Presentación de PowerPoint - FCQ

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE CHIHUAHUA
FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS
Dr. Iván Salmerón
María A. Anaya Castro
9 de mayo de 2011
• El uso de temperaturas elevadas para conservar
alimentos se basa en sus efectos destructores en los
mo.
• TEMPERATURAS
ELEVADAS: cualquier temperatura
que sea superior a la temperatura ambiental.
Con respecto a la conservación de alimentos
hay 2 temperaturas de uso habitual:
• Temperaturas de pasteurización
• Temperaturas de esterilización
PASTEURIZACIÓN
• Mediante el uso de calor implica la destrucción
de todos los mo que producen enfermedades,
o la destrucción o reducción de todos los mo
que alteran determinados alimentos.
• La pasteurización de la leche se consigue por
calentamiento de la siguiente manera:
TEMPER
ATURA
TIEMPO
63 °C
30 min (LTLT)
72 °C
15 s (HTST)
89 °C
1s
90 °C
0.5 s
94 °C
0.1 s
100 °C
0.01 s
• T de pasteurización son suficientes para destruir
todas las levaduras, mohos, bacterias Gram + y
Gram -.
• Los dos grupos de organismos que sobreviven a la
pasteurización de la leche se incluyen en uno de
estos dos grupos:
1. Termodúricos
2. Termófilos
Mycobacterium tuberculosis es el patógeno
más resistentes al calor que puede
transmitirse por la leche cruda y se
destruye en 15 min a 60° C.
Coxiella burnetti, agente causal de la fiebre
Q, se encuentra a veces en la leche, es
más
resistente
al
calor
que
Mycobacterium tuberculosis por lo que la
pasteurización de la leche se realiza:
• A 62,8° C durante 30 minutos
• A 71,7° C durante 15 segundos
http://elejercicioessalud.word
press.com/2010/10/04/tuberc
ulosis-pulmonar-2/
http://estetoscopios.blog
spot.com/2009/07/quees-la-fiebre-q.html
• ORGANISMOS
TERMODÚRICOS:
capaces de
sobrevivir a la exposición de temperaturas
relativamente elevadas.
• Generalmente
pertenecen
Streptococcus y Lactobacillus.
a
Streptococcus thermophilus
http://www.allposters.es/sp/Streptococcus-ThermophilusBacteria-Some-Undergoing-BacterialFission-Posters_i6010360_.htm
los
géneros:
• ORGANISMOS TERMÓFILOS:
no solo sobreviven a T
relativamente elevadas sino que para su
crecimiento y actividades metabólicas necesitan T
elevadas.
• Los géneros Bacillus y Clostridium contienen los
termófilos de importancia máxima en los alimentos.
Clostridium botulinum
http://www.madrimasd.
org/blogs/salud_public
a/2007/10/23/77167
ESTERILIZACIÓN
• Destrucción de todos los mo viables . Los productos
son tratados deben mantenerse fuera del contacto
con el aire y otros alimentos capaces de
contaminarse nuevamente.
• Este proceso de conservación está relacionado con
aquellos alimentos cuya finalidad es acabar en un
contenedor hermético (latas, frascos) para su
posterior almacenaje.
• A los alimentos enlatados a veces se les califica de
«comercialmente estériles»
• El tratamiento de la leche y productos lácteos se
puede conseguir mediante el uso de temperaturas
ultra elevadas (UHT).
• Puesto que son comercialmente estériles, pueden
ser almacenadas a temperaturas ambientales
durante un tiempo de incluso 8 semanas sin cambios
de sabor.
FACTORES QUE AFECTAN LA TERMORRESISTENCIA DE LOS MO
Factores o parámetros de los mo y su medio en
cuanto a sus efectos en la destrucción térmica:
• AGUA:
La termorresistencia de las células
microbianas aumenta cuando disminuyen la
humedad, la hidratación, o la aw.
• GRASA: En presencia de grasas hay un aumento
general de la termorresistencia de algunos mo.
A este fenómeno se le
denomina protección
por la grasa y se
supone que aumenta
la
termorresistencia
afectando
directamente
al
contenido
de
humedad
de
las
células.
• SALES: su efecto en la termorresistencia es variable y
dependiente de la clase de sal y concentración.
• Es posible que algunas sales disminuyan la aw y
aumentan la termorresistencia, mientras que otras
aumentan la aw (Ca 2+ y Mg 2+) y, por consiguiente
aumentan la sensibilidad al calor.
• CARBOHIDRATOS: La presencia de azúcar produce
un aumento en la termorresistencia de los mo.
Este efecto es debido, en parte, a la disminución de
aw causada por concentraciones elevadas de
azucares.
• PROTEÍNAS: tienen un efecto protector en los mo.
• Los alimentos ricos en proteínas deben ser sometidos
a un tratamiento térmico de mayor intensidad que
el que se aplica a los alimentos con contenido de
proteínas bajo.
• NÚMEROS
DE ORGANISMOS: cuanto mayor el
numero de organismos, mayor es el grado de
termorresistencia.
• El mecanismo de protección frente al calor por
poblaciones microbianas numerosas es debido a la
producción de sustancias protectoras excretadas
por las células.
• EDAD DE LOS ORGANISMOS: Las células bacterianas
tienden a ser resistentes al calor mientras se
encuentran en la fase estacionaria de crecimiento
(células viejas) y menos resistentes durante la fase
logarítmica.
• TEMPERATURA DE CRECIMIENTO: La termorresistencia
de los mo tiende a aumentar
temperatura de incubación aumenta.
cuando
la
• Se averiguó que Salmonella Senftenberg cultivada a
44°C era 3 veces más resistente que los cultivos
crecidos a 35°C.
• COMPUESTOS INHIBIDORES:
una disminución de la
mayoría de los mo ocurre cuando el calentamiento
tiene lugar en la presencia de antibióticos
termorresistentes,
SO2
y
otros
inhibidores
microbianos.
• Anadir
inhibidores a los alimentos antes del
tratamiento térmico reduce la cantidad de calor
que sería necesaria si se usase solo.
• TIEMPO Y TEMPERATURA: a mayor T, mayor es el
efecto destructor del calor.
• A medida que aumenta la T, disminuye el tiempo
necesario para conseguir el mismo efecto.
• EFECTO DE LOS ULTRASONIDOS: la exposición de
endosporas bacterianas inmediatamente antes o
durante el calentamiento se traduce en una
disminución de la termorresistencia de las esporas.
TERMOSRRESISTENCIA RELATIVA DE LOS MO
• La termorresistencia está relacionada con su T
optima de crecimiento:
Termosensibilidad
Psicrofilos
Bacterias
esporógenas
Mesófilos
Termófilos
Bacterias
asporógenas
Termorresistencia
Esporógenas
termófilas
Gram +
Esporógenas
mesófilas
Gram Cocos
Bacilos
asporógenos
DESTRUCCIÓN TERMICA DE MICROORGANISMOS
• Con el fin de comprender mejor la destrucción
térmica de los microorganismos con respecto a la
conservación y enlatado de alimentos, es necesario
comprender algunos principios básicos relacionados
con esta tecnología.
•A
continuación se describen
conceptos mas importantes.
algunos
de
los
TIEMPO DE MUERTE TÉRMICA (TDT)
• Tiempo necesario para destruir un numero dado de
mo a una determinada temperatura.
• PUNTO DE MUERTE TÉRMICA: T necesaria para destruir
un numero dado de mo en un tiempo fijado (10 min)
Método para determinar TDT
• Mediante este método, la T es cte. y se determina el
tiempo necesario para destruir todas las células.
• Método del tubo, de la lata, del tanque, del matraz,
del termorresistometro, tubo abierto y del tubo
capilar.
• El proceso general:
Situar núm. conocido
de
células/esporas en recipientes
cerrados herméticamente.
Poner organismos en
un baño de aceite y
se
calientan
el
tiempo deseado.
La muerte se define como la
incapacidad de los organismos
para formar una colonia visible.
Se retiran y se
enfrían
en
agua fría.
Se ponen los mo en un
medio de crecimiento a la T
deseada para que crezcan
los mo que interesan.
VALOR D: TIEMPO DE REDUCCIÓN DECIMAL
• El tiempo en minutos a una T específica requerido para destruir
el 90% de los organismos de una población. El valor “D”
disminuye a la población sobreviviente en lo equivalente a un
ciclo logarítmico.
El tiempo (D) varía para cada T (de ahí el subíndice t) de forma que a mayores
temperaturas el valor de D es menor, es diferente para distintos microorganismos,
distintos entornos y diferentes condiciones fisiológicas.
VALOR Z
• El número de grados requeridos por una curva de
tiempo de muerte térmica específica para pasar por
un ciclo logarítmico
donde ∆T es el incremento
de temperatura, y DT1 y
DT2 los valores de D a las
dos
temperaturas
estudiadas.
VALOR F
• Es el número de minutos a 121°C requeridos para destruir
un número específico de organismos.
• El valor letal integrado del calor recibido por todos los
puntos del envase durante el tratamiento se denomina Fs
o Fo.
• Este valor representa una medida de la capacidad de
un determinado tratamiento térmico para reducir el
número de esporas o de células vegetativas de un
determinado mo por envase.
Fo: valor F de referencia o «valor de esterilización»
a: numero de células de la población inicial.
b: numero de células de la población final.
CONCEPTO 12 D
• Desde el punto de vista de la salud alimentaria, se suele
requerir un tratamiento 12D de los productos susceptibles
de ser portadores de gérmenes patógenos.
• Si
consideramos
que
un
solo
microorganismo
contaminaba una unidad (una lata, por ejemplo) del
alimento inicial, después de un tratamiento 12D la
probabilidad de encontrar una lata contaminada se
reduce hasta 10-12.
ALTERACIÓN DE ALIMENTOS ENLATADOS
Aunque el objetivo del enlatado de los alimentos es la
destrucción
de
los
mo,
en
determinadas
circunstancias, estos productos experimentan la
alteración microbiana. Las causas principales son:
• Tratamiento insuficiente
• Enfriamiento inadecuado
• Contaminación de la lata resultante
de fuga por las costuras
• Alteración antes del tratamiento
Con respecto al tipo de alteración de los alimentos enlatados, la
siguiente clasificación basada en su acidez:
a) POCO ÁCIDOS (pH >4.6): incluye carne, productos
marinos, algunas hortalizas (maíz), leche, etc.
• Se puede dar la alteración y producción de toxina
por cepas proteolíticas de C. botulinum si se hallan
presentes.
Bacillus coagulans
Bacillus stearothermophilus
http://www.biyolojiegitim.y
yu.edu.tr/k/Bacilu/pages/B
acillus%20stearothermophil
us_jpg.htm
http://www.textboo
kofbacteriology.net/
Bacillus.html
Clostridium bifermentans
http://www.cals.uidaho.edu/
mmbb/crawford.asp
Clostridium
botulinum
http://es.wikipedia.org/wiki
/Clostridium_botulinum
b) ÁCIDOS (pH 3.7 – 4 a 4.6): están frutas como los
tomates, peras e higos. Los mo alterantes termofílicos
incluyen tipos de B. coagulans. Los mesófilos incluyen
B. polymyxa, C. pasteuriamum, C. butyricum,
Clostridium thermosaccharolyticum, lactobacilos y
otros.
Bacillus coagulans
http://www.textboo
kofbacteriology.net/
Bacillus.html
B. polymyxa
http://www.madrimasd.or
g/blogs/universo/2009/03/
17/114641
Clostridium
pasteuriamum
http://arumaniez21.w
ordpress.com/
C. butyricum
http://www.miyar
isan.com/english_
main.htm
c) MUY ÁCIDOS (pH< 4-3.7): incluye frutas y productos
de frutas y hortalizas. Estos alimentos generalmente
son alterados por mesófilos asporógenos (levaduras,
mohos, Alicyclobacillus spp y/o bacterias acido
lácticas.
• Las especies de Alicyclobacillus pueden crecer en el
interior de la manzana, en el jugo de tomate y en el
zumo de la uva blanca.
• El hongo Byssochlamhys puede crecer a un pH tan
bajo como 2.
Alicyclobacillus
http://www.sflorg.co
m/sciencenews/scn
050307_01.html
Byssochlamhys
http://www.microbewo
rld.org/index.php?optio
n=com_jlibrary&view=ar
ticle&id=1107
Tabla. Clasificación de los alimentos según su acidez (Cameron y Esty, 1940) y
grupos de microorganismos causantes de alteraciones en alimentos enlatados.
Los organismos que alteran los alimentos enlatados
también se pueden caracterizar como sigue:
• Organismos mesofílicos
Anaerobios putrefactivos
Anaerobios butíricos
Lactobacilos
Levaduras
Mohos
• Organismos termofílicos
Anaerobios termofílicos que producen sulfuro
Anaerobios termofílicos no productores de sulfuro.
• Con respecto a la alteración de alimentos muy ácidos y
otros alimentos enlatados por levaduras, mohos y
bacterias, varios de estos organismos han sido asociados
repetidas veces con determinados alimentos:
• Las
levaduras Torula lactis-condensi y T. globosa
producen el hinchamiento o alteración gaseosa de la
leche condensada azucarada, la cual no se somete a
tratamiento térmico.
• El
moho Aspergillus repens esta asociado con la
formación de botones en la superficie de la leche
condensada azucarada.
http://www.lookfordiagnosis.c
om/images.php?term=Asper
gillus&lang=2&from2=60&from
=8
• Leuconostoc
mesenteroides causa la alteración
gaseosa de las piñas americanas.
http://www.webexhibits.org/bu
tter/culturing.html
• El
moho
Byssochlamys
embotelladas y enlatadas.
fulva
altera
http://envis.kuenvbiot
ech.org/fungi.htm
• Torula stellata altera el limón amargo enlatado.
frutas
• De importancia también para diagnosticar la causa
de la alteración de los alimentos enlatados es el
aspecto de la lata o envase sin abrir.
• Normalmente,
las tapas de una lata son planas o
ligeramente cóncavas. Cuando los mo crecen y
producen gas, la lata para por una serie de cambios
que son visibles desde el exterior.
• El cambio se denomina lanzador cuando una tapa
de la lata se vuelve convexa al agitar o calentar la
lata.
• Una saltadora es una lata con ambas tapas abombadas
cuando una o ambas permanecen cóncavas si se
aprietan hacia adentro y la otra se abre dando un
chasquido.
• Una hinchazón blanda se refiere a una lata con ambas
tapas abombadas que pueden ser
presionando con los dedos de las manos.
abolladas
• Una hinchazón dura tiene ambas tapas abombadas de
modo que ninguna de las dos puede ser abollada con la
mano.
• Estos acontecimientos adquieren valor en la predicción
del tipo de alteración que podría estar en actividad.
Estos efectos en las latas no siempre suponen
alteración microbiana:
• En alimentos muy ácidos, las hinchazones duras son
con frecuencia hinchazones por H, que resulta de la
liberación de gas H por la rxn de los alimentos ácidos
con el hierro de la lata.
• Los otros 2 gases mas frecuentes son: CO2 y el H2S,
ambos resultado de las actividades metabólicas de
mo.
• El H2S puede ser detectado por su olor característico
mientras que el CO2 y el H pueden ser determinados
mediante pruebas.
• La alteración «tipo fuga» de alimentos enlatados, se
caracteriza
por
una
flora
de
organismos
asporógenos que normalmente no resistirían el
tratamiento.
• Estos organismos penetran en la lata al principio del
enfriamiento por las costuras, que resultan del uso
incorrecto de las latas.
• Estos organismos se pueden encontrar en las latas o
en el agua que se usa para enfriarse.
• Este tipo de alteración se puede diferenciar de la
ocasionada por la esterilización insuficiente.
Bibliografía
• Fraizer, W. y Westhoff, D. (1993) Microbiología de los alimentos. 4a
edición. Editorial Acribia. pp. 119-159.
• Jay, J.; Loessner, M.; Golden, D. (2005). Modern Food Microbiology.
7th edition. Food Science Text Series. pp. 319-337.