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FACTORES INTRÍNSECOS Y EXTRÍNSECOS QUE AFECTAN EL CRECIMIENTO DE…
FACTORES INTRÍNSECOS Y EXTRÍNSECOS QUE AFECTAN EL CRECIMIENTO DE MICROORGANISMOS EN LOS ALIMENTOS
FACTORES INTRÍNSECOS
Son parte de los tejidos animal y vegetal
Potencial redox (Eh)
Con base a sus requerimientos de oxígeno se clasifican en:
1. Aerobios:
crecen en presencia de O2
2. Anaerobios estrictos:
crecen en ausencia de O2 (
Clostridium
)
3. Anaerobios facultativos:
pueden crecer con o sin oxígeno.
Aerobios estrictos:
Agente causal del botulismo y son formadores de esporas.
Anaerobios facultativos:
Hongos unicelulares.
Saccharomyces cerevisiae
. Es utilizada en la producción de cerveza debido a su capacidad de generar dióxido de carbono y etanol.
El potencial redox interviene en el crecimiento de microorganismos
. Son reacciones en donde hay una transferencia de electrones desde un donador a un aceptor de electrones.
Potencial elevado
• Favorece el crecimiento de microorganismos aerobios aunque permite el crecimiento de los facultativos.
Potencial bajo
• Favorece el crecimiento de los microorganismos anaerobios y facultativos.
Potencial de oxido-reducción de algunos alimentos:
Contenido nutrimental
Para su crecimiento requieren:
• Agua
• Energía
• Nitrógeno
• Vitaminas
Según su requerimiento se clasifican en:
Bacterias gram-negativas
Bacterias gram- positivas
Levaduras
Hongos
Consiguen su energía a través de los azúcares, nitrógeno y vitaminas (sobre todo la B12).
Las bacterias gram negativas y los hongos son capaces de sintetizar la mayor parte de sus requerimientos.
pH
Es la concentración de iones de H+ y expresa la
acidez
o
alcalinidad
de una solución.
La acidez o alcalinidad se expresa en una escala en la que la
neutralidad es pH 7
.
•
pH > 7: alcalinos
•
pH < 7: ácidos
La concentración de iones de H+ influye en:
La velocidad de multiplicación de los microorganismos
La cantidad de microorganismos que sobreviven en los alimentos durante su almacenamiento.
El pH del citoplasma de los microorganismos es
neutro
, por lo tanto cuando los microorganismos están presentes en un ambiente con un pH bajo deben evitar la entrada de H+ o sacar H+.
Con base en el
pH óptimo de crecimiento
, los microorganismos se clasifican en 3 grupos:
1. Acidófilos:
Crecen de manera óptima a pH bajo. Se desarrollan entre un pH de 1.0 y 5.5.
2. Neutrófilos:
Se desarrollan a un pH de entre 5.5 - 8.5. El pH intracelular debe permanecer neutro.
3. Alcalófilos:
pH óptimo de crecimiento entre 7.5 y 11.5. La mayoría del género
Bacillus
pH óptimo para el crecimiento de microorganismos:
•
Bacterias: 6.7-7.5
•
Levaduras: 4.0-6.5
•
Hongos: 4.5-6.8
La carne es más susceptible al deterioro microbiano por su pH elevado. El pH normal de la carne:
5.5-5.7
.
Clasificación de alimentos según su acidez:
Constituyentes antimicrobianos
Algunos alimentos presentan compuestos naturales que los protegen del ataque de microorganismos.
Contienen aceites esenciales aromáticos con
propiedades antimicrobianas
Entre los compuestos antimicrobianos se encuentran:
1. Carvacrol:
• Inhibe bacterias patógenas;
Listeria mocoytogenes
y
Campylobacter jejuni
• Inhibe la formación de esporas de
Clostridium perfringens
en carne molida cocinada y el crecimiento de
E. coli
2. Aceite esencial:
• Efecto bactericida en bacterias gram positivas:
Staphylococcus aureus
• Desnaturaliza las proteínas y rompe la membrana liberando ATP de la célula.
3. Ácidos fenólicos:
• Inhiben crecimiento de
L. monocutogenes, S. aureus, S. Typhorium
y
Bacillus cereus
4. Eugenol
• Actividad bactericida:
S. typhi.
• Al romper la membrana citoplasmática, incrementando su permeabilidad
5. Fosfopeptidos derivados de la caseína
• Inhibe crecimiento de
E. coli
El ajo (
Allium sativum
), ha mostrado actividad antimicrobiana debido a uno de sus compuestos llamado
alicina
Antimicrobianos naturales considerados GRAS
Modo de acción de los antimicrobianos naturales
Aw (Actividad de agua)
Es uno de los factores más importantes porque:
•
Bacterias:
no crecen con Aw < 0.90
•
Mohos:
dejan de crecer con Aw < 0.70
Los microorganismos necesitan agua en una forma disponible para crecer y llevar a cabo sus funciones metabólicas.
La disponibilidad de agua se mide por medio de la actividad de agua (Aw).
La Aw de un alimento disminuye al aumentar la concentración de solutos en la fase acuosa de los alimentos.
Cuando la actividad de agua desciende por debajo del valor óptimo se produce
alargamiento de la fase lag de crecimiento
, por ende hay disminución de microorganismos.
La
Aw mínima
para el crecimiento de diferentes microorganismos es la siguiente:
•
Bacterias: 0.90 Aw
•
Levaduras: 0.80 Aw
•
Hongos: 0.70 Aw
La
Aw mínima para el crecimiento de bacterias es la siguiente:
•
Clostridium botulinum
: 0.97 Aw
•
E. coli
: 0.96 Aw
•
S. aureus
: 0.86 Aw
Se puede disminuir la Aw para prevenir el crecimiento microbiano al agregar sal o azúcar y por medio del secado de alimentos.
Estructuras biológicas
Cubiertas naturales de los alimentos que los protegen del crecimiento bacteriano.
FACTORES EXTRÍNSECOS
Son propiedades del ambiente
Humedad del ambiente
Se relaciona con la Aw.
Si un alimento tiene una Aw de 0.60 es importante que esté almacenado en condiciones adecuadas que no adquiera humedad del aire
Presencia y concentración de gases
CO2 y Ozono (O3)
Tienen actividad antimicrobiana
Se utiliza para controlar microorganismos
Temperatura
Temperaturas cardinales:
temperatura mínima de crecimiento, temperatura óptima de crecimiento y temperatura máxima de crecimiento
En función de sus temperaturas óptimas de crecimiento se clasifican en:
1. Termófilas
• Crecen entre 40ºC y 90ºC
• Temperatura óptima de 55ºC a 75ºC.
2. Mesófilas
• Crecen entre 5ºC a 47ºC
• Temperatura óptima de 30ºC a 45ºC
3. Psicrófilas
• Crecen entre 5ºC a 20ºC
• Temperatura óptima de 12ºC a 15ºC
4. Psicrótrofas
• Crecen entre 5ºC a 35ºC
• Temperatura óptima de 25ºC a 30ºC
Los microorganismos
extremófilos
crecen a Tº muy bajas y muy altas.
La mayoría de los m.o mesófilos son patógenos.
Se encuentran ampliamente distribuidos en la naturaleza.
Clasificación de microorganismos
Tratamientos con frío
Producen una disminución de la velocidad de todos los proceso químicos, metabólicos y del crecimiento de microorganismos
Congelación
• Permite la conservación a largo plazo
• Consiste en convertir el agua de los alimentos en hielo con gran rapidez y en almacenarlos a temperaturas muy bajas.
• Detiene el crecimiento de bacterias, pero
no elimina bacterias
• La temperatura de congelación es de
-18ºC
Tratamientos con calor
• Escaldado
• Pasteurización: aumenta la temperatura del alimento a
72ºC
durante algunos segundos y enfriarlo rápidamente a
4ºC.
Se utiliza en leche, quesos, cerveza. No afecta negativamente el sabor ni el calor.
• Esterilización
Es un sistema seguro, pero destructor nutricionalmente.
Presencia y actividad de otros microorganismos
Competencia por nutrientes
Sitios de adhesión
Producción de metabolitos que inhiben a microorganismos patógenos