Determinación Microbiológica de Vida de Anaquel de Alimentos

Determinación Microbiológica de Vida de Anaquel de Alimentos Proteicos
Arturo Espinoza Mata, Ma. de los Angeles Leija Estrada, Carlos A. Amaya Guerra, Ma.
Manuela Vela franco y Juan Antonio Rodríguez Arzave. Departamento de Microbiología e
Inmunología. Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad Autónoma de Nuevo León. Av.
Manuel L. Barragán y Pedro de Alba s/n. Ciudad Universitaria, San Nicolás de los Garza,
N.L. C.P. 66451. C. electrónico: [email protected], [email protected]
RESUMEN
Se determinó la vida de anaquel de alimentos proteicos en base a pruebas microbiológicas.
133 muestras de salchichas y frijol cocido almacenados a 8 ºC, 13 ºC y 18 ºC y cacahuates
a 35 ºC, 45 ºC y 55 ºC fueron analizados. Las salchichas presentaron un valor promedio de
Q10 para mesófilicos aerobios de 3.66; D8ºC = 2.5844, D13ºC = 1.8030, D18ºC = 0.7620 y el valor
de Z de 21.397. La Q10 para Lactobacillus spp. fue de 2.47; D8ºC =0.3426, D13ºC = 0.2718, D18ºC
= 0.2602 y el valor Z de 118.51. Para frijol cocido la Q10 para mesofílicos aerobios fue de
1.84; D8ºC = 1.9790, D13ºC = 0.9531, D18ºC = 0.8272 y el valor Z de 41.1368. La Q10 para
Lactobacillus spp. fue de 1.81; D8ºC =2.0793, D13ºC = 0.7615, D18ºC = 0.6773 y el valor Z resultó
en 43.3783. No hubo crecimiento de hongos, levaduras y coliformes. La prueba de Tuckey
arrojó una significancia de 0.000 que indica una alta diferencia significativa entre las medias
a las tres temperaturas. La vida útil para salchichas fue de 15 días y para frijol cocido de 4
días, a 4ºC. En cacahuate, no se detectó cuentas objetables de indicadores microbianos.
ABSTRACT
The shelf life of protein food was determined on the basis of microbiological test. 133
sausage samples and cooked beans stored at 8 ºC, 13 ºC y 18 ºC and peanuts stored at 35
ºC, 45 ºC y 55 ºC were analyzed. The sausages presented an average value of Q10 for
aerobics mesophilics of 3.66; D8ºC = 2.5844, D13ºC = 1.8030, D18ºC = 0.7620 and value Z of
21.397. The Q10 for Lactobacillus spp. was of 2.47; D8ºC =0.3426, D13ºC = 0.2718, D18ºC =
0.2602 and value of Z of 118.51. For cooked beans the Q10 for aerobic mesophilics was of
1.84; D8ºC = 1.9790, D13ºC = 0.9531, D18ºC = 0.8272 and value Z of 41.1368. The Q10 for
Lactobacillus spp. was of 1.81; D8ºC =2.0793, D13ºC = 0.7615, D18ºC = 0.6773 and value Z of
43.3783. There was not growth of coliforms fungi and yeast. The Tuckey test indicated a
significance of 0.000 which indicates a high significant difference between the averages to
the three temperatures. The shelf life for sausages was of 15 days and for cooked beans of 4
days at 4 ºC. Regarding peanut, objetable accounts of microbial indicators were not detected.
INTRODUCCIÓN
Aunque la descomposición de los alimentos es una de las consecuencias de la actividad de
los microorganismos que los han contaminado, debe quedar establecido, que no en todos
los casos ese desarrollo implica un daño a las cualidades sensoriales del alimento, de la
misma manera que no todo tipo de deterioro tiene como antecedente la actividad microbiana.
Algunos microorganismos no caen dentro del calificativo de deterioradores y por otra parte el
deterioro de un alimento puede asociarse a reacciones químicas que dan lugar a lo que se
conoce como alteraciones o deterioro aséptico. Los alimentos, como todos los objetos de la
naturaleza, están permanentemente sujetos a cambios. Cuando el proceso que evoluciona
en un alimento ya es claramente manifiesto, la condición de descomposición no ofrece
dificultades para ser reconocida (Fernández, E, E., 2000). Hacer un estudio en la diversidad
de los alimentos es una tarea difícil por sistemas activos y complejos, los cuales presentan
reacciones fisicoquímicas, enzimáticas y microbiológicas, simultáneamente en el mismo sitio.
Esencialmente, la vida de anaquel de un alimento depende de cuatro condiciones principales
que son la formulación del alimento, procesado, condiciones del empaquetado y
almacenamiento del mismo (Labuza, T.P., 2000). Es importante definir que la velocidad a
que transcurren las reacciones bioquímicas en los alimentos aumentan con la temperatura.
El rango de temperaturas absolutas en el almacenamiento de los productos alimenticios es
pequeño y la mejor manera de relacionar la vida útil de los alimentos con la temperatura de
almacenamiento es representar el logaritmo en función del inverso de la temperatura
absoluta (representación de Arrhenius) o de la propia temperatura de almacenamiento.
(Brennan, J., 1988). El estudio de la vida útil tiene como objetivo evaluar el comportamiento
de los productos en desarrollo y tradicionales a los que se les ha hecho algún cambio en la
receta o en el proceso, durante un tiempo determinado y a diferentes temperaturas la cual se
puede definir como el período de tiempo durante el cual el producto almacenado no se
percibe significativamente distinto al producto inicial o recién elaborado (Rondon, E., 2004)
para la evaluación de los productos se utilizan técnicas de evaluación sensorial, análisis
físicos; químicos y microbiológicos.
3
OBJETIVO
Determinación de la vida de anaquel acelerada en alimentos con alto porcentaje de proteína
y alto porcentaje de carbohidratos mediante cuantificación de microorganismos indicadores.
METODOLOGÍA
Las muestras seleccionadas consistieron de seis diferentes tipos de alimentos,
considerando el alto contenido de carbohidratos y proteínas. Dentro del primer grupo se
estudiaron dulces de caramelo duro, miel de abeja y mermelada mientras que los alimentos
con alto valor de proteínas consistieron de cacahuate, salchicha y fríjol en bolsa.
Se
prepararon 135 muestras de alimentos de Aw baja y alta concentración de carbohidratos y
133 para los alimentos proteicos y de alta Aw. Asépticamente se colocaron 100 g de cada
muestra en recipientes de plástico estériles previamente etiquetados y fueron incubados a
diferentes temperaturas, altas y bajas para posteriormente analizar cada 48 h los alimentos
proteicos y cada semana los de alto porcentaje de azúcar. Las temperaturas de incubación
se seleccionaron mediante ensayos de extrapolaciones e interpolaciones con tres
temperaturas altas de experimentación por encima de las temperaturas de almacenamiento
registradas para cada una de las muestras; con ello, las muestras con alto porcentaje de
carbohidratos como miel de abeja, mermelada y caramelo duro así como la de cacahuate
tostado con alto porcentaje en proteína se almacenaron a 35, 45 y 55 ºC mientras que los
alimentos con alto porcentaje de proteínas como la salchicha y el fríjol cocido a 8, 13 y 18 ºC,
respectivamente. Para determinar la vida de anaquel de alimentos con alto porcentaje de
proteína y de carbohidratos éstos se almacenaron a diferentes temperaturas de incubación
de tal manera que las salchichas y frijoles en bolsa se incubaron a 8 ºC, 13 ºC y 18 ºC para
ser monitoreados microbiológicamente por triplicado cada 48 h; el cacahuate fue incubado a
35 ºC, 45 ºC y 55 ºC y analizado por triplicado una vez por semana para mesófilos aerobios,
organismos coliformes, hongos y levaduras;
para salchichas y frijoles se incluyeron los
mismos indicadores microbiológicos, además delactobacilos. Los alimentos con alto
porcentaje de carbohidratos como miel de abeja, mermelada y caramelo duro se incubaron a
35 ºC, 45 ºC y 55 ºC y de igual manera, se
4 analizaron por triplicado cada semana para los
mismos grupos de microorganismos. Todos los análisis microbiológicos se realizaron bajo
los métodos establecidos en las Normas Oficiales Mexicanas.. El factor de aceleración Q10 ,
el valor D y el valor Z fueron calculados. Los resultados obtenidos de las repeticiones
realizadas a cada una de las muestras fueron manipulados con el paquete estadístico
Statistcal Package for the Social Sciences (SPSS), se aplicó un análisis de varianza
(ANOVA), prueba de Tukey y la prueba no parámetrica de Kruskal-Wallis con los cuales se
evaluaron las medias de las cuentas microbianas obtenidas de los indicadores con respecto
al tiempo y temperaturas de almacenamiento.
RESULTADOS
Las muestras control de salchicha a 4ºC presentaron una cuenta total de mesofílicos
aerobios de 20 UFC/ g la cual se incrementó conforme se aumentaba la temperatura de
MESOFILOS AEROBIO
UFC/g
almacenamiento a 8 ºC, 13 ºC y
18
2. 1X10 7
1. 3X10 5
4. 2X10 6
8. 1X10 5
2. 8 X10 5
8 °C
8. 2X10 4
13 °C
5. 1X10 3
2 . 1X10 3
ºC
(Grafica
1).
No
se
detectaron coliformes, hongos y
8 . 7X10 6
3. 2X10 3
18 °C
60
levaduras. El valor promedio de
Q10 obtenido para este parámetro
fue de 3.66; los valores de D en
20
cada temperatura (8, 13 y 18 ºC)
0
5
10
DIAS
fueron de D8ºC = 2.5844, D13ºC =
1.8030, D18ºC = 0.7620 y el valor
de
Grafica 1. Cuenta de Mesófilos aerobios en salchicha con relación al
tiempo a diferentes temperaturas
Z
resultó
Estadísticamente
en
para
21.397.
este
parámetro se obtuvo una varianza (F) de 151.525 y una significancia de 0.000 lo cual indica
que hay una alta diferencia significativa para las medias de las tres temperaturas. En la
cuenta de Lactobacillos sp. el crecimiento inicial fue de <100 UFC/ g a 4 ºC y fue
aumentando la cuenta con el incremento de la temperatura a 8 ºC, 13 ºC y 18 ºC (Grafica 2).
El valor promedio de Q10 obtenido para este parámetro fue 2.47; los valores de D en
cada temperatura (8, 13 y 18 ºC) fueron de D8ºC =0.3426, D13ºC = 0.2718, D18ºC = 0.2602 y el
valor de Z resultó en 118.51 Estadísticamente para este parámetro se obtuvo una varianza
(F) de 80.264 y una significancia de 0.000 lo cual indica una alta diferencia significativa para
las medias de las tres temperaturas. La vida de anaquel detectada para este producto fue
de 15 días a 3 ºC + 1 ºC. Cuando un microorganismo se adapta con facilidad a ciertas
condiciones que prevalecen en el alimento por lo general tiene la ventaja de suprimir a
UFC/
cualquier
4. 8X 10
8
1. 2X 10
9
contaminar
4. 0X 10 8
3. 3X 10 8
LACTOBACILOS
1. 0X 10 7
4. 5X 107
7. 0X 10 7
2. 5X 10 7
1. 0X 10 7
2. 4X 10 6
8 °C
9. 9X 10 4
otro
y
que
en
este
pueda
caso,
podemos notar que aunque hubo
13 °C
presencia de levaduras en las
18 °C
muestra, las cuentas fueron en
mucho menor cantidad que los
10
0
5
lactobacilos. La presencia de
10
estos últimos es indicativo de
DIAS
malas prácticas de manufactura,
Grafica 2. Cuenta de Lactobacilos en salchicha con relación al tiempo a
diferentes temperaturas
contaminación de equipos, de
materia prima, etc.
y que por
supuesto influirá en la vida de anaquel del producto porque son bacterias saprofitas que
originarán alteración en las propiedades organolépticas del alimento. Estos resultados son
similares a los reportados por Cayre et al en 1999, quienes observaron que al analizar
salchichas tipo Viena también mostraron elevada numero de bacterias lácticas el cual
progresivamente desde el inicio
LACTOBACILOS UFC/
1. 3X 10 9
del
1. 7X 10 9
1
4. 1X 10 7
1
4. 4X 10 7
1
2. 2X 10 6
10
8 °C
5. 5X 10 5
5. 0X 10 5
1. 4X 10
13 °C
5
5. 0X 10 4
1
18 °C
1. 5X 10
10
hasta
alcanzar valores de 4.07 x 107 al
1. 1X 10 7
2. 3X 10 5
10
almacenamiento,
final del mismo, aunque las
enterobacterias
mostraron
elevadas cifras (1.9 x 104) ha los
3
1
28 días, descendiendo luego
10
0
5
10
15
DIAS
Grafico 4. Cuenta de Lactobacilos en frijol cocido con relación al tiempo a
diferentes temperaturas
hasta 10 UFC/g, lo cual coincidió
con el descenso de pH.
Para las muestras de frijol cocido
se obtuvo una cuenta inicial de 750 UFC/ g a 4 ºC misma que se incrementó conforme se
aumentó la temperatura a 8 ºC, 13 ºC y 18 ºC (Grafica 3). El valor promedio de Q10 obtenido
para este parámetro fue 1.84; los valores de D en cada temperatura (8, 13 y 18 ºC) fueron de
D8ºC = 1.9790, D13ºC = 0.9531, D18ºC = 0.8272 y el valor de Z resultó en 41.1368.
Estadísticamente para este parámetro se obtuvo una varianza
(F) de 78.4 y una
significancia de 0.000 lo cual indica que hay una alta diferencia significativa para las medias
de las tres temperaturas. La cuenta inicial para los Lactobacillus spp. fue de 1,400 UFC/ g a
4
MESOFILOS AEROBIOS UFC
6. 2X 10 7
3. 1X 10
1
3. 0X 10
4
El
valor
este parámetro fue de 1.81; los
5
4. 9X 10 5
valores
7. 8X 10 5
8 °C
13 °C
18 °C
9. 6X 10 4
1. 4X 10 4
1
760
1
4).
3. 4X 10 7
1
4. 4X 10 5
(Grafico
promedio de Q10 obtenido para
5. 2X 10 7
3. 5X 10 7
1
ºC
de
D
en
cada
temperatura (8, 13 y 18 ºC)
fueron de D8ºC =2.0793, D13ºC =
1
0.7615, D18ºC = 0.6773 y el valor
1
de Z resultó en 43.3783. Las
0
5
10
bacterias
15
ácido
lácticas
en
algunas ocasiones son benéficas
DIAS
cuando llevan a cabo un efecto
Grafica 3. Cuenta de Mesófilos aerobios en frijol cocido con relación al
tiempo a diferentes temperaturas
patógenas
inhibitorio
contra
bacterias
por que llevan a cabo una modificación del pH el cual inhibe a aquellos
microorganismos causantes de enfermedades. En este contexto, se ha investigado, su
aplicación, en algunos alimentos, pero controlada, para que puedan conferir protección en
caso de que algún patógeno llegara a contaminarlos. Bacterias tales como Staphylococcus
aureus, Listeria monocytogenes y Salmonella spp. pueden ser susceptibles a este
mecanismo inhibitorio como lo reporta Hammes y Tichackzek, 1994. Estadísticamente para
este parámetro se obtuvo una varianza (F) de 130.616 y una significancia de 0.000 lo cual
indica que hay una alta diferencia significativa para las medias entre las tres temperaturas.
No hubo crecimiento significativo para hongos, levaduras y coliformes. La vida de anaquel
determinada fue de 4 días a 3 ºC + 1 ºC.
Para
el
cacahuate,
los
valores
de
la
cuantificación de mesófilos aerobios, coliformes, hongos y levaduras indicaron que no existe
una diferencia significativa entre las medias, por lo que no fue posible, determinar la vida de
anaquel en forma acelerada a las tres diferentes temperaturas (35 ºC, 45 ºC y 55 ºC).
Estadísticamente no se obtuvo una varianza (F), ni significancia.
CONCLUSIONES
Los alimentos con alto porcentaje de proteínas y alto Aw elevadas como salchicha y frijol
cocido presentaron un proceso de deterioro mucho más rápido que el cacahuate también
alto en proteínas pero con bajo Aw. La vida útil para la salchicha fue de 15 días y para el frijol
cocido de 4 días a 3 ºC + 1 ºC. En el cacahuate tostado no se logró determinar su vida de
anaquel debido a la ausencia de cuentas microbiológicas para manejar, sin embargo, otras
pruebas se reportarán en otro estudio paralelo a este enfocado a pruebas bromatológicas en
dichas muestras.
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