Términos de Microbiología Aplicados a la Inocuidad Alimentaria

Una célula es la unidad estructural y funcional de cada organismo vivo. Es la unidad más pequeña que realiza funciones fisiológicas vitales de la vida y mantiene la homoeostasis en los organismos. Los organismos vivos se clasifican ampliamente como procariotas y eucariotas según las diferencias en la complejidad celular. Todas las bacterias son unicelulares y son procariotas («Pro» significa antes y «carión» significa nuez o grano). Estas células pueden formar grupos, cadenas y tétradas y pueden ser móviles o no móviles. Por otro lado, los eucariotas («Eu», que significa bueno, verdadero) pueden ser unicelulares (Algas activas de fotosíntesis y protozoos no fotosintéticos) o multicelulares (plantas, animales y hongos).

Procariotas y eucariotas difieren en varios aspectos (Edwards 2000). En general, los procariotas son mucho más pequeños (1–10 μm) que los eucariotas (10–100 μm) y tienen una molécula de ADN lineal/circular como material genético, pero carecen de una envoltura nuclear. Los eucariotas, por otro lado, tienen su material genético lineal contenido dentro del núcleo, que está rodeado por una «membrana nuclear» de doble pared. La pared celular procariota (5-80 nm) contiene mureína, que está compuesta de un gran número de moléculas de polisacáridos unidos por cadenas cortas de aminoácidos. El ácido murámico, una de las moléculas principales de la mureína, está ausente en eucariotas. La membrana celular procariota, a diferencia de su contraparte eucariota, carece de colesterol y otros esteroides e incluye componentes generadores de energía. Excluyendo los ribosomas, que son los compartimentos de la síntesis de proteínas en ambos tipos de células, todas las demás estructuras celulares (Los orgánulos como las mitocondrias, los cuerpos de Golgi, el retículo endoplásmico, los husos mitóticos, los centriolos y las vacuolas) están ausentes en las células procariotas. Además, estos últimos no contienen estructuras proteicas básicas como las histonas que se unen fuertemente al ADN. Aunque los procariotas carecen de varios orgánulos, están equipados con flagelos, pili, fimbrias y proteínas de superficie especiales para movimiento, fijación, colonización, invasión y reproducción (Rusell et al. 2004; Ray 2013). Los procariotas se dividen principalmente por fisión binaria, aunque la transferencia de genes y la recombinación genética pueden ocurrir sin la formación de gametos o cigotos. Los eucariotas, por otro lado, se dividen por divisiones mitóticas (Sadava et al. 2016). Estas diferencias entre procariotas y eucariotas se resumen en la siguiente Tabla.

Pared Celular Bacterial y Reacción de Gram

Fuera de la membrana plasmática que rodea el citoplasma, todas las células bacterianas tienen una envoltura celular que forma la porción externa. La envoltura celular de las bacterias Gram-positivas incluye la pared celular y el periplasma, mientras que la de una célula Gram-negativa consiste en una membrana externa (OM), una pared celular y un espacio periplásmico sobre la membrana interna. El OM está compuesto de lipopolisacáridos (LPS), lipoproteínas y fosfolípidos. Los LPS y las lipoproteínas están incrustados en la bicapa de fosfolípidos, con la parte de ácido graso hidrófobo hacia adentro y la parte hidrofílica hacia afuera. El OM es una barrera contra muchos factores extracelulares, incluidas las enzimas, los agentes desnaturalizantes o ciertos antibióticos, y provoca reacciones inmunogénicas. Debajo del OM está la capa que contiene una película delgada de peptidoglucano (1–7 nm). El espacio entre las membranas interna y externa se llama espacio periplásmico, donde hay enzimas para descomponer moléculas grandes. El OM y el peptidoglucano están unidos entre sí por puentes de lipoproteínas. Por otro lado, las bacterias Gram-positivas tienen una pared celular gruesa compuesta de mucopeptidos, ácidos teicoicos y ácidos lipoteicoicos. Los ácidos teicoicos son inmunogénicos y pueden inducir el factor de necrosis tumoral α e interleucina 1. Estas bacterias tienen múltiples capas (20–80 nm) de peptidoglucano en una gran red de polímeros en la pared celular bacteriana formada por la repetición de disacáridos interconectados por polipéptidos (Ray 2013).

Gram-negativos y Gram-positivos se distinguen entre sí utilizando la técnica de tinción de Hans Christian Gram basada en la capacidad de su pared celular para retener el colorante violeta cristalino. Las bacterias Gram-positivas retienen el tinte, mientras que las Gram-negativas no. Las Gram-positivas tienen una pared celular multicapa más gruesa y múltiples capas de peptidoglucano. Sin embargo, las Gram-negativas tienen una pared celular más delgada y una capa de peptidoglucano. Al teñir con tinte violeta cristal, ambos tipos de bacterias absorben la mancha y aparecen azules. En el siguiente paso, la solución de yodo de Gram ingresa a las células y forma un complejo insoluble en agua con el tinte. Después de la decoloración con alcohol o acetona solvente, se teoriza que la pared celular Gram-positiva es deshidratada por el solvente, haciéndola no permeable. La pared celular Gram-negativa, por otro lado, se vuelve más permeable debido a la pérdida de contenido de lípidos en la pared celular. El complejo cristal violeta-yodo se solubiliza durante la etapa de decoloración y escapa de una célula Gram-negativa, mientras que la pared celular gruesa, deshidratada, no permeable evita que salga de una célula Gram-positiva. En consecuencia, las bacterias Gram-negativas tomarán la contratinción, Safranin, y aparecerán rosadas.

Multiplicidad de Organismos Alimenticios

Desde la perspectiva de un microbiólogo de alimentos, hay varios microorganismos, como bacterias, virus, hongos, protozoos y parásitos, para los cuales los alimentos sirven como vehículos de transmisión (Siguiente Tabla). Entre estos agentes, varias bacterias están más comúnmente implicadas en episodios de brotes transmitidos por alimentos. Las enfermedades transmitidas por los alimentos en los seres humanos son causadas por el contacto directo con alimentos infectados animales/productos animales (zoonóticos) o humanos, como un manipulador de alimentos, o por la ingestión directa de alimentos contaminados. Hay tres términos importantes con respecto a las enfermedades transmitidas por los alimentos: Infecciones transmitidas por los alimentos, Intoxicaciones transmitidas por los alimentos e infecciones mediadas por toxinas transmitidas por los alimentos (También conocida como toxiinfección). La infección transmitida por alimentos es la condición causada por la ingestión de células viables de un patógeno. Por ejemplo, las infecciones por Escherichia coli O157: H7 y Salmonella Enteritidis se producen por la ingestión de alimentos contaminados con células vivas de estos patógenos. La intoxicación transmitida por alimentos es la condición en la cual las toxinas preformadas en los alimentos producidas por un patógeno toxigénico actúan como la causa subyacente de la enfermedad. Por ejemplo, Clostridium botulinum produce una neurotoxina en los alimentos que, cuando se consume, provoca una afección grave llamada botulismo. Finalmente, la infección mediada por toxinas transmitida por alimentos es aquella en la que la ingestión de células patógenas viables provoca la producción de toxinas dentro del cuerpo humano, lo que lleva a episodios de infección. Por ejemplo, Vibrio cholerae produce toxina del cólera dentro del cuerpo después de ser ingerida por el huésped. La siguiente tabla muestra la morfología, la reacción de Gram, las propiedades bioquímicas y los alimentos asociados con bacterias importantes transmitidas por los alimentos.

Crecimiento Bacterial

Las bacterias transmitidas por los alimentos siguen la curva de crecimiento sigmoidal clásica que involucra la fase de retraso, la fase logarítmica, la fase estacionaria y la fase de muerte, aunque los modelos de Gompertz, Baranyi y trifásico no reconocen la fase de muerte. En la fase de retraso, las bacterias detectarán el medio ambiente y se prepararán para un período multiplicativo activo. La bacteria sintetizará componentes celulares como ribosomas, ATP y cofactores sin aumento en el número de células. Luego, en la fase logarítmica, las bacterias crecerán y se dividirán a una velocidad máxima en un patrón exponencial. El tiempo requerido para que las bacterias dupliquen el número a una temperatura específica, conocida como el tiempo de generación, permanece constante durante esta fase. La fase estacionaria comienza cuando la densidad celular alcanza aproximadamente 10⁸ –10⁹ unidades formadoras de colonias (UFC). Esto sigue con la fase de muerte, en la que habrá una disminución gradual en el número de células vivas debido al ambiente privado de nutrientes y la acumulación de desechos bioquímicos tóxicos.

Normalmente en los alimentos, habrá una población mixta de microorganismos, incluyendo bacterias, hongos, levaduras y hongos. Dado que estos organismos tienen diferentes condiciones óptimas de crecimiento, el recuento de algunos microorganismos a una temperatura determinada en un momento determinado puede ser mayor que el de otros. La temperatura de 35 °C permite el crecimiento de muchas bacterias, mientras que durante el almacenamiento a 4 °C (Refrigeración), algunas bacterias superarán a las que crecerán mejor a 35 °C. Hay otra situación en la que a la misma temperatura pueden crecer dos o más organismos, pero debido a las diferencias en sus tiempos de generación, uno supera al otro. Esto es cierto sobre las bacterias que dominan las levaduras y los hongos, lo que da como resultado el deterioro de los alimentos. Hay ciertos alimentos que explotan las cualidades de la simbiosis en la que dos o más bacterias crecen juntas en un alimento determinado para su beneficio, ayudando al desarrollo de la calidad deseada en esos alimentos. Por ejemplo, dos bacterias del ácido láctico, Streptococcus thermophilus y Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus, utilizan sus mecanismos bioquímicos para ayudarse mutuamente en el crecimiento de alimentos como el yogur. Individualmente, producen menos compuestos de sabor, como el acetaldehído, mientras que cuando se combinan, producen más que la cantidad aditiva de acetaldehído producido por ellos individualmente, lo que produce el sabor deseado en el yogur, un ejemplo interesante de sinergia o protocooperación. en los alimentos. Por el contrario, hay condiciones en las que una bacteria inhibe o reduce el crecimiento de la otra, conocida como crecimiento antagonista.

Indicadores de Contaminación

Ciertas bacterias son a menudo indicadores de posibles peligros de contaminación de alimentos. Su presencia en alimentos o agua indica la posible presencia de patógenos. Reflejan la calidad microbiológica de los alimentos en relación con la vida útil del producto o su inocuidad frente a los patógenos transmitidos por los alimentos. Generalmente son los organismos indicadores entéricos como E. coli y otros coliformes, así como estreptococos fecales.

Factores Importantes que Influencian en el Crecimiento Microbiano

Varios factores determinan el crecimiento de microorganismos en los alimentos. Se pueden clasificar como intrínsecos y extrínsecos a los alimentos. El primero se caracteriza por los factores inherentemente presentes en los alimentos, incluidos el pH, el contenido de humedad, la disponibilidad de nutrientes, el potencial de reducción de la oxidación, las estructuras biológicas y la presencia de compuestos antimicrobianos. Los factores extrínsecos son las propiedades del entorno de almacenamiento de alimentos que afectan tanto a los alimentos como a los microorganismos asociados, e incluyen la temperatura de almacenamiento, la humedad relativa, la presencia y las actividades de otros organismos y el entorno gaseoso. La temperatura óptima, el rango de pH y la actividad del agua de algunas de las bacterias importantes transmitidas por los alimentos se dan en la siguiente tabla.

Clasificación de las bacterias transmitidas por los alimentos.

1. Basados en su tolerancia a la temperatura: Las bacterias se pueden clasificar según su temperatura de crecimiento. Los psicrotróficos («Amantes del frío») son aquellas bacterias que son capaces de crecer a bajas temperaturas, que van desde 0 °C a 5 °C. También pueden vivir en un rango de temperatura óptimo de 20-30 °C y se asocian principalmente con el deterioro de los alimentos. Pseudomonas es el más comúnmente encontrado. Otros patógenos psicrotróficos importantes transmitidos por los alimentos incluyen Listeria monocytogenes y Yersinia enterocolitica. Los mesófilos son aquellas bacterias a las que les gusta crecer a un rango de temperatura entre 20 °C y 45 °C, con una temperatura óptima para el crecimiento entre 30 °C y 40 °C. La mayoría de los patógenos entéricos como E. coli O157: H7 y Salmonella Enteritidis crecen muy bien en este rango de temperatura. Sin embargo, a diferencia de los psicrotrofos, no crecen a temperaturas más bajas. Como su nombre lo indica, a las bacterias termofílicas (“Amantes del calor”) les gusta crecer a altas temperaturas, especialmente entre 45 °C y 65 °C. Los géneros Clostridium y Bacillus entran en esta categoría, que preocupan a la industria de las conservas. Además, hay otras bacterias que son capaces de sobrevivir incluso a temperaturas de pasteurización (Pero por debajo de la temperatura de ebullición) y se denominan termodúricos. Micrococcus, Lactobacillus y Bacillus (Esporas) son ejemplos de termodúricos.
2. Basados en sus requisitos de oxígeno: Según los requisitos de oxígeno para el crecimiento, las bacterias se clasifican en aerobias, anaerobias, microaerobias y facultativamente anaerobias. Las bacterias aeróbicas requieren oxígeno para crecer. No tienen vías de fermentación y generalmente producen superóxido dismutasa. Ejemplos son Pseudomonas, Brevibacterium y Bacillus. Por otro -lado, a las bacterias anaerobias no les gusta el oxígeno y la presencia de oxígeno inhibirá su crecimiento. Carecen de superóxido dismutasa y catalasa. Son fermentadores, pero no pueden usar oxígeno como un receptor terminal de oxígeno. Clostridium botulinum y Propionibacterium son ejemplos. Los anaerobios facultativos son fundamentalmente anaerobios, pero también pueden crecer en condiciones aeróbicas si las condiciones lo exigen. Los miembros de Enterobacteriaceae son ejemplos típicos. Los organismos como Campylobacter que requieren tensión de oxígeno baja, pero no completa se llaman microaerobios.
3. Basado en niveles de tolerancia fisiológica: Los niveles de tolerancia fisiológica son muy importantes para que algunas bacterias se adapten en condiciones extremas. Las bacterias a menudo regulan al alza ciertos genes en condiciones de estrés con fines de supervivencia. Staphylococcus aureus, Pediococcus y Vibrio pueden tolerar altas concentraciones de sal y se denominan halotolerantes («Halo» que significa sal). Los microorganismos que crecen con baja actividad de agua se denominan xerófilos. Estos incluyen osmófilos y halófilos, en donde los halófilos son microorganismos que viven y crecen en ambientes salados. Se clasifican en halófilos moderados y extremos, de los cuales los primeros requieren 0.2–0.5 M NaCl para su crecimiento y juegan un papel importante en el deterioro de los productos alimenticios salados (Vibrio parahaemolyticus), mientras que los halófilos extremos requieren 3 M NaCl para el crecimiento (Miembros de arqueobacterias). Un término similar, osmófilos, se aplica a un grupo de bacterias que crecen en un entorno osmótico relativamente más alto. S. aureus y Leuconostoc son ejemplos. Los saccharófilos son osmófilos que toleran el alto contenido de azúcar, y las bacterias capaces de sobrevivir a un pH muy bajo, como Lactobacillus y Pediococcus, se denominan aciduricos.
4. Basado en el desglose del sustrato: Las bacterias difieren en su capacidad para lisar sustratos. Las bacterias proteolíticas (Clostridium y Pseudomonas) son capaces de hidrolizar proteínas. Las bacterias lipolíticas como Pseudomonas y Flavobacterium son capaces de hidrolizar triglicéridos. Bacillus y Aeromonas pueden descomponer los carbohidratos complejos y se denominan sacarolíticos. En términos de su capacidad para producir ácidos a partir de carbohidratos, ciertas bacterias son productores de ácido láctico (Lactococcus, Pediococcus), productores de ácido acético (Acetobacter), productores de ácido propiónico (Propionibacterium) y productores de ácido butírico (Clostridium butyricum). Algunos de ellos producen gases como dióxido de carbono, hidrógeno y sulfuro de hidrógeno (Leuconostoc, Enterobacter, Clostridium, Lactobacillus, etc.), y otros producen limo (Xanthomonas, Alcaligenes, Enterobacter, Lactococcus y Lactobacillus).
5. Basado en la amplitud del peligro: Según el grado de impacto del peligro en la salud, los patógenos transmitidos por los alimentos se dividen en aquellos que causan riesgos graves directos para la salud, como C. botulinum, L. monocytogenes, E. coli O157: H7 y Shigella dysenteriae; aquellos que causan riesgos moderados con una propagación potencialmente extensa, como Salmonella spp. y E. coli enteroxigénica; y aquellos que causan peligro moderado con diseminación limitada. S. aureus, C. perfringens, B. cereus, Campylobacter y Yersinia son ejemplos.

Microorganismos involucrados en la inocuidad de los alimentos

1. Patógenos Gram-positivos Transmitidos por Alimentos: Entre las diversas especies de bacterias Gram-positivas responsables de brotes transmitidos por alimentos, L. monocytogenes causa condiciones fatales en mujeres embarazadas, niños, ancianos y personas inmunocomprometidas. Staphylococcus aureus causa resultados graves debido a la enterotoxina estable al calor en los alimentos, lo que resulta en intoxicación alimentaria. Ciertos patógenos transmitidos por los alimentos son difíciles de inactivar debido a su capacidad para producir esporas. Las esporas son estructuras de supervivencia que ayudan a las bacterias a superar las condiciones ambientales desfavorables. Muchas esporas son resistentes a las temperaturas de cocción y pueden sobrevivir al congelamiento y al secado. Las bacterias ejecutan la resistencia en las esporas al sintetizar nuevas enzimas como la sintetasa del ácido dipicolínico y la catalasa resistente al calor, al aumentar o disminuir otras enzimas, al sintetizar dipicolinato de calcio en el núcleo de las esporas y al producir una capa de esporas de queratina. Bacillus cereus, Clostridium perfringens y C. botulinum son ejemplos de bacterias que producen esporas. Las esporas de C. botulinum tipo A y B son resistentes al calor, mientras que las esporas de tipo E son termolábiles. C. botulinum produce una neurotoxina (Toxina botulínica) que resulta en una condición llamada botulismo (Latín, botulus, que significa «salchicha»), una enfermedad paralítica rara pero grave causada por la toxina botulínica. Existen tres tipos de botulismo asociados con los alimentos (Por lo menos hasta hoy), (1) botulismo transmitido por alimentos causado por la ingestión de alimentos contaminados con toxina botulínica, (2) botulismo infantil debido a la colonización intestinal y la producción de toxina en bebés, y (3) botulismo por toxemia intestinal en adultos, una forma poco común de colonización intestinal y producción de toxinas por C. botulinum en adultos. En el botulismo infantil, la toxina estará presente en las heces excretadas por el bebé infectado. Las verduras alcalinas mal conservadas y el pescado ahumado están implicados en el botulismo en adultos. La miel se asocia comúnmente con el botulismo infantil. Otra especie de Clostridium, C. perfringens, causa enteritis en humanos.
2. Patógenos Gram-negativos Transmitidos por Alimentos: Muchas de las bacterias Gram-negativas que causan contaminaciones transmitidas por los alimentos son patógenos. En general, las infecciones bacterianas Gram-negativas producen manifestaciones como diarrea, calambres abdominales y trastornos intestinales. Aunque la diarrea es difícil de definir cuantitativamente, es el paso de las heces en exceso de lo normal con una consistencia cambiada observada con un cambio reciente en las deposiciones. El síndrome de disentería se caracteriza por sangre y pus en las heces, calambres abdominales, tenesmo y fiebre. La sangre macroscópica en las heces es el signo más confiable. Muchos patógenos transmitidos por alimentos Gram-negativas como Campylobacter, Salmonella, Shigella, E. coli O157: H7, E. coli enteroinvasiva (EIEC) e Y. enterocolitica producen diarrea con sangre, mientras que E. coli enterotoxigénica (ETEC), Vibrio cholerae y C. perfringens causa diarrea acuosa. La información sobre algunos de los importantes patógenos diarreicos transmitidos por los alimentos se proporciona en la siguiente tabla. 

3. Priones Transmitidos por Alimentos: La encefalopatía espongiforme bovina (EEB) o “Enfermedad de las vacas locas” es una enfermedad degenerativa crónica que afecta el sistema nervioso central del ganado. La condición es causada por priones, una forma modificada de una proteína eucariota normal capaz de hacer que las células produzcan más proteínas anormales. La enfermedad en el ganado bovino se caracteriza por un período de incubación prolongado (Meses a años) y una enfermedad neurológica progresiva y debilitante con lesiones histológicas características como fibrillas, vacuolas y depósitos amiloides en el cerebro que resultan en la muerte. No habrá respuesta inflamatoria o inmune. El Departamento de Agricultura de EE. UU. (USDA) advirtió que podría existir la posibilidad de contraer un tipo de encefalopatía espongiforme transmisible que los humanos denominan la variante enfermedad de Creutzfeldt – Jakob al comer carne contaminada. La agencia informó que la epidemia terminó prohibiendo la incorporación de subproductos de carne en los alimentos suministrados al ganado vacuno y ovino.
4. Hongos Importantes Transmitidos por Alimentos: Los hongos transmitidos por los alimentos pueden ser perjudiciales o de importancia patogénica. Los hongos patógenos producen micotoxinas, que son los metabolitos secundarios producidos al final de la fase de crecimiento exponencial (Log). Entre los hongos que causan el deterioro, las especies de Aspergillus están involucradas en el deterioro de alimentos como mermeladas, jamón curado, frutas y verduras. Otros hongos como Alternaria, Geotrichum y Mucor causan el deterioro de las verduras. Penicillium expansum, un patógeno en frutas frescas, es psicrotrófico y puede crecer a temperaturas tan bajas como −2 a −3 °C. Producen una toxina llamada patulina, que es potencialmente cancerígena y produce efectos tóxicos inmunológicos, neurológicos y gastrointestinales en animales. Otras especies como Penicillium verrucosum y P. commune también son capaces de producir toxinas. Aspergillus flavus y A. parasiticus producen toxinas llamadas aflatoxinas, y las más comunes son B1, B2, G1, G2, M1 y M2. En humanos, se informa que las aflatoxinas causan cáncer de hígado. Resulta en un retraso en el crecimiento en los niños si están expuestos a niveles tóxicos durante el período neonatal.
5. Parásitos y Protozoarios Transmitidos por Alimentos: Los alimentos pueden desempeñar un papel importante en la transmisión de una variedad de parásitos de origen eucariota, incluidos los nematodos, cestodos y protozoos. Parásitos como Taenia saginata, T. solium y otras Taenia spp. pueden transmitirse a los humanos por el consumo de carne cruda o poco cocida o productos cárnicos. Además, los alimentos crudos de mar y agua dulce, como pescado, moluscos y ranas, pueden servir como vehículos de algunos parásitos. Los protozoos importantes transmitidos por los alimentos son Cryptosporidium, Giardia, Entamoeba spp. y Cyclospora, que comúnmente se asocian con productos frescos. El uso de agua no tratada para la preparación de alimentos también juega un papel en su transmisión a los humanos. Al igual que los virus transmitidos por los alimentos, los parásitos no se multiplican en los alimentos, sino que sobreviven en los alimentos húmedos durante meses.

Bacterias involucradas en el deterioro de los alimentos

Entre las diversas bacterias en los alimentos, algunas causan el deterioro de los alimentos y productos alimenticios. El deterioro es una condición resultante de la actividad microbiana que se detecta por cambios en el olor, el sabor y la apariencia. En alimentos como la carne, las bacterias usan sustancias de bajo peso molecular como lactato, glucosa-1-fosfato y glucosa-6-fosfato, seguidas del uso de creatina y péptidos como carnosina y anserina. Una vez que estos compuestos se agotan, los aminoácidos se utilizan potencialmente como sustratos. Finalmente, las proteínas se catabolizan, lo que resulta en la producción de amoníaco, cadaverina, putrescina e hidrógeno sulfurado; los signos de deterioro comienzan a aparecer. En general, el deterioro bacteriano ocurre cuando la población bacteriana de los alimentos alcanza 10⁷ – 10⁸ por g, cm² o ml (ICMSF 2005).

Entre varios factores que favorecen el deterioro, la actividad del agua (a_w) es crítica en el deterioro de la carne. La actividad del agua se refiere al agua disponible para las reacciones bioquímicas. Es la relación entre la presión de vapor de agua en los alimentos y la presión de vapor de agua pura a la misma temperatura. Si la carne se almacena anaeróbicamente a una mayor actividad de agua (a_w > 0.95), Pseudomonas, Flavobacterium, Alcaligenes, Moraxella y Bacillus constituyen la flora predominante de descomposición. Estas bacterias causan proteólisis y lipólisis y dan como resultado la producción de pigmento y limo. Si la carne se almacena anaeróbicamente a una actividad de agua relativamente alta (a_w > 0.95) a una temperatura más baja, las bacterias del ácido láctico dominan, lo que resulta en la producción de ácido. Sigue el desarrollo de limo y color verde. Si la carne se almacena anaeróbicamente a una mayor actividad de agua a una temperatura alta, Clostridium spp. toma la delantera, lo que resulta en olores nocivos debido al catabolismo anaeróbico de las proteínas. Cuando se produce la descomposición en los huevos, Pseudomonas, Flavobacterium, Proteus y Salmonella crecen exuberantemente en el menstruo en descomposición. En caso de deterioro del pescado, aparte de Pseudomonas y Flavobacterium, Vibrio y Micrococcus pueden estar involucrados. La descomposición de frutas y verduras generalmente se encuentra con Pseudomonas, Bacillus, Clostridium y Erwinia. Aunque no se ve comúnmente, hay ciertas bacterias de descomposición que producen esporas. Por ejemplo, Sporolactobacillus, un organismo Gram-positivo, y Desulfotomaculum, un formador de esporas Gramnegativas, causan el deterioro de los alimentos enlatados.

Bacterias en los alimentos beneficiosas para los humanos

Aunque una serie de especies bacterianas que se encuentran en los alimentos deterioran o son organismos patógenos, hay varias otras que son beneficiosas para los alimentos. Las bacterias del ácido láctico (LAB) son importantes en la fermentación de varios productos alimenticios. Incluyen géneros Gram-positivos importantes como Enterococcus, Lactococcus, Lactobacillus, Leuconostoc, Pediococcus y Streptococcus. Obtienen energía por fosforilación a nivel de sustrato mientras oxidan los carbohidratos. Hay dos grupos de LAB, basados en los productos finales del metabolismo de la glucosa. Los LAB homofermentativos son aquellos que producen ácido láctico como resultado de la fermentación de glucosa. Lactobacillus acidophilus, L. bulgaricus, L. delbrueckii, L. Lactis, Pediococcus acidilactici, Lactococcus lactis y L. cremoris son ejemplos. Pediococcus cerevisiae se usa como cultivo iniciador en salchichas fermentadas, mientras que P. acidilactici y P. pentosauces se usan para hacer salchichas de verano. Los LAB heterofermentativos son aquellos que utilizan glucosa y producen volúmenes iguales de lactato, etanol y dióxido de carbono. Producen sabor y compuestos aromáticos como el acetaldehído y el diacetilo. Lactobacillus brevis, L. buchneri y todos los miembros de Leuconostoc son los más importantes. Leuconostoc dextranicum y L. cremoris son necesarios para las fermentaciones lácteas, en las que fermentan ácido cítrico en la leche, produciendo diacetilo. Otra especie, L. mesenteroides, se usa en la fermentación de chucrut. Otra especie común de LAB, Streptococcus thermophilis, se usa en la fabricación de queso y yogurt suizo. Lactococcus lactis es responsable de la alimentación natural de la leche. Produce nisina, un péptido antibiótico que inhibe Bacillus y Clostridium. Brevibacterium linens es otra bacteria importante en la maduración de las superficies de queso, especialmente del queso Brick y el queso Limburger. Propionibacterium shermanii y Propionibacterium freundenreichii son útiles para hacer queso suizo. Otra bacteria beneficiosa, Micrococcus, una bacteria no móvil que produce pigmentos amarillos, naranjas y rosados, es muy tolerante a la sal y, por lo tanto, se usa en carnes curadas, salmueras y tanques de curado.

Recapitulando

La biología de los organismos unicelulares siempre ha proporcionado importantes aspectos internos sobre las interacciones huésped-patógeno y la forma en que las bacterias, los virus y otros organismos sobreviven y contaminan los diferentes ambientes. Los procariotas todavía se agrupan en función de la tinción de sus paredes celulares, aunque las nuevas ideas sobre su composición celular reflejan una gran diversidad dentro de este grupo de microorganismos. La supervivencia, y en algunos casos el crecimiento, de bacterias en los alimentos es la respuesta a factores asociados con los microorganismos mismos o los alimentos. Muchos microorganismos de los alimentos se han utilizado de manera beneficiosa para impartir sabores, conservar alimentos o crear nuevos productos alimenticios, como en el caso de la levadura utilizada para hacer pan. Sin embargo, algunos microorganismos pueden ser dañinos para los humanos. Las enfermedades transmitidas por los alimentos se clasifican como infecciones, intoxicaciones e infecciones por toxico según la forma en que las bacterias producen la enfermedad. Algunas bacterias se usan a menudo como indicadores de posible contaminación de alimentos.

Referencias

Biology: The Easy Way

Gabrielle I. Edwards

Fundamental Food Microbiology

Bibek Ray

Concepts in Bacterial Virulence

Rusell et al.

Life: The Science of Biology

David Sadava

Microorganisms in Foods 6 – Microbial Ecology of Food Commodities

ICMSF

Bovine Spongiform Encephalopathy (BSE)

USDA Website

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FDA