática.

·         - La mayoría de los microorganismos crecen a pH entre 5 y 8, en general de hongos y las levaduras son capaces de crecer a pH más bajos que las bacterias. Puesto que la acidificación del interior celular conduce a la pérdida del transporte de nutrientes, los microorganismos no pueden generar más energía de mantenimiento y, a una velocidad variable según las especies, se produce la muerte celular.

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·         6.- 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 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.

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·         7.- ACIDOS ORGANICOS.

·         - 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 compuesto 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.

·         - La 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.

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·         8.- SALES DE CURADO Y SUBSTANCIAS ANALOGAS.

·         - Las sales de curado son el cloruro sódico y los nitratos o nitritos de sodio y potasio; estos productos modifican el alimento base en el color, aromas, textura y sensibilidad al crecimiento microbiano.

·         - A las concentraciones y bajo las condiciones corrientemente utilizadas, los agentes de curado no causan una destrucción microbiana rápida; más bien retrasan o previenen el desarrollo de los microorganismos perjudiciales de los productos sin tratar por el calor y el de los termotolerantes no esporulados y evitan el desarrollo de las esporas que sobreviven al tratamiento térmico más drástico aplicado a ciertos productos curados.

·         - Se desconoce el mecanismos exácto de la inhibición de las bacterias por el nitrito que, aunque no previene la germinación de las esporas, evita su desarrollo.

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·         9.- GASES COMO CONSERVADORES.

·         - Diversos gases y vapores naturales o artificiales destruyen o inhiben los microorganismos. El nitrógeno y el oxígeno se usan con frecuencia en el envasado y almacenamiento de los alimentos pero su fin primario no es la inhibición de los microorganismos; diversos gases son poderosos biocidas y se han utilizado con éxito en la desinfección de hospitales, establos y compartimentos de barcos o como fumigantes del suelo, pero no se han aplicado a los alimentos.

·         - El CO2 inhibe el crecimiento de microorganismos sobre los alimentos con eficiencia creciente cuanto más desciende la temperatura. Este efecto se manifiesta tanto en bacterias como en hongos por un incremento de la fase de latencia y del tiempo de generación durante la fase logarítmica. Su mecanismos de inhibición no se conoce con claridad, aunque se debe a la presencia del CO2 (y quizá a la formación de ácido carbónico) y no a la ausencia de oxígeno. Los mohos y las levaduras son alga más resistentes al CO2 que las bacterias (las Gram-negativas más sensibles que las Gram-positivas).

·         - La actividad antimicrobiana del dióxido de azufre está relacionada con la forma molecular no ionizadas: no se conoce un modo de acción, aunque este gas es muy reactivo y probablemente interacciona con muchos componente celulares. Su acción tóxica es selectiva: las bacterias son más resistentes que los mohos y las levaduras, por la que este gas se emplea frecuentemente como antifúngico.

·         - El óxido de etileno resulta muy tóxico para los microorganismos y su actividad está relacionada con su acción como agente alquilante. Los mohos y levaduras son más sensibles que las bacterias y estas que las esporas.

Conservación

La descomposición o deterioro de alimento se le denomina a todo alimento que según la conformidad con los hábitos, costumbres y diferencias individuales no resulte apropiado para el consumo humano. Es un concepto relativo y esta ligado a hábitos y costumbres de los pueblos.

En general los alimentos son perecederos, por lo que necesitan ciertas condiciones de tratamiento, conservación y manipulación. Su principal causa de deterioro es el ataque por diferentes tipos de microorganismos (bacterias, levaduras y mohos). Esto tiene implicaciones económicas evidentes, tanto para los fabricantes (deterioro de materias primas y productos elaborados antes de su comercialización, pérdida de la imagen de marca, etc.) como para distribuidores y consumidores (deterioro de productos después de su adquisición y antes de su consumo). Se calcula que más del 20% de todos los alimentos producidos en el mundo se pierden por acción de los microorganismos.

Deterioro por microorganismos. Principalmente se producen por bacterias, levaduras y mohos. Los alimentos pueden contaminarse por el propio alimento, el hombre y las superficies.  

Métodos de conservación de alimentos

Empleo de bajas temperaturas, desecación, fermentación, curado – salazón - ahumado, liofilización, irradiación.

Bajas temperaturas

Aunque el hombre prehistórico almacenaba la carne en cuevas de hielo, la industria de congelados tiene un origen más reciente que la de envasado. El proceso de congelación fue utilizado comercialmente por primera vez en 1842, pero la conservación de alimentos a gran escala por congelación comenzó a finales del siglo XIX con la aparición de la refrigeración mecánica.

La congelación conserva los alimentos impidiendo la multiplicación de los microorganismos. Dado que el proceso no destruye a todos los tipos de bacterias, aquellos que sobreviven se reaniman en la comida al descongelarse y a menudo se multiplican mucho más rápido que antes de la congelación.

Los alimentos pueden permanecer en un congelador doméstico entre 3 y 12 meses con toda seguridad y sin que su calidad se vea afectada Muchos de los métodos empleados para preservar los alimentos se basan, no en la destrucción o eliminación de los microorganismos sino en retrasar su germinación o impedir su crecimiento. En estos casos la conservación es temporal, debido a que solo se inhibe la actividad de los microorganismos.

Los métodos industriales de conservación de alimentos hacen uso de altas y bajas temperaturas, desecación, productos químicos, presiones osmóticas altas, fermentación, salazón, ahumados y modernamente las radiaciones ionizantes.

Las bajas temperaturas retardan las reacciones químicas, la acción de las enzimas y retrasan o inhiben el crecimiento y actividad de los microorganismos. Cuanto mas baja sea la temperatura más lenta serán las reacciones químicas, la acción enzimática y el crecimiento bacteriano.

Se admite que cualquier alimento de origen vegetal o animal contiene un número variable de bacterias, levaduras y moho que para alterarlo solo necesitan condiciones de crecimiento adecuadas. Cada uno de los microorganismos tiene una temperatura de crecimiento óptima y otra mínima por debajo de la cual no puede multiplicarse.

A medida que la temperatura desciende por debajo de la optima, el ritmo de crecimiento del microorganismo decrece, siendo mínimo a la temperatura de crecimiento mínimo. Las temperaturas más frías previenen el crecimiento, pero aunque lentamente continúa la actividad metabólica.

Por tanto rebajar la temperatura produce efectos diferentes en los distintos microorganismos. Una disminución de 10 grados, puede detener el crecimiento de unos y retrasar el de otros.

Las bajas temperaturas salvo en algunas ocasiones no destruye los microorganismos, solo inhiben su acción y cuando el producto es retirado de la refrigeración o descongelado, los gérmenes recobran su actividad y lo deterioran.

Conservación a bajas temperaturas

Existen dos formas de conservación a bajas temperaturas:

Refrigeración

Mantiene el alimento por debajo de la temperatura de multiplicación bacteriana. Conserva el alimento sólo a corto plazo, ya que la humedad favorece la proliferación de hongos y bacterias. La conservación por refrigeración se lleva a acabo con temperatura por encima de 0 grados (generalmente entre 2 y 5 ºC en frigoríficos industriales, y entre 8 y 15ºC en frigoríficos domésticos).

Este tipo de conservación es temporal y se debe considerar la temperatura del almacén, su humedad relativa, velocidad del aire, composición de la atmósfera, etc. La temperatura debe mantenerse uniforme durante el periodo de conservación, dentro de los límites de tolerancia admitidos, en su caso, y ser la apropiada para cada tipo de producto.

Existen alimentos como por ejemplo los plátanos que se deben conservar a 15 grados. Las carnes se conservan durante varias semanas a 2 - 3ºC bajo cero, siempre que se tenga humedad relativa y temperatura controladas. De este modo no se distingue de una carne recién sacrificada.

Congelación

La industria de la alimentación ha desarrollado cada vez más las técnicas de congelación para una gran variedad de alimentos: frutas, verduras, carnes, pescados y alimentos precocinados de muy diversos tipos. Para ello se someten a un enfriamiento muy rápido, a temperaturas del orden de -30ºC con el fin de que no se lleguen a formar macrocristales de hielo que romperían la estructura y apariencia del alimento.

Con frecuencia envasados al vacío, pueden conservarse durante meses en cámaras de congelación a temperaturas del orden de -18 a -20ºC, manteniendo su aspecto, valor nutritivo y contenido vitamínico.

El fundamento de la congelación es someter a los alimentos a temperaturas iguales o inferiores a las necesarias de mantenimiento, para congelar la mayor parte posible del agua que contienen. Durante el período de conservación, la temperatura se mantendrá uniforme de acuerdo con las exigencias y tolerancias permitidas para cada producto. Detiene la vida orgánica, ya que enfría el alimento hasta los 20º bajo cero (en congeladores industriales llega hasta 40º bajo cero). Es un buen método, aunque la rapidez en el proceso influirá en la calidad de la congelación.

La congelación se efectúa sometiendo los alimentos a temperatura inferior a su punto de congelación. Usualmente es de -2.2grados. La temperatura de – 10 grados tiene mucha significación ya que marca la línea bajo la cual los mohos y las levaduras apenas se reproducen, algunas bacterias pueden multiplicarse muy lentamente a estas temperaturas pero no causa prejuicios.

Si las bacterias, mohos y levaduras no fueran los únicos agentes que causan descomposición, no habría necesidad de mantener los alimentos por debajo de 10 grados, pero a esa temperatura pueden ocurre transformaciones ocasionadas por la acción de las enzimas, muchas de las cuales oxidan los alimentos, cambian su sabor, destruyen las vitaminas y otros valores nutritivos. Por tanto la temperatura de congelación es de – 18 a – 25 grados.

Procedimientos de congelación

Congelación lenta. Se refiere a la congelación en aire circulante, o en algunos casos el aire puede estar movido por ventiladores eléctricos. La temperatura suele ser de – 23 grados, variando entre -15 y – 29 grados, teniendo lugar la congelación entre 3 y 12 horas. Produce cambios de textura y valor nutritivo.

Congelación rápida. Es el proceso en que el producto se va congelando a razón de 0,3 cm por minuto o mas rápido o es la congelación que se produce en menos de 90 minutos. Mantiene las características nutritivas y organolépticas.

Métodos de congelación rápida

Sistema por contacto directo Se emplean soluciones incongelables (salmuera, jarabes) que se enfrían a temperaturas muy bajas En unos casos los alimentos se sumergen en la solución y en otros la solución se pulveriza sobre el alimento. En ambos casos el producto esta sin envasar.

Sistema por contacto indirecto En este sistema hay varias variantes:

• El producto envasado se congela entre dos planchas refrigeradas.
• El producto envasado se congela por medio de una lluvia de salmuera incongelable
• Inmersión del producto envasado en solución incongelable.

Ventajas de la congelación rápida

• El producto llega más rápidamente a la temperatura en que el desarrollo de los microorganismos deteriorantes es nulo, así como se inhibe la actividad enzimática.
• El producto cuando se descongela, esta sujeto a menos pérdida de líquido, en muchos casos se asemeja al producto original.
• El producto permanece menos tiempo en la zona de máxima formación de cristal. Esta zona esta situada entre 0 y – 3,88 grados, y en ellos los cristales de hielo formados sobre la base de la humedad del producto aumentan de tamaño.

Importancia sanitaria de la conservación a bajas temperaturas

• Epidemiología. Al imposibilitar el desarrollo de los microorganismos previenen los brotes de intoxicación alimentaria y contribuye a evitar que los alimentos sean mantenidos en condiciones que puedan permitir que una ligera contaminación inicial pudiera incrementarse a niveles que hicieran peligroso su consumo.

• Microbiología. La ausencia de brotes de fiebre tifoidea atribuidos a alimentos congelados parece indicar que hay poco peligro de que los alimentos conservados por este procedimiento sean fuente de origen de esta enfermedad, a menos que la contaminación sea masiva.

Investigaciones realizadas con cepas de salmonellas han demostrado que la refrigeración a 5 grados o menos debe emplearse para asegurar que estos microorganismos no se desarrollen en los alimentos. Por debajo deesta temperatura estos microorganismos disminuyen rápidamente.

• Valor nutritivo. No afecta el valor nutritivo excepto alguna de las vitaminas en cantidades mínimas. Hay ligera pérdida de la humedad en los alimentos congelados. El “goteo” de alimentos que han sido inapropiadamente descongelados ocasiona alguna perdida de nutrientes.

Medidas de control

• Debe vigilarse la temperatura de las neveras, congeladores, transportes, etc, manteniéndola al nivel apropiado y evitando fluctuaciones.
• Los alimentos a refrigerar o congelar deben estar en óptimas condiciones.
• Las neveras deben recibir una limpieza adecuada, las paredes y techos deben pintarse con pinturas a prueba de mohos.
• Deben evitarse la recongelación de alimentos que se hayandescongelado.

Método de conservación por desecación

Este método se funda en la reducción del contenido de agua de constitución de los alimentos a niveles que se hace imposible o extremadamente difícil el desarrollo y multiplicación de la flora microbiana. Es uno de los métodos más antiguos.

Métodos de desecación

Desecación natural al sol. Consiste en colocar las frutas y otros vegetales en bandejas que ofrecen gran superficie de evaporación.

Desecación artificial. Se emplean secadores mecánicos de varios tipos que dependen de la naturaleza del producto que va a ser deshidratado, la economía y las condiciones de operación.

Tipos de secadores mecánicos

• Secador de tambor ( leche, ciertos jugos, de vegetales y de frutas)
• Cámara de secado al vacío (jugos cítricos, tomate)
• Secador continuo al vacío (frutas y vegetales)
• Secador de bandas continuas (vegetales)
• Liofilizador ( prácticamente todos los alimentos)
• Secador por aspersión (leche, huevos, sólidos solubles de café, entre otros)
• Secador de cabina o compartimiento (frutas y vegetales)
• Horno secador ( manzanas y algunos vegetales)
• Secador de túnel (frutas y vegetales)

Tratamiento de los alimentos antes de la desecación

• Selección y clasificación atendiendo al tamaño, grado de madurez y estado sanitario
• Lavado de frutas y hortalizas
• Descortezado de frutas y hortalizas
• Cortando en rodajas, mitades o trozos pequeños.
• Escaldado de hortalizas
• Azufrado de frutas y ciertas hortalizas.

Tratamiento después de la desecación

Empaquetado. Se debe realizar inmediatamente después de la desecación para protegerlos de la humedad, contaminación microbiana, infestación por insectos.

Pasteurización. Se limita a las frutas secas; destruye todos los microorganismos patógenos. Las frutas se pasteurizan en paquetes de 30 a 60 minutos y a temperatura de 65 a 85 grados.

Importancia sanitaria de la desecación

* Microbiología. Se evitan contaminaciones por gérmenes que requieren de gran humedad para multiplicarse como son hongos (moho por almacenamiento), bacterias, levaduras. La sal utilizada sirve como medio de conservación y si es superior al 5% previene el crecimiento de microorganismos de la putrefacción, y es útil en el control del crecimiento microbiano durante los procesos de desecación solar y deshidrataciones, ej secado de carnes (tasajo) y pescados (bacalao). La liofilización produce una disminución lenta y constante de los gérmenes sobrevivientes.

* Epidemiología. La contaminación durante el envasado constituye un problema de salud, se han detectado brotes atribuidos al uso de leche en polvo y pescados salados. El empleo de la pasteurización de las frutas y vegetales evita las contaminaciones.

*Influencia de la deshidratación sobre el valor nutritivo. Al perder la humedad aumenta la concentración de nutrientes.

Medidas de control

• Control higiénico de las fábricas donde se realiza la desecación (local, equipos, utensilios, materia prima, operaciones, transporte y almacenamiento del producto terminado.
• Evitar las posibles fuentes de contaminación de los productos ya que muchos no requieren cocción.
• Control de los vectores
• Eliminación de residuales
• Estado de salud e higiene de los manipuladores
• Garantizar condiciones adecuadas de envasado

Método de conservación por fermentación

Sirve para uno o ambos objetivos siguientes: Producir sabores y características físicas nuevas y deseables y ayudar a la conservación del alimento.

La conservación por fermentación depende de la conversión de azucares a ácidos por la acción de los microorganismos y de la imposibilidad de las bacterias de crecer en un medio ácido. Aquí es necesario inhibir el desarrollo de los microorganismos capaces de provocar la putrefacción. El cloruro de sodio (sal común) es muy útil, limita el crecimiento de gérmenes putrefactos e inhibe el crecimiento de gérmenes indeseables en el proceso de la fermentación.

No obstante hay ciertas bacterias que soportan grandes concentraciones de sal y crecen en las mismas. Las fermentaciones pueden estar producidas por bacterias, levaduras, mohos o ambas. El pan, vinos, vinagre, cerveza, quesos, encurtidos son producto de un proceso de fermentación por algunos de estos microorganismos.

El encurtido combina el salado y la fermentación. Se utiliza en la conservación de pepinos, coles, aceitunas algunos vegetales y frutas. En este proceso parte de los carbohidratos del producto se transforman en ácidos mediante una fermentación bacteriana controlada.

Causas probables de descomposición de productos fermentados

• Malas condiciones durante la fermentación
• Oxidación del ácido láctico y otros ácidos del producto fermentado ocasionados por levaduras y mohos que permiten el desarrollo de otros microbios y afectan el aspecto, sabor, textura, y color del producto.
• El almacenamiento en frío de los productos fermentados y encurtidos le proporciona mejor estabilidad por varios meses y para los largos periodos de almacenamiento se demanda una protección mas completa y se utiliza el proceso de enlatado.

Método de conservación por curado – salazón – ahumado

Tiene su mayor aplicación para la conservación de productos cárnicos.

Ventajas

• Da un color y sabor agradable al alimento.
• Tiene un apreciable valor preservativo.

Curado

Agentes autorizados para el curado de carnes

• Cloruro de sodio
• Azúcar
• Nitrato de sodio
• Nitrito de sodio
• Vinagre.

Procedimientos para el curado de las carnes

Seco. Los ingredientes secos se frotan fuertemente sobre la carne. Adobado: Las carnes se sumergen en una solución de los ingredientes. Inyección. Se inyecta por las venas, arterias o en las diferentes partes del tejido muscular una solución concentrada de los ingredientes. Adición directa. Los agentes de curado se añaden directamente a la carnefinamente triturada como ocurre con los embutidos.

Efectos indeseables de los productos curados

• Decoloración del producto terminado
• Crecimiento en la superficie externa de los embutidos cuando la humedad es alta como son las levaduras y los micrococos que forman una capa de limo.
• El enverdecimiento de los embutidos próximo a la tripa por producción de peroxido por lacto bacilo.
• Color gris por la acción de algunas bacterias.
• Formación de gas (dióxido de carbono) que hincha los embutidos
• La alteración mas frecuente es el agriado dando un repugnante olor especialmente en zonas próximas al hueso.

Almacenamiento

Debe almacenarse refrigerado a una temperatura menor de 5 grados para impedir su deterioro microbiano.

Ahumados

Se utiliza a menudo para la conservación del pescado, el jamón y las salchichas. El humo se obtiene por la combustión de madera, con una aportación limitada de aire. En este caso, parte de la acción preservadora se debe a agentes bactericidas presentes en el humo, como el metanal y la creosota, así como por la deshidratación que se produce durante el proceso. El ahumado suele tener como finalidad dar sabor al producto, además de conservarlo. La temperatura del ahumado varia entre 43 y 71 grado y el tiempo entre pocas horas y varios días.

Salazón

Se pueden usar otros métodos o combinaciones de métodos para conservar los alimentos. La salazón del pescado y el cerdo es una práctica muy antigua. La sal penetra en los tejidos y a todos los efectos, fija el agua, inhibiendo así el desarrollo de las bacterias que deterioran los alimentos. Se emplea como medio de preservación de pescados, carnes y vegetales con el objetivo de:

• Destruir muchos microorganismos
• Inhibir la acción catalítica de las enzimas que produzcan una descomposición lenta

Le confiere al producto actitud comercial por largo tiempo.

Modo de aplicación

Se le añade sal al alimento y esta extrae el liquido del mismo penetrando en los tejidos del alimento contrayendo el mismo.

La concentración de sal necesaria para inhibir el crecimiento de los microorganismos depende de:

• Ph
• Temperatura
• Contenido proteico
• Presencia de sustancias inhibidoras como los ácidos.
• Contenido acuoso.

Procedimiento

Salazón en seco: Cuando el alimento se pone en una cantidad suficiente de sal. Salazón por salmuera: Cuando se sumerge el alimento en una salmuera suficientemente concentrada.

Efectos indeseables de los productos salados

Ej pescados

• Enrojecimiento de la superficie que le da aspecto desagradable por el crecimiento bacteriano.
• Manchas moteadas que son de color café y llegan a cubrir toda la superficie por acción de un hongo.
• Contaminación por moscas cuando se esta en el proceso desecado
• Olor y sabor rancio por reacciones químicas

Importancia sanitaria

* Epidemiología. Estos métodos están encaminados a impedir el desarrollo de microorganismos o a destruirlos pero no siempre se logra y se han asociado con la aparición de brotes de ETA. *Microbiología. Estos productos no son estériles por lo que en mayor o menor grado existe la posibilidad de que si la materia prima este contaminada los microorganismos sobrevivan a los procesos de conservación entre los que se encuentran E coli, Salmonelas, proteus. La salazón no es un proceso bactericida sino bacteriostático para unas pocas especies de microorganismos.

Medidas de control

• Control higiénico de los productos desde la obtención de la materia prima hasta el consumo de los alimentos que reciben este tratamiento ya que muchos de ellos se consumen sin previa cocción y en otros las toxinas son resistentes al calor.
• En la fábrica: control de los manipuladores, de los vectores y de equipos y utensilios
• Control estricto de los tiempos y temperaturas del proceso así como de las concentraciones de soluciones e curas, empleo de aditivitos, nitritos y nitratos.

Método de conservación por liofilización o crío desecación

Se llama liofilización o crio desecación a la deshidratación al vacío. Es uno de los métodos más modernos. Se trata de una descongelación rápida, seguida de una sublimación del hielo realizada bajo vacío, en presencia de frío y en ocasiones de secante.

El proceso consiste en la deshidratación de una sustancia por sublimación al vacío. Consta de tres fases: sobré congelación, desecación primaria y desecación secundaria. La conservación de bacterias, virus u otros microorganismos fue su primera aplicación, pero en la actualidad se utiliza en medicina para la conservación de sueros, plasma y otros productos biológicos; en la industria química para preparar catalizadores, y en la industria alimentaría se aplica a productos tan variados como la leche, el café, legumbres, champiñones o fruta.

En esta industria es donde tiene mayor aplicación, pues ofrece ventajas tan importantes como la conservación y transporte fácil de los productos, la ausencia de temperaturas altas, la inhibición del crecimiento de microorganismos, ó la recuperación de las propiedades del alimento al añadirle el volumen de agua que en un principio tenía.

La conservación de los alimentos como medio para prevenir tiempos de escasez ha sido una de las preocupaciones de la humanidad. Para conseguir aumentar la despensa, la experiencia había demostrado, a lo largo de la historia, que existían muy pocos sistemas fiables. Sólo el ahumado, las técnicas de salazón y salmueras, el escabeche, y el aceite, podían generar medios que mantuvieran los alimentos en buen estado.

Ventajas

• El producto no sufre ninguna alteración química ni bacteriológica y las perdidas de la sustancia aromáticas son casi nulas.
• Características organolépticas sin variación durante largos periodos de tiempo (18 meses)
• Características organolépticas insuperables e indistinguibles de los alimentos frescos o recién cocinados.
• Reducciones de peso de acuerdo con el alimento entre 75 y 96%
• Reducciones de volumen hasta de 97% en relación con el alimento fresco en algunos casos.
• El aspecto del producto es bueno, ya que no se forman burbujas ni espumas cuando la tecnología ha sido correcta.
• Puede conservarse por tiempo prolongado a temperatura ambiente
• Abaratamiento de los costos de transporte
• Reducción de los costos de fabricación de envases así como los espacios de almacén y transporte..

Entre los alimentos que conservan por este método se encuentran carnes, pollos, vegetales, mariscos, sopas, café, costillas de puerco, hamburguesas, huevos, frutas, te, comidas precocinadas, leche, salsas etc. El secado de la fruta, el pescado o la carne es un excelente método de conservación. Reduce el volumen del producto en un 50%, y su peso en un 80%, por eliminación gradual del agua. La deshidratación impide el deterioro al inhibir el crecimiento de los microorganismos y reduce o detiene la actividad enzimática y las reacciones químicas. Los alimentos desecados se conservan casi indefinidamente, siempre y cuando no sean rehidratados.

Método de conservación por deshidratación

Consiste en eliminar al máximo el agua que contiene el alimento o reducir a menos del 13% su contenido, bien de una forma natural (cereales, legumbres) o bien por la acción de la mano del hombre en la que se ejecuta la transformación por desecación simple al sol (pescado, frutas.) o por medio de una corriente a gran velocidad de aire caliente (productos de disolución instantánea, como leche, café, té, chocolate ).

El secado se utilizaba ya en la prehistoria para conservar numerosos alimentos, como los higos u otras frutas. En el caso de la carne y el pescado se preferían otros métodos de conservación, como el ahumado o la salazón, que mejoran el sabor del producto. La liofilización, ideada a principios del siglo XX, no se difundió hasta después de la II Guerra Mundial. Limitada inicialmente al campo de la sanidad (conservación de medicamentos, por ejemplo), no se aplicó hasta 1958 al sector alimentario.

Es una técnica costosa y enfocada a unos pocos alimentos, como la leche, la sopa, los huevos, la levadura, los zumos de frutas o el café. Extracción de agua por evaporación o sea del estado liquido a altas temperaturas.

En estos métodos se emplea el aire caliente o vacío. El agua que contiene los componentes solubles se mueva a la superficie del alimento donde se evapora y deja un residuo de sus solutos en la superficie, esta migración produce una retracción del alimento y la formación de una cáscara endurecida en la superficie que impide o dificulta el secado, esto produce cambios de sabor, textura, y a veces perdida del valor nutritivo. Este método no cumple los requisitos deseados.

Métodos de conservación por calor

Su fin es la destrucción total de gérmenes patógenos y sus esporas. Las técnicas utilizadas para ello son: La Pasteurización y la Esterilización.

Esterilización

Consiste en colocar el alimento en recipiente cerrado y someterlo a elevada temperatura durante bastante tiempo, para asegurar la destrucción de todos los gérmenes y enzimas. Cuanta más alta sea la temperatura de esterilización menor será el tiempo. A 140º C el proceso dura solamente unos segundos.

El valor nutritivo de las conservas, debido a las condiciones de fabricación y el reducido tiempo de calor, es bastante óptimo, ya que no existe alteración de proteínas, carbohidratos ni lípidos. La vitamina C de las verduras se conserva en más del 50% y en el 95% en las frutas y zumos de frutas. Las vitaminas del grupo B se preservan en un 80% y las vitaminas liposolubles A, D, E y K, sensibles a la luz y al aire, quedan protegidas en los recipientes opacos y herméticos (los envases de vidrio, debido a que dejan pasar los rayos ultravioletas, perjudican a las vitaminas en su conjunto.

Proceso que destruye en los alimentos todas las formas de vida de microorganismos patógenos o no patógenos, a temperaturas adecuadas, aplicadas de una sola vez o por tindalización. (115 -130ºC durante 15 – 30 minutos). Si se mantiene envasado el producto la conservación es duradera. El calor destruye las bacterias y crea un vacío parcial que facilita un cierre hermético, impidiendo la recontaminación.

En un principio consistía en el calentamiento a baño maría o en autoclave de alimentos después de haberlos puesto en recipientes de cristal, como frascos o botellas. En el ámbito industrial alimentario se considera también como esterilización el proceso por el que se destruyen o inactivan la casi totalidad de la flora banal, sometiendo a los alimentos a temperaturas variables, en función del tiempo de tratamiento, de forma que no sufran modificaciones esenciales en su composición y se asegure su conservación a temperatura adecuada durante un período de tiempo no inferior a 48 horas.

La acidez es un factor importantísimo, cuanta más acidez, mejor conservación (frutas, tomate, col, preparados tipo ketchup, y algunas hortalizas ácidas), en algunos casos, ni siquiera necesita llegar a temperaturas de ebullición. Para asegurar la acidez (incluso tratándose de los alimentos anteriores, cuando son muy maduros) conviene añadir aproximadamente 2 cucharadas de zumo de limón, por cada 500 g de género.

En cambio, carnes, aves, pescados y el resto de las hortalizas, al ser muy poco ácidas, necesitan mayor temperatura, por lo que sólo es posible su esterilización en autoclave. De no alcanzar la temperatura precisa podrían contaminarse y producir botulismo, si se consumen. En general siempre se desechará cualquier conserva que presente olor, aspecto o sabor extraño.

Pasteurización

Es una operación consistente en la destrucción térmica de los microorganismos presentes en determinados alimentos, con el fin de permitir su conservación durante un tiempo limitado. La pasterización se realiza por lo general a temperaturas inferiores a los 100ºC. Cabe distinguir la pasterización en frío, a una temperatura entre 63 y 65ºC durante 30 minutos, y la pasterización en caliente, a una temperatura de 72 - 75ºC durante 15 minutos. Cuanto más corto es el proceso, más garantías existen de que se mantengan las propiedades organolépticas de los alimentos así tratados.

Después del tratamiento térmico, el producto se enfría con rapidez hasta alcanzar 4 - 6ºC y, a continuación, se procede a su envasado. Los productos que habitualmente se someten a pasterización son la leche, la nata, la cerveza y los zumos de frutas.

El pasteurizador consiste en un sistema continuo que comunica inicialmente vapor de agua o de radiaciones infrarrojas, mediante un intercambio de calor, a continuación el producto pasa a una sección en la que se mantiene la temperatura durante un tiempo dado, en la sección final del aparato se verifica el enfriamiento mediante otro sistema intercambiador de calor que, en este caso, se abastece primero de agua fría y finalmente de agua helada.

Este tipo de procedimiento se utiliza sobre todo en la leche y en bebidas aromatizadas con leche, así como en zumos de frutas, cervezas, y algunas pastas de queso. Estos productos se envasan en cartón parafinado o plastificado y en botellas de vidrio. Los alimentos pasteurizados se conservan sólo unos días ya que aunque los gérmenes patógenos se destruyen, se siguen produciendo modificaciones físicas y bacteriológicas.

Otros métodos de conservación

El azúcar, uno de los principales ingredientes de las mermeladas y las jaleas, es otro agente conservador. Para que el método sea eficaz, el contenido total de azúcar debe ser al menos de un 65% del peso total del producto final.

El azúcar, que actúa de un modo muy similar al de la sal, inhibe el crecimiento bacteriano una vez calentado el producto. Debido a su elevado grado de acidez, el vinagre (ácido acético) actúa como conservante en los encurtidos y otros productos calentados con antelación.

La fermentación producida por ciertas bacterias que generan ácido láctico es la base de la conservación del chucrut o col fermentada y las salchichas fermentadas. El benzoato de sodio, cuya concentración no puede exceder el 0,1%, se usa en productos derivados de la fruta para protegerlos contra las levaduras y los mohos.

El dióxido de azufre, otro conservante químico, ayuda a mantener el color de los alimentos deshidratados. El propionato de calcio se añade a veces a los productos de repostería y panadería para inhibir el crecimiento de hongos.

Otro método que está en estudio es la conservación de frutas y verduras por un tratamiento anaeróbico inmediato de los alimentos con gases como el dióxido de carbono, el monóxido de carbono y el nitrógeno. También está en estudio el tratamiento de productos envasados esterilizados como la leche.

Debido a la creciente preocupación por el uso de productos químicos que pueden ser tóxicos, podrían utilizarse radiaciones ionizantes en su lugar. La irradiación retarda la maduración de la fruta y la verdura, inhibe la germinación en bulbos y tubérculos, desinfecta el grano, los cereales, las frutas frescas y secas, y elimina los insectos de las verduras; también destruye las bacterias en la carne fresca. No obstante, la preocupación del público acerca de la seguridad de la radiación ha limitado su uso a gran escala.

• Control de hongos: Cuando los granos son atacados por hongos producen efectos nocivos como:

1. Disminución del poder germinativo
2. Decoloración parcial o total del grano
3. Calentamiento de la masa de granos
4. Cambios bioquímicos
5. Producción de toxinas
6. Pérdida de peso

Los hongos se pueden clasificar en dos clases:

- Hongos de campo: En este grupo se encuentran el Fusarium, Alternaría y Cladosporium. Son causantes de la pérdida del poder germinativo de las semillas, afectan su color y apariencia en general.

- Hongos de Almacén: Los principales son Aspergillus y el Penicillium, generalmente están en los granos antes de la cosecha.

Medidas de control: Para la prevención del ataque de hongos en granos de cereales se emplean métodos físicos y químicos.

 

Almacenaje y conservación de granos.

El incorporar aluminio silicato a razón de 25 Kg/Tonelada de grano, reduce en gran medida los efectos dañinos provocados por aflotoxina producidas por los hongos presentes en los granos, al adsorber más de un 60%de las mismas.

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Hongos de granos almacenados.

Desde tiempos antiguos, las pérdidas por hongos en los granos almacenados han sido una de las causas principales de los graves problemas alimentarios mundiales. Los daños que estos microorganismos causan en los granos son:

1. Reducción del poder germinativo

2. Ennegrecimiento de embriones y también del grano

3 .Calentamiento

4 .Pérdida de peso

Algunos investigadores, separan a estos hongos que invaden los granos almacenados en dos grupos según su Disposición en el grano : Microflora externa y Microflora interna, otros, sin embargo, lo hacen de acuerdo al momento en que estos hongos invaden el grano agrupándolo en hongos de campo y hongos de almacén (Cuadro 2).

Los representantes más importantes de los hongos son los géneros: Alternaria, Cladosporium, Helmintosporium y Fusarium. Todos estos no tienen una real importancia en las pérdidas de grano. El segundo grupo, los hongos de almacén, es el que provoca la mayor parte de las pérdidas. En este grupo se incluyen dos géneros de real importancia: Aspergillus y  Penicillium, existiendo otros géneros que no son de gran importancia agronómica.

El género Aspergillus tiene como hongos de almacén, unas doce especies de las cuales unas cinco son las más frecuentes, estas son: Aspergillus candidus, A. flavus, A. flumigatue, A. glaucus y A. níger

.

Penicillium sólo cuenta con unas cuatro especies, entre los que destacan P.cyclopium, P. martesii.

Las condiciones de almacenaje que están limitando el ataque de los granos por hongos son:

1. El contenido de humedad del grano

2. La temperatura

3. El periodo de tiempo de almacenaje

4. El grado de invasión por hongos que tenía el grano antes de ser almacenado

5. Materiales presentes en el grano.

Factores que afectan el almacenamiento de los granos de cereales

Daños físicos y Químicos

• Factores físicos los factores físicos que más afectan la calidad de los cereales en almacenamiento son la humedad relativa y la temperatura.

Humedad de equilibrio y humedad relativa del aire: como es sabido los granos de cereales absorben o liberan humedad (o sea que son higroscópicos), la humedad de equilibrio se obtiene al someter los granos en un medio ambiente específico por un periodo de tiempo determinado, esta humedad depende el tipo de grano, de la temperatura y de la humedad relativa del aire que circula (HR). Es así que si el contenido de humedad del grano es alto, mucho mayor al contenido de humedad de equilibrio para un medio dado, la semilla libera humedad, en caso contrario si el contenido de humedad del grano es menor, entonces absorbe humedad del aire. Por ejemplo cuando la humedad relativa del aire es mayor al 75%, la humedad en los granos aumenta rápidamente, mientras en sitios de clima seco en donde la humedad relativa está por debajo, el contenido de humedad de los granos, se ve poco afectado.

Temperatura: cuando la temperatura del medio se calienta, favorece la disminución de la humedad de equilibrio en los granos. Es así entonces que el contenido de humedad de los granos se ve afectado por el aumento de la temperatura, esto siempre y cuando la HR se mantenga estable. Es necesario tener en cuenta que la temperatura y la HR, son variables independientes, es decir cuando aumenta una, disminuye la otra.

• Factores químicos: el oxígeno y el gas carbónico afectan reciamente a los granos almacenados, como se explicó los granos de cereales son organismos vivos que continúan con los procesos respiratorios, generando energía, que es utilizada en los procesos metabólicos. Además provocan un cambio en el volumen y la apariencia de los granos como son las porosidades.

• Factores bióticos: dentro de este grupo de factores están los ocasionados por insectos y microorganismos a la masa de granos de cereales en almacenamiento. La generación de hongos, bacterias e insectos se ve relacionada con la temperatura de almacenamiento y la HR

Otros factores que afectan el almacenamiento de los granos:

• Características genéticas de la especie: la longevidad de los granos de cereales durante el almacenamiento varía de una especia a otra, dentro de la misma especie, de un lote a otro y dentro del mismo lote. Es así como los cereales de más alta longevidad son, la cebada y la avena, los de longevidad media, el maíz y el trigo y de longevidad baja el centeno.; al igual, el maíz blanco o amarillo es más resistente en periodos largos de almacenamiento mientras que el maíz dulce no, presentando problemas durante el almacenamiento.

• Historia precosecha del cultivo. El almacenamiento por excelente que sea, no mejora las características de calidad de los granos, esto debido a que los granos antes de la cosecha se ven sometidos a una serie de factores que van en detrimento de la calidad. Para obtener buenos resultados durante el almacenamiento, es necesario almacenar granos maduros, con bajo porcentaje de granos afectados por daños mecánicos o por patógenos, al igual no deben almacenarse granos sometidos a temperaturas y humedad excesiva durante la maduración y cosecha.

• Grado de madurez: los granos fisiológicamente maduros, se almacenan mejor ya que sus atributos de tamaño, peso, vigor y germinación han sido alcanzados, si los granos no presentan los anteriores parámetros de calidad antes del almacenamiento, se darán pérdidas significativas del producto.

• Vigor: este factor es determinante en la conservación de los granos en el almacenamiento. A mayor vigor, mayor será el periodo de almacenamiento.

• Daños mecánicos y por patógenos: la mala manipulación de los granos, ocasiona un detrimento de la calidad, ocasionando hendiduras, magulladuras y otros, que no sólo bajan el vigor y dan origen a otras plántulas, sino que además favorecen la aparición de hongos y permiten el ataque de insectos.

Degradación de compuestos en el alimento

El proceso respiratorio consiste en el intercambio de gas carbónico y oxígeno. Existen dos tipos de respiración:

• Proceso respiratorio bajo condiciones aeróbicas o respiración aeróbica, es considera aquella que se realiza en presencia de oxigeno del aire, en donde las células vivas de los productos vegetales oxidan los carbohidratos utilizando el oxígeno produciendo gas carbónico y agua, liberando energía en forma de calor. Reacción general:

• Proceso respiratorio bajo condiciones anaeróbicas o respiración anaeróbica. Se presenta la oxidación en ausencia de oxígeno, generándose menos cantidad de energía, con formación de alcohol (etanol). En este proceso las células no reciben el oxígeno del exterior sino que se obtiene de la propia célula.
  

El proceso respiratorio va acompañado por algunos cambios tanto en las características químicas y físicas, de acuerdo a las reacciones tanto aerobias como anaerobias. Alguno de los factores que afectan la velocidad del proceso respiratorio son:

• La temperatura
• Composición de la atmósfera
• Contenido de Humedad del grano
• Desarrollo de hongos

Los Microorganismos y los  alimentos como beneficiarse Habitualmente, los microorganismos tienen mala fama. Se los asocia a las enfermedades y al deterioro de los alimentos. Sin embargo, cumplen muchas funciones beneficiosas para otros seres vivos y el ambiente. Además, el hombre ha aprendido a aprovecharlos en beneficio propio. Por ejemplo, en la producción de alimentos. La biotecnología alimentaria tradicional utiliza ampliamente los microorganismos, que intervienen en diferentes etapas de las producción del alimento. Son esenciales para la producción de muchos alimentos, como el vino, la cerveza, panificados, productos lácteos, entre otros. En muchos de estos productos los microorganismos hacen su función durante el proceso de producción, pero no están presentes como células vivas en el producto alimentario. En otros, los microorganismos están presentes en el producto, como en muchos productos lácteos. Los microorganismos se usan también ampliamente para producir suplementos y aditivos (por ej. vitaminas, conservantes, aromatizantes y colorantes naturales), o aditivos para el procesado, como las enzimas. Las enzimas purificadas a partir de microorganismos se utilizan para producir ingredientes como el jarabe de maíz rico en fructosa. Muchos microorganismos, que tienen una larga tradición de utilización en la industria alimentaria, se han modificado mediante técnicas tradicionales de mutagénesis y de selección. Esto ha permitido un uso cada vez más eficiente y controlado de los microorganismos. Además, en los últimos años se han desarrollado las herramientas para poder mejorarlos por técnicas de ingeniería genética, lo que ha hecho aún más eficiente su aprovechamiento. Los Microorganismos como seres formadores del futuro La definición clásica de microorganismo considera que es un organismo microscópico constituido por una sola célula o agrupación de células. Se consideran como tales a las bacterias, los hongos (levaduras y hongos filamentosos muy pequeños), e incluye también a los virus, aunque la estructura de ellos es más simple y no llega a conformar una célula. Bacterias. La célula procariota típica de una Eubacteria posee pared celular, membrana citoplasmática y el citoplasma sin organelas ni divisiones, en el cual el material genético (un solo cromosoma circular) se encuentra suelto en el citoplasma ya que no existe envoltura nuclear, en una región conocida como nucleoide. Algunas especies contienen plásmidos, que son pequeñas moléculas circulares de ADN  que suelen codificar para genes que le otorgan a la bacteria ciertas ventajas adaptativas, como por ejemplo: enzimas que le permiten degradar distintas fuentes de carbono, enzimas que producen antibióticos o incluso otras enzimas que le permiten tolerar la presencia de ciertos antibióticos. Entre las especies bacterianas de interés industrial están las bacterias del ácido acético, Gluconobacter y Acetobacter que pueden convertir el etanol en ácido acético, principal componente del vinagre. Las bacterias del ácido láctico incluyen, entre otras, las especies de los géneros Streptococcus, Lactobacillus y Leuconostoc que producen yogur y queso. Hongos Las levaduras son organismos eucariontes, y como tales tienen el material genético en el núcleo, cuentan con organelas y sistema de membranas (mitocondrias, retículos, etc), y tienen pared celular. La levadura más conocida y utilizada para la mayoría de los procesos fermentativos es Saccharomyces cerevisiae (ver Cuaderno 50). Con ella se produce el pan, el vino y la mayoría de las demás bebidas alcohólicas Existen otros tipos de hongos asociados a los alimentos y que no son levaduras. Se trata de los hongos filamentosos, pluricelulares que presentan regiones del cuerpo diferenciadas. Sus células son eucariontes, con pared celular.  Dentro del grupo de los hongos filamentosos se encuentran aquellos que son fuente de enzimas comerciales (amilasas, proteasas, pectinasas), ácidos orgánicos (cítrico, láctico), quesos especiales (Camembert, Roquefort) y de las setas. Uso de microorganismos a escala industrial para la alimentacion El uso de microorganismos para la obtención de alimentos es una de las aplicaciones más antiguas de la biotecnología. En la actualidad se han ido seleccionando las mejores cepas y se han desarrollado grandes industrias y economías en base a ellos. Ya sea bacteria o levadura, existen varias características que debe cumplir un microorganismo para su uso en la industria: • El tamaño de la célula debe ser pequeño para facilitar el intercambio de sustancias con el entorno y permitir, de esta forma, una elevada tasa metabólica. • Producir la sustancia de interés. • Estar disponible en cultivo puro. • Ser genéticamente estable. • Crecer en cultivos a gran escala. • Crecer rápidamente y obtener el producto deseado en un corto período de tiempo. • No ser patógeno para el hombre o para los animales o plantas. • El medio de cultivo debe estar disponible en grandes cantidades y ser relativamente barato. La fermentación proceso para el aprovechamiento de las levaduras El proceso común que interviene en la fabricación del pan, el vino y los quesos (por citar sólo algunos alimentos), es la fermentación que realizan los microorganismos presentes en la materia prima. El término fermentación es entendido de forma distinta en el contexto de la biología celular que en el contexto industrial. En el sentido biológico la fermentación es un proceso de obtención de energía en condiciones anaeróbicas (ausencia de oxígeno) que puede generar como producto final ácido láctico (fermentación láctica, por las bacterias ácido-lácticas) o etanol (fermentación alcohólica por levaduras). La reacción de la fermentación láctica sería: Glucosa --------->  Ácido Láctico + energía + H2O La reacción de la fermentación alcohólica sería: Glucosa ------->  Etanol + energía + CO2 En el contexto industrial, se denomina fermentación a un proceso microbiano a gran escala, tanto si se realiza en condiciones aeróbicas como anaeróbicas. Bacterias productoras de queso La elaboración del queso consta de varias etapas, que comienza con la pasteurización de la leche. Luego se agrega el fermento que contiene las bacterias lácticas, y se deja madurar la leche. Como consecuencia de la fermentación, en la cual las bacterias degradan el azúcar de la leche (lactosa), se obtiene ácido láctico. El ácido láctico desnaturaliza las proteínas de la leche (fundamentalmente caseína) que precipitan arrastrando con ellas la grasa. Además, produce acidez que inhibe el desarrollo de gérmenes indeseables, incluyendo los potencialmente patógenos. Una vez que las proteínas de la leche han coagulado, el cuajo obtenido se calienta y se exprime para eliminar la porción acuosa de la leche (suero), se sala y se somete a un proceso de maduración (salvo en el caso de los quesos blandos no madurados). La producción de cuajo se puede realizar también añadiendo quimosina, un enzima que se extrae del estómago de los terneros, pero que en la actualidad es producida por microorganismos modificados genéticamente. Cada tipo de queso es elaborado por distintas cepas de bacterias. El fermento utilizado tiene una importante función en el desarrollo de sabor, aroma y textura de los quesos. Algunas bacterias lácticas generan como producto de la fermentación de la lactosa dióxido de carbono (además de ácido láctico). Ese gas es el responsable de los “ojos” de los quesos de pasta semidura como el Gruyere y Pategras, y también facilita la abertura de la masa en quesos como el Roquefort o el Camambert, lo cual es necesario para permitir el crecimiento del hongo Penicilium (P. rocheforti y P. Camamberti, respectivamente) que le otorga las características peculiares a estos quesos. Levaduras en la producción de bebidas alcohólicas La fermentación a gran escala por acción de las levaduras es responsable de la producción de alcohol para fines industriales y de bebidas alcohólicas. Las bebidas alcohólicas más importantes que se producen industrialmente con intervención de las levaduras son el vino (fermentación de zumo de uvas), la sidra (fermentación del zumo de manzana), la cerveza (fermentación de cereales malteados), y bebidas destiladas producidas por condensación del alcohol proveniente de la fermentación. En todos estos procesos se utilizan levaduras del tipo Sacharomyces cerevisiae, que es la misma que se utilizaba en la antigüedad para el mismo fin. Desde entonces, las levaduras han sido cultivadas en laboratorio durante tanto tiempo que se han ido seleccionando y mejorando cepas según distintas propiedades. Por ejemplo, la mayoría de los zumos de frutas sufren una fermentación natural causada por levaduras “silvestres” que están presentes en la misma fruta. De estas fermentaciones naturales se han seleccionado levaduras para una producción más controlada y hoy en día la producción de bebidas alcohólicas es una gran industria extendida por todo el mundo. En la actualidad también es posible mejorar este tipo de levadura por técnicas de ingeniería genética, con el objetivo de obtener un producto de mejor calidad. La fabricación de cerveza. La cerveza se obtiene por fermentación de cereales malteados. Las levaduras no pueden fermentar directamente el almidón de los cereales, por lo tanto primero se prepara la malta  con los granos de cereal y enzimas que digieren el almidón de los granos y lo convierten en azúcar.  La obtención del líquido fermentable a partir del cual se fabrican las cervezas se prepara en un proceso denominado amasado, en el cual los cereales se cuecen y dejan macerar a temperatura templada. Dependiendo de los cereales utilizados, la temperatura y el tiempo de amasado, se obtendrán productos finales con distintas características. A los cereales se le agrega también lúpulo, que da el aroma y el sabor amargo, y actúa como antiséptico impidiendo su alteración. Durante el período de calentamiento, las enzimas de la malta digieren los almidones y liberan azúcares simples que son fermentados por las levaduras. Después de cocido, este mosto de cerveza es filtrado y sometido a varios procesos físicos y químicos para llegar al espumoso producto final. Las levaduras que se utilizan habitualmente en la producción de cerveza se denominan Saccharomyces carlsbergensis y Saccharomyces cerevisiae. La elaboración del vino. Existe un gran número de vinos diferentes y su calidad y características varían considerablemente. Las levaduras implicadas en la fermentación del vino son de dos clases: las “silvestres” que se encuentran en las uvas (tal como se cosechan) y se transfieren por lo tanto al mosto, y la levadura de vino cultivada, Saccharomyces ellipsoideus, que se añade al mosto para comenzar la fermentación. Mientras la levadura silvestre tolera hasta un 4% de alcohol, la cultivada tolera mayores porcentajes. Dependiendo del tipo de uva que se utiliza y de cómo se prepare el mosto (el zumo obtenido luego de aplastar las uvas), se producirá vino blanco o tinto y las distintas variedades de uvas darán origen a distintos tipos de vinos blancos y tintos. El vino espumoso, como el champán, es el que contiene una cantidad considerable de dióxido de carbono que surge de la fermentación final que realiza la levadura dentro de la botella, que son de gran utilidad. Levaduras en la elaboración del pan Existe constancia de la fabricación de pan y de la utilización de levaduras desde el año 2300 a. C. en que los egipcios descubrieron de forma casual el proceso de la fermentación. A partir de este descubrimiento, la fabricación de pan se convirtió en un oficio que se fue extendiendo por todo el mundo. La especie de levadura que más veces se utiliza para la fermentación del pan normal es Saccharomyces cerevisiae, aunque se utilizan también otros microorganismos para influir sobre el aroma y sabor del pan. Los más frecuentes son bacterias del género Lactobacillus y otras levaduras (Saccharomyces pastorianus, Saccharomyces ellipsoideus, Mycoderma cerevisiae, Torula utilis) y muchas otras con las que se obtienen diferentes resultados. El proceso que ocurre en la elaboración del pan es también una fermentación alcohólica. Utilizando los componentes de la harina, la levadura fermenta expulsando al medio dióxido de carbono y alcohol. El alcohol obtenido se evapora en el momento del horneado del pan, y el dióxido de carbono desprendido de dicha fermentación, en vez de convertirse en burbujas como en el champán o en la cerveza, es el responsable de los agujeritos y aspecto esponjoso de la miga del pan. Microorganismos modificados genéticamente Desde la década de 1990 se están empleando y se están desarrollando microorganismos modificados genéticamente que podrían favorecer a la industria alimenticia.  Entre ellos: • Llevaduras de pan que hacen que la masa leve más rápido, • Levaduras capaces de utilizar de mejor forma los carbohidratos presentes en las materias primas convencionales. Las levaduras modificadas genéticamente para metabolizar un amplio espectro de azúcares también ayudan a reducir los niveles de desechos contaminantes en los efluentes de las industrias. • Bacterias lácticas (que se adicionan al yogurt), que permitan mantener un yogurt fresco durante muchas semanas sin el riesgo de que se vuelva ácido o amargo. • Cultivos modificados que protejan a los alimentos de la acción de otras bacterias que podrían provocar el envenenamiento de los alimentos. • Cultivos lácteos iníciales que producen compuestos saborizantes para resaltar el sabor del alimento, y capaces de resistir la contaminación viral que arruina la producción de lácteos.