Transcript Ecología microbiana de la alteración de carnes

UNIDAD TEMATICA Nº 3
ECOLOGIA MICROBIANA
DE LOS ALIMENTOS
Ecología Aplicada a la
Microbiología
Estudio de las “interacciones” entre
Aspectos Físicos, Químicos y
Estructurales de un nicho
determinado y la composición de
su población microbiana
específica
Deterioro o Alteración Alimentaria
Implica todo cambio que convierte a los
alimentos en inadecuados para el consumo
Causas:
1.
2.
3.
4.
5.
Ataque de insectos
Lesiones físicas: Heladas, deshidratación, golpes, etc
Actividad de enzimas tisulares : Peroxidasas en
hortalizas causales de olores y sabores extraños
Cambios químicos: Está implicado el oxígeno,
rancidez oxidativa de grasas y aceites y colores
extraños en carnes curadas
Actividad de los microorganismos
Clasificación de los Alimentos
Según su sensibilidad a la alteración:
1.
ESTABLES o NO ALTERABLES: Harinas
2.
SEMIALTERABLES: Manzanas
3.
ALTERABLES: Carnes
La inclusión de un alimento en uno de estos grupos
dependerá de varios factores interrelacionados
Factores relacionados a la
Alteración
Defectos de color
Cambios de textura
Aparición de olores extraños
Limosidad
La alteración detectable organolépticamente es el
resultado de la descomposición y formación de
metabolitos producidos por el desarrollo de
microorganismos
ALTERACION DE CARNE
FRESCA DE MAMIFEROS
Composición del tejido muscular
de mamíferos
La aw : 0,99
Agua: 74 - 80%
Proteína: 15 - 22%
Carbohidratos: 0 - 1,2%
Lípidos: 2,5 - 37%
Control del crecimiento microbiano
Contaminación inicial (CI): A menor CI mayor tiempo
para que se alcancen los niveles alterativos
Ej: Carne vacuna a 5ºC, con CI 105 ufc/cm2 se altera en 6días
CI 103 ufc/cm2 se altera en 10-11días
Reserva de glucógeno: Cuando se sacrifican los
animales el glucógeno almacenado en músculo se
convierte en ácido láctico
Potencial de óxido-reducción(O/R): Luego del
sacrificio el O2 almacenado en músculo se agota por
lo que O/R baja
Velocidad de enfriamiento: El rápido enfriamiento
es imprescindible para disminuir el crecimiento inicial y
aumentar el período de almacenamiento
Contaminación de los tejidos por
microorganismos
Antes del sacrificio: En la superficie externa y en el tracto
intestinal de los animales hay un gran número y variedad de
microorganismos
Vacunos: 105 ufc/cm2
Porcinos y Ovinos: 108 ufc/cm2
El tejido muscular subyacente es estéril
Después del sacrificio: Por las operaciones (degollado,
evisceración , etc), se origina la CONTAMINACION de los tejidos
subyacentes
Superficie de corte del músculo: 103 y 105 ufc/cm2
En carnes no envasadas a
temperatura ambiente
Clostridium perfringens y botulinum
en la profundidad del músculo.
Proceso de putrefacción.
El rápido enfriamiento disminuye la
carga de estos microorganismos y
de Salmonella.
En carnes fileteadas o
picadas
Se desarrolla una flora miscelánea en
respuesta al mayor Eh
Escherichia, Aeromonas, Proteus y
Enterobacter
También Staphylococcus,
Micrococcus y Bacillus
Los altos Eh favorecen el predominio de
microorganismos proteolíticos sobre los
putridógenos.
Limosidad superficial: Recuentos de 108
ufc/cm2
Olores Extraños: Recuentos de 107 ufc/cm2
A 20ºC, ocurren entre 3 y 4 días
Factores que influyen en la
alteración
Actividad proteolítca
La elaboración de enzimas proteolíticas se retrasa
hasta la última fase de crecimiento logarítmico
Recuentos de 108 y la alteración avanzada
Actividad lipolítica
La rancidez oxidativa tiene lugar cuando los ácidos
grasos insaturados reaccionan con el oxígeno del
ambiente (flavores y olores rancios)
Algunos microorganismos producen lipasas, que
hidrolizan triglicéridos a glicerol y ácidos grasos
libres
En carnes no envasadas bajo
condiciones de resfrigeración
Predomina el psicrótrofo Pseudomonas, con
un tiempo de latencia de 2-3 días a 0ºC y de
24 h a 5ºC. Los tipos mesofílicos tienden a
desaparecer a esas temperaturas.
Pseudomonas exhibe un crecimiento aeróbico
y se limita a la superficie, hasta 3-4 mm de
profundidad. A estas bajas temperaturas el
crecimiento de los clostridios se inhibe, no
apareciendo putrefacción.
Progresión microbiana durante
el almacenamiento
Pseudomonas compite con éxito en los
alimentos musculares almacenados
aeróbicamente en resfrigeración
Crece entre pH 5,5 a 7
Como son muy oxidativas pueden utilizar
como fuentes de energía a los
compuestos nitrogenados de bajo peso
molecular
OTRAS BACTERIAS
ALTERANTES
Alcaligenes
Acinetobacter
Moraxella
Aeromonas
En carnes no envasadas bajo
condiciones de resfrigeración
Cuando la superficie de la carne se deseca y
su aw disminuye, ocurre la alteración fúngica
Mucor, Rhizopus, y Thamnidium, con micelios
algodonosos
Cladosporium que provoca manchas negras
Penicillum con esporas verdosas y
Sporotrichum y Chrisosporium, que genera
manchas blancas.
Alteración de las carnes
frescas envasadas
Permeabilidad de los materiales de
envasado al vapor agua y al O2
Permeabilidad a
Material
Celulosa MSAT
Celulosa QSAT
Poliet.baja densidad
Poliet.alta densidad
PVC
Vapor de agua
-2
Oxígeno
-1
g m 24h a 25 ºC y
75% hum
ml m-2 24h-1 a 20
ºC
3
150-350
5
1.5
10
1.5
2000
3-10 x103
5-30 x102
200
Envasado al vacío
Se excluye el aire del envase y la lenta
difusión del oxígeno a través de la
película poco permeable a este gas,
sólo permite que queden restos del
oxígeno
Las carnes frescas envasadas al vacío,
refrigeradas a 3-5ºC presentan un
crecimiento microbiano con larga
latencia y escasa velocidad; llegan a
107 en diez días, por el bajo Eh y la
disminución del pH.
Dominan Lactobacillus y Leuconostoc
Microflora alterante en
condiciones anaeróbicas
Bacterias lácticas
Si el pH del tejido muscular es alto o hay
cantidades residuales de O2:
Brochothrix thermosphacta
Shewanella putrefasciens
La densidad máxima : 108 ufc/cm2 (anaerobios)
109 ufc/cm2 (aerobiosis)
Los olores amargo, ácidos, y los flavores a queso y a
lechería se atribuyen a la acumulación de ácidos
grasos de cadena corta y de aminas
Atmósferas modificadas
Implica el almacenamiento de productos envasados en
una película poco permeable al oxígeno
Los envases tiene un espacio de cabeza con una
composición gaseosa distinta a la del aire
Con frecuencia se utilizan 40% CO2- 60%O2
20% O2 - 80% N2
El CO2 se utiliza por su actividad bacteriostática
El CO2 en atmósferas
modificadas
Se utiliza en las atmósferas modificadas
porque:
Exclusión del O2
Altera propiedades de las membranas
celulares y sistemas enzimáticos
Disminuye el pH intracelular
El O2
en atmósferas modificadas
Conservar la oximioglobina responsable del
color rojo
Crecen bacterias aerobias y Brochothrix
El N2
en atmósferas modificadas
Carece de actividad antimicrobiana
Elimina el O2 del espacio de cabeza, con el
retraso de la rancidez oxidativa y el
crecimiento de aerobios
La vida útil más larga
Se debe a que se modifica la flora alterante
que pasa de:
Pseudomonas, Moraxella y Acinetobacter
a otra población dominada por:
Bacterias lácticas y Brochothrix
thermosphacta
CARNES DFD
Provienen de animales que fueron sometidos
antes del sacrificio a estrés o un ejercicio
excesivo por lo que agotan sus reservas de
glucógeno.
Por lo tanto menor producción de ácido
láctico y un pH mayor a 6 (carne más oscura
que la roja normal)
Alteración más rápida que la carne normal
CARNES DFD almacenada
También se altera rápido, y da lugar a una
coloración verdosa (producción de SH2 a
partir de cisteína) que reacciona con la
mioglobina muscular y rinde
sulfomioglobina de color verde
Shewanella putrefasciens
Serratia liquefasciens
Carne PSE
Músculo pálido, blanco y exhudativo que se
da en animales (cerdos y pavos) como
consecuencia de la glucólisis acelerada
post morten que disminuye el pH
muscular, mientras la temperatura se
mantiene alta
Con envases de plásticos
semipermeables, que aseguran
mayores Eh y menos acumulación de
CO2, la flora cambia a otra dominada
por Pseudomonas, similar a la
descripta para carnes frescas sin
envasar.
Agentes de Curado
Cloruro de Sodio: Agente conservador que actúa
disminuyendo la aw de las carnes.
Pseudomonas spp. Es muy sensible a bajas aw
Nitrito de Sodio: Reacciona con la mioglobina dando
nitrosomioglobina.
Contribuye al aroma, textura y actúa también como
antioxidante.
Inhibe el crecimiento y producción de la toxina por
Clostridium botulinum.
Previene la germinación y el crecimiento de las esporas
fúngicas
C. perfringens, E. coli, Enterobacter , Pseudomonas y
Listeria monocytogenes
Proceso de Curado
Curado en seco: Los agentes se aplican por
frotación a la superficie de la carne
Salmuerado: Las carnes se sumergen en una
salmuera de los agentes de curado
En ambos métodos las carnes se mantienen a 3-4ºC
hasta que los agentes penetren en el centro de las
piezas
Proceso de Curado
Salmuerado por inyección:
a) La salmuera se inyecta en los tejidos más
profundos mediante agujas largas
b) Inmersión en salmuera
c) Nube de sal en polvo para aumentar la vida
útil
Ahumado
Proporciona aroma y color apetecibles
Contribuye a la conservación
El humo_ deseca la superficie, baja aw y
acentúa los efectos de la sal
_ impregna los tejidos de
conservantes químicos como el
formaldehído y fenoles
Alteración de panceta y jamón
Panceta sin ahumar: Las salmueras
contienen entre 20 y 25% de sal
Microflora alterante: Micrococcus spp.
Curación: 4-14 días
Maduración : 5-10 días a 4ºC
Micrococcus spp
Acinetobacter spp
Vibrio spp
Panceta con 5% de sal: EE.UU y Europa
Microflora alterante: Lactobacillus spp.
Leuconostoc spp.
Streptococcus spp.
Jamones: Se incorporan azúcares a las sustancias de
curado
Microflora alterante: Lactobacillus spp.
Micrococcus spp.
Streptococcus spp.
ALTERACION DE
CARNE DE AVES
Composición del tejido muscular
de aves
Varía en función de: edad, sexo, región
anatómica y especie
La musculatura de la pechuga pH: 5,6-5,9
de la pierna pH: 6,4-6,7
La grasa no se distribuye en el interior de la
musculatura, sino que se sitúa en la cavidad
abdominal y debajo de la piel
Efectos del procesado en la flora
microbiana de la carne de aves
El escaldado: Disminuye la carga general de los microorganismos
más termosensibles
Las desplumadoras mecánicas: Aumentan la carga microbiana y
favorecen las contaminaciones cruzadas
La evisceración: Aumenta la carga microbiana al extender sobre la
superficie los tipos fecales, que provocan contaminación cruzada
Antes del Duchado: Máxima carga microbiana
Enfriado: Disminuye los recuentos a 103-105 cm-2 en la superficie y a
104cm-2 en la cavidad abdominal
Micrococos, flavobacterias y Escherichia
Alteración de aves a temperaturas
de resfrigeración
Durante aproximadamente 10 días el número de
microorganismos aumenta en la piel hasta alcanzar
un valor máximo de 109 ufc/cm2
El aumento se acompaña de:
olores extraños con 107 ufc/cm2
limosidad con 108 ufc/cm2
Microflora alterante: Pseudomonas spp. (70-80%)
Acinetobacter spp.
Alteración de aves a temperaturas
de resfrigeración
Freeman et al. (1976) identificaron por cromatografía
en fase gaseosa sustancias volátiles :
ácido sulfhídrico
metil mercaptan
dimetilsulfuro
acetato de metilo
acetato de etilo
metanol
etanol
benzaldehído
Carne de aves envasada en
películas impermeables al
oxígeno
La alteración se debe a:
S. putrefaciens
B. thermosphacta
Lactobacilos
ALTERACION
MICROBIANA PESCADO
Composición del tejido muscular
del pescado
Pescados magros (bacalao)
Agua: 80%
Proteína : 18%
Carbohidratos: 1%
Lípidos: Menor a 1%
Pescados grasos (arenque): los contenidos
lipídicos ( 1- 30%) y de agua varían. Los
compuestos solubles no proteicos suponen
el 1,5%
Microflora inicial del pescado
Está influenciada por:
1. Ambiente de la zona de captura
2. Estación del año
3. Método de pesca
4. Manipulación y procesado
Alteración microbiana del pescado
En mares fríos la flora inicial dominante es psicrótrofa
Pseudomonas spp
Acinetobacter spp
Moraxella spp
Shewanella spp
Vibrio spp
En aguas cálidas predominan los mesófilos
Bacillus spp, micrococos y corineformes
Alteración microbiana del pescado
La evisceración del pescado a bordo extiende los
contenidos intestinales por la supeficie,
comenzando a predominar el género Vibrio
El hielo en que se enfrían los pescados está, a su
vez, contaminado con 103 microorganismos por
ml de agua de fusión.
Las bodegas de los barcos de pesca contienen
una flora característica, dominada por
Pseudomonas y Acinetobacter
Microflora del pescado fresco
almacenado en hielo
Pseudomonas spp
S. putrefaciens spp
Acinetobacter spp
Moraxella spp
Grupo predominante
Pseudomonas es el grupo predominante
en el momento de la alteración y
supera a la microflora inicial formada
por bacterias GRAM positivas
Alteración microbiana del pescado
En general las condiciones de pesca y de
trabajo a bordo se realizan ejerciendo muy
poco control
Durante el procesado pueden contaminarse
por utensillos y manipulación
Alteración del pescado
En las primeras fases se utiliza el
nitrógeno no proteico, que da lugar a la
formación de ácidos grasos, amoníaco y
aminas volátiles
Ej: La trimetilamina que se produce cuando
se reduce el óxido de trimetilamina del
músculo
Alteración del pescado
Hay bacterias en:
En la capa mucosa externa de la piel
En la superficie de branquias
En el intestino
Durante la alteración la actividad
bacteriana es mayor en branquias
ALTERACION
MICROBIANA de
VEGETALES
Evolución de la flora microbial
endógena durante el
almacenamineto de zanahoria
mínimamente procesada
Resultados
Pseudomonas spp
Micrococcus spp
Enterobacteria
Chromobacterium spp
Conclusión
Las bacterias que proliferaron durante al
incubación fueron las mismas que
colonizaron el rizoplano de la zanahoria
Todas aumentaron en forma continua
durante el almacenamiento