Las Bacterias y su importancia en la producción de alimentos

Las Bacterias y su importancia en la producción de alimentos
Algunos géneros bacterianos importantes en alimentos
Las bacterias se han utilizado desde los tiempos históricos más remotos para
producir alimentos. Los procesos bacterianos pueden darle a los alimentos más
resistencia al deterioro o características organolépticas más agradables (sabor,
textura, etc.). Existe un amplio rango de bacterias involucradas en la
producción, conservación y alteración de productos alimenticios.
Bacterias lácticas o productoras de ácido láctico
Su característica más importante es la capacidad de fermentar los azúcares
para dar ácido láctico. Debido a la rápida producción de ácido son capaces de
eliminar a muchos microorganismos competitivos. La mayoría de las bacterias
pertenecientes a este grupo crecen en el rango de los termófilos. En este grupo
se incluyen:
Lactobacillus bacilos Gram positivos, forman cadenas en la mayoría de las
especies, no esporulados y generalmente no móviles. Son microaerófilos,
aunque existen algunos anaeróbios estrictos; son catalasa negativos y
fermentadores. Son benéficas en la elaboración de quesos y fermentación de
vegetales. Pero pueden producir gases que perjudican los quesos y vinos.
Streptococcus cocos Gram positivos, dispuestos característicamente en pares
o cadenas. Las especies importantes en alimentos se dividen en: piógenos y
estreptococos. Los piógenos comprenden especies patógenas, entre las que
se encuentran S. agalactiae, que ocasiona mastitis en las vacas, y S.
pyogenes, muy patógeno en humanos, el cual causa la faringitis séptica,
escarlatina y otras enfermedades. Se puede encontrar en la leche cruda. Los
piógenos crecen en rangos de temperaturas característicos de animales de
sangre caliente (37°C). Los pertenecientes al grupo de los otros
estreptococos crecen exclusivamente a 45°C. incluyen el S. thermophilus,
importante en la elaboración de quesos y en ciertas leches fermentadas como
el yoghurt.
Enterococcus Cocos Gram positivos, no esporulados, hemolíticos. Crecen
tanto a 10°C como a 45 °C. Resisten las temperaturas de pasterización de la
leche e incluso mayores.; toleran un porcentaje de sal del 6.5% o superior;
crecen a un pH alcalino de 9,6 unidades. En este grupo se encuentran E.
faecalis, resistente al calor, proveniente de los humanos y E. faecium.
Lactococcus Cocos Gram positivos, no esporulados. Crecen a 10°. Se
emplean como fermentadores para la producción del queso y la mantequilla de
varios tipos. Comprenden bacterias importantes en la leche, como L. lactis y L.
cremoris.
Leuconostoc Son cocos Gram positivos, organizados en pares o cadenas. Son
importantes en los alimentos por: producir diacetilo y otras sustancias
aromáticas; tolerar las concentraciones salinas de ciertas salmueras, como las
de la fermentación de encurtidos hortícolas.; algunas especies toleran altas
concentraciones de azúcares (55-60%), lo que les permite crecer en jarabes,
caramelo líquido, crema de helados, etc.; producir cantidades considerables de
dióxido de carbono a partir de los azúcares, ocasionado la aparición de ojos en
ciertos quesos, alteraciones en alimentos con alto contenido de azúcar y la
fermentación de algunas clases de pan; producir mucílago en medios que
contienen sacarosa, proceso óptimo en la producción de dextrano, pero
representa un riesgo en alimentos ricos en dicho disacárido, como en la
producción de azúcar a partir de caña o remolacha.
Pediococcus Son cocos aislados, en parejas, en cadenas cortas o en tétradas:
Gram positivos, catalasa positivo y microaerófilos. Se han encontrado en las
salmueras de los encurtidos en fase fermentativa, siendo los responsables de
ciertas alteraciones en las bebidas alcohólicas.
Bacterias acéticas o productoras de ácido acético
La mayor parte de las bacterias acéticas pertenecen a uno de los dos géneros,
Acetobacter y Gluconobacter.
Acetobacter Son formas bacilares, Gram negativas, aeróbicas estrictas y
móviles. Oxidan el alcohol etílico a ácido acético y se encuentran en masa
fermentada de granos de cereales, frutas, hortalizas y bebidas alcohólicas y
constituyen un problema en estas últimas, ya que causa una alteración de las
mismas. Algunas especies como A. aceti oxidan el etanol convirtiéndolo en
ácido acético para producir vinagre, lo que constituye su más importante
aplicación industrial.
Gluconobacter Este género pertenece a la familia Pseudomonadaceae. Las
bacterias pertenecientes a este grupo oxidan el etanol a ácido acético. La
especie G. oxydans produce viscosidad en la cerveza y más adelante una
proliferación viscosa que afecta la infusión de malta.
Bacterias Butiricas
Las bacterias de este grupo, en su mayoría, son anaerobias esporuladas del
género Clostridium.
Clostridium Son bacilos anaerobios o microaerófilos, Gram negativos,
catalasa-negativos, formadores de endosporas resistentes a altas
temperaturas. Muchas especies fermentan activamente los carbohidratos, con
producción de ácidos, entre los que se encuentra el butírico, y gases,
usualmente dióxido de carbono e hidrógeno.
C. thermosaccharolyticum determina la alteración gaseosa de las conservas
vegetales. La putrefacción de los alimentos es a menudo ocasionada por
especies mesófilas proteolíticas tales como C. lentoputrescens y C.
putrefaciens. El rompimiento violento de la cuajada de la leche es ocasionado
por C. perfringens o especies semejantes y da lugar a una “fermentación
tumultuosa” de la leche; C. butyricum, que fermenta los lactatos, determina la
producción tardía de gas en los quesos curados.
Bacterias Propiónicas Son bacterias pequeñas, inmóviles, Gram positivas, no
esporuladas, catalasa-positivas de carácter anaeróbico o aerotolerante y de
forma bacilar. Fermentan el ácido láctico, los carbohidratos y los polialcoholes
para producir grandes cantidades de ácidos propiónico y acético y a menudo
dióxido de carbono. Ciertas especies, como Propionibacterium freudenreichii,
proliferan en el queso suizo fermentando los lactatos con producción de gas,
que da lugar a la formación de “ojos” y contribuyen a la obtención de su típico
sabor. Las propionibacterias pigmentadas pueden causar modificaciones del
color del queso
Bacterias Proteolíticas
tienen la capacidad de descomponer la estructura de las proteínas. Muchas
especies de Clostridium, Bacillus, Pseudomonas y Proteus son proteolíticas. Las
bacterias de la putrefacción son capaces de descomponer anaeróbicamente las
proteínas y producir compuestos malolientes, como ácido sulfhídrico,
mercaptanos, aminas, indol y ácidos grasos. La mayor parte de las especies
proteolíticas de Clostridium son putrefactivas, así como ciertas especies de
Proteus, Pseudomonas y otros géneros no esporulados.
Bacillus cereus En la industria alimentaria ha sido de interés y objeto de
estudio la destrucción de las esporas de B. cereus por su termorresistencia.
Produce graves intoxicaciones debido a que genera una enterotoxina diarreica,
un factor emético y hemolisinas.
Pseudomonas diversas especies de Pseudomonas son capaces de efectuar
alteraciones en los alimentos. Pueden desarrollarse a bajas temperaturas
(refrigeración). En aerobiosis, crecen rápidamente y originan productos de
oxidación y mucílago en las superficies de los alimentos, donde es más
probable una contaminación abundante. Ciertas especies producen pigmentos
como la fluorescencia verdosa producida por la pioverdina de Pseudomonas
fluorescens y el color blanco, cremoso, rojizo, castaño o incluso negro
producido por P. nigrilaciens.
Proteus las bacterias de este género son responsables de la alteración de
carnes, productos pesqueros y huevos. La presencia de estas bacterias en
muchos alimentos no refrigerados las ha hecho sospechosas de ser causantes
de toxiinfecciones alimentarias, o sea infecciones causadas por endotóxinas o
exotoxinas producidas por microorganismos. Se hallan en el intestino humano
y de animales.
Bacteria lipolíticas
Corresponde a un grupo heterogéneo de bacterias que producen lipasas,
enzimas que catalizan la hidrólisis de las grasas a ácidos grasos y glicerol.
Muchas bacterias aeróbicas y proteolíticas son también lipolíticas.
Pseudomonas fluorocescens es una de las especies fuertemente lipolítica. Los
géneros Pseudomonas, Alcaligenes, Serratia y Micrococcus tienen especies
lipolíticas.
Serratia, enterobacteria gram negativa, móvil, en forma de bacilo, fermenta
butanodiol. Muchas de sus especies producen un pigmento rosáceo o magenta
y dan lugar a coloraciones rojizas en la superficie de los alimentos. S.
marcescens es la especie más común.
Micrococcus son Gram positivos, aerobios y catalasa-positivos. A menudo se
encuentran en utensilios y equipo usados en alimentación que no han sido
adecuadamente limpiados e higienizados. Son importantes en los alimentos
debido a las siguientes características: son capaces de utilizar las sales
amónicas y otros compuestos nitrogenados simples como única fuente de
nitrógeno, la mayoría fermentan los azúcares, produciendo cantidades
moderadas de ácido, otros toleran gran cantidad de sal, creciendo por lo tanto
a niveles de humedad bajos; estas especies se desarrollan en salmueras del
curado de carnes, tanques de salmuera, muchos resisten la pasterización
comercial de la leche (M. varians), otros son pigmentados y dan coloración
anormal a las superficies de los alimentos sobre los que crecen; M. luteus, por
ejemplo, es amarillo y M. roseus, rosa.
Bacterias Sacarolíticas
Hidrolizan los disacáridos o polisacáridos a azúcares sencillos. Bacillus subtilis
y Clostridium butyricum son amilolíticos. Pocas especies bacterianas son
capaces de hidrolizar la celulosa.
Bacterias Pectolíticas
Las pectinas son carbohidratos complejos que forman parte de hortalizas y
frutas. Las pectinasas, compuestas de varias enzimas pectolíticas, pueden dar
lugar al ablandamiento de los tejidos vegetales o a la pérdida de la capacidad
de gelificación de los zumos de frutas. Se comportan como pectolíticas
especies de Erwinia, Bacillus y Clostridium, así como ciertos mohos.
Las especies del género Erwinia son patógenas y saprofitos de vegetales, en
los que causan necrosis, agallas, marchitamientos y podredumbre, lesionando
frutas, hortalizas y otros productos vegetales. Puede presentarse directamente
en el campo o durante el almacenamiento de los frutos. Es de interés
económico ya que las bacterias se pueden diseminar rápidamente por los
exudados producidos en los tejidos y dañar un lote de producción.
Bacterias termofilas
Estas bacterias tienen una temperatura óptima por encima de 45 °C, en
muchos casos de 55°C o superior y son importantes en el caso de alimentos
mantenidos a elevadas temperaturas. Bacillus spp. causan la fermentación
ácida de algunos alimentos enlatados y Clostridium thermosaccharolyticum da
lugar a una alteración gaseosa. Lactobacillus thermophilus es un
microorganismo ácido láctico y termófilo obligado.
Bacterias psicotrofas
Estas bacterias se pueden desarrollar a temperaturas no muy por encima de
las de congelación y tienen importancia en alimentos refrigerados. Las
bacterias psicrotróficas se encuentran principalmente en los géneros
Pseudomonas, Flavobacterium y Alcaligenes, aunque también hay especies
psicrotróficas de los géneros Micrococcus, Lactobacillus, Enterobacter;
Arthrobacter y otros.
Flavobacterium especies de este género, amarillas o anaranjadas, determinan
coloraciones anormales superficiales en las carnes y toma parte en el deterioro
de mariscos, aves, huevos, mantequilla y leche. Algunos miembros son
psicrótrofos, habiéndose observado su crecimiento, tras la descongelación, en
hortalizas congeladas.
Bacterias halófitas
Necesitan para su crecimiento determinadas concentraciones de cloruro sódico.
Pertenecen a los géneros Halobacterium, Micrococcus, Pseudomonas, Vibrio,
Pediococcus y Alcaligenes.
Halobacterium normalmente aparecen en los pecados salados y en pieles
adobadas debido a que la sal utilizada es portadora de este grupo de bacterias,
produciendo manchas coloreadas.
Vibrio son patógenos importantes para el hombre. V. cholerae es el agente
causante del colera y V. parahaemolyticus produce gastroenteritis en humanos
por el consumo de comida de mar contaminada. V. anguillarum y otras
especies, son responsables de enfermedades en peces.
Bacterias formadoras de viscosidad
Pertenecientes a este tipo de bacterias se pueden citar: Alcaligenes viscolatis
(viscosus) y Enterobacter aerogenes, que producen la alteración viscosa de la
leche, especies de Leuconostoc, que originan mucosidad en las soluciones de
sacarosa y el crecimiento viscoso superficial de ciertas bacterias presentes en
los alimentos. Algunas especies de Streptococcus y Lactobacillus poseen
variedades que determinan la viscosidad o mucosidad de la leche; se conoce
un micrococo que hace viscosas las soluciones de curado de las carnes. Hay
cepas de Lactobacillus plantarum y de otros lactobacilos que pueden causar
viscosidad en varios productos derivados de las frutas, hortalizas y cereales,
por ejemplo, en la sidra y cerveza.
Bacterias coliformes
Son bacilos que han sido definidos como “aeróbicos o anaeróbicos facultativos,
Gram negativos y no esporulados, que fermentan la lactosa con formación de
gas”.
Las principales especies de bacterias coliformes son Escherichia coli y
Enterobacter aerogenes. E. aerogenes produce menor cantidad de ácido,
forma acetoína pero no indol, da lugar a dióxido de carbono e hidrógeno en la
proporción 2:1 y utiliza el citrato como única fuente de carbono. Produce más
gas que E. coli y por lo tanto, es más peligroso como microorganismo, ya que
puede originar gas en quesos, leche y otros alimentos. Ambas especies
fermentan los azúcares con formación de ácido láctico, etanol, ácidos acético y
succínico, dióxido de carbono e hidrógeno.
Los recuentos de coliformes, Coliformes fecales y de E. coli se emplean en los
alimentos con carácter indicador. En general, no se admite la presencia de
bacterias coliformes en los alimentos y en algunos casos, como el agua o las
ostras, es índice de contaminación con materiales cloacales y, por lo tanto, con
posibles patógenos entéricos . Además pueden dar lugar a la alteración de los
alimentos por multiplicación en los mismos
Otras bacterias importantes en alimentos
Salmonella las bacterias de este género son intestinales. A este grupo
pertenecen los agentes productores de fiebre tifoidea y paratifoidea, así como
los causantes de Salmonelosis humanas transmitidas por alimentos. Su
presencia en alimentos es totalmente inadmisible.
Staphylococcus la mayoría de las cepas de S. aureus producen un pigmento
dorado y coagulan el plasma sanguíneo mientras que S. epidermis no produce
ni coagulasa ni pigmentos. Se asocian con la piel, membranas mucosas del
hombre y animales. S. aureus causa abscesos, forunculosis, neumonía
infecciones en heridas y un importante síndrome de toxoinfección alimenticia
en el hombre. Algunas cepas han presentado últimamente múltiple resistencia
a los medicamentos. El S. epidermis se encuentra comúnmente en la piel y es
el responsable de endocarditis e infecciones en pacientes con baja resistencia.
Hongos fundamentales en la industria alimenticia
Las levaduras forman parte de la población micótica unicelular, que por su
capacidad de degradar azúcares puede producir efectos importantes en la
industrialización de alimentos.
Al respecto, en la página: http://www.food-info.net/es/qa/qa-wi8.htm
se presenta una síntesis adecuada sobre las levaduras.
Las levaduras son un grupo particular de hongos unicelulares (constituidos por
una sola célula) y caracterizados por su capacidad de transformar los azúcares.
Hay muchas especies de levaduras. La más comúnmente conocida es
Saccharomyces cerevisiae la cual es utilizada en la industria panadera y en la
elaboración de la cerveza. Las levaduras también juegan un papel importante
en la producción de otros productos como el vino y el kefir.
La mayoría de las levaduras usadas en la industria alimentaria son de forma
redonda y se dividen produciendo pequeños brotes. Esta producción de brotes
es una característica utilizada para reconocerlas a través del microscopio, ya
que, durante el brote, las células poseen una forma de ocho (8).
Las levaduras necesitan azúcares para crecer y los fermentan produciendo
alcohol y dióxido de carbono (CO2). Esta reacción y sus productos derivados
hacen que la levadura posea una función muy importante en la industria
alimentaria. Así mismo, las levaduras también producen componentes de
aroma agradable, los cuales juegan un papel muy importante en el aroma del
producto final. Por ejemplo, en la cerveza, la levadura se necesita para
producir el alcohol y el dióxido de carbono que forma la espuma. Por otro lado,
en la industria panadera el alcohol producido durante la fermentación se
evapora durante el horneado.
Las levaduras pueden encontrarse en todas partes en la naturaleza,
especialmente en plantas y frutas. Una vez que las frutas caen del árbol, la
actividad de los hongos hará que éstas se pudran. Durante este proceso se
forman alcohol y dióxido de carbono a partir de los azúcares presentes en las
frutas. En algunas ocasiones aparecen en los informativos animales
embriagados debido a que han comido estos frutos deteriorados.
En la industria alimentaria, grandes tanques con agua azucarada en presencia
de oxígeno son utilizados para hacer crecer las levaduras. Cuando se alcanza la
cantidad de levadura deseada, el líquido es evacuado por medio de una bomba
y la levadura es extraída, la que posteriormente podrá ser secada. Ningún otro
requerimiento es necesario para producir levadura.