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ALTERACION DE LOSALIMENTOS POR
MICROORGANISMOS
23/09/2011
Mg. Sonia Herrera Sánchez
MICROBIOLOGIA DE LOS ALIMENTOS
ALTERACION DE LOS ALIMENTOS POR MICROORGANISMOS23/09/2011
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MICROORGANISMOS
HOMBRE
PLANTAS
ANIMALES
ALIMENTOS
•Los que se utilizan en su proceso de
ELABORACION , CONSERVACION, o de
MICROORGANISMOS
EN LOS ALIMENTOS
•Presentes en forma natural
• Aportados por contaminación
• Añadidos intencionalmente
otras fines.
•Los que supone la causa principal de
DETERIORO de los alimentos
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ALTERACION DE LOS ALIMENTOS POR MICROORGANISMOS23/09/2011
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MICROORGANISMOS ALTERACION DE LA SALUD DEL
CONSUMIDOR •Microorganismos patógenos
•Toxina microbianas
DETERIORO DEL ALIMENTO
•Nº de microorganismos
•Utilización de sust. Nutritivas
•Modificaciones enzimáticas
LOS ALIMENTOS
(FUENTES DENUTRIENTES PARA EL
DESARROLLO DE
MICROORGANISMOS
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Crecimiento microbiano 23/09/2011
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Crecimiento microbiano23/09/2011
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Fases del crecimiento
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Crecimiento microbiano23/09/2011
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1. CAUSAS DE LAS ALTERACIONES EN LOS ALIMENTOS (1)
• Todos los alimentos modifican sus características a lo largo del
tiempo, y como consecuencia decimos que han
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cambiado sus caracteres organolépticos.
• Los caracteres organolépticos de un alimento son todas las
características que podemos conocer de un alimento
por medio de nuestros órganos de los sentidos como la vista,
, , .
• Por medio de ello conoceremos de un alimento su color y su
aspecto, su textura, su olor o su sabor
• En el alimento alterado se observa, a veces una variación en su
olor y sabor, por ejemplo cuando se ordeña una vaca a mano,
la leche toma el sabor a establo al hacer el zumo de limón con
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1. CAUSAS DE LAS ALTERACIONES EN LOS ALIMENTOS (2)
mucha anticipación, el aire provoca que el sabor de este vaya
cambiando poco a poco, hasta ser casi desagradable;
al transportarlo o almacenarlo incorrectamente (ejemplo: las
grasas sólidas que a temperaturas elevadas se derriten o
enrancian).
• Las variaciones pueden afectar a su composición química; asíla acción dela luz va a provocar que la vitamina C se destruya
en poco tiempo en el zumo de limón mencionado
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•
En otras ocasiones el alimento puede llevar gérmenespatógenos, sustancias químicas, venenos o parásitos
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1. CAUSAS DE LAS ALTERACIONES EN LOS ALIMENTOS (3)
hablamos entonces de alimento contaminado patógeno: es
por lo tanto todo aquello que puede producir una
enfermedad.
• Alimentos contaminados son por ejemplo, las frutas trat
adas con insecticidas y pesticidas para evitas plagas de
insectos y que han de ser perfectamente lavadas, antes de
consumirse
Principales m.o que alteran los alimentos23/09/2011
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• Bacterias (en general),
• Bacterias Gram-negativas:
seu omonas spp,
• Enterobacteriaceas
• Bacterias Gram-positivas :
Lactobacillae, Micrococaceae
• Bacterias esporuladas:
Bacillus spp, Clostridium spp
• Bacterias halófilas• Levaduras ( en general)
• Mohos (en general)
• Mohos xerófilos
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Factores que influyen en la multiplicación de los
Microorganismos.
• La capacidad de los microorganismos (excepto los virus) para
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crecer o multiplicarse en un alimento esta determinado por el
ambiente alimentario y el medio en que se almacena el
alimento, designados como ambientes alimentarios intrínsecos
y extrínsecos , respectivamente.
Factores que pos ibilitan o dificultan el crecimiento
microbiano en los alimentos
• Composición del alimento
▫ Origen animal
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▫ Origen vegetal
• Tipo y numero de microorganismos
presentes en el alimento
• Parámetros que afectan el crecimiento
microbiano.
▫ Intrínsecos
▫ Extrínsecos▫ Implícitos
▫ Del proceso
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Factores intrínsecos
Se refieren a las propiedades físicas y a la
composición química del propio alimento
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▫ Nutrientes
▫ pH
▫ Actividad de agua
▫ Potencia l redox y oxigeno
▫ Constituyentes antimicrobianos
▫ s ruc ura o g ca
Factores extrínsecosCaracterísticas del ambiente donde se almacena el alimento:
▫ Temperatura
▫ Humedad relativa al ambiente
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▫ Presencia y concentración de gases atmosféricos
▫ Presencia y actividades de otros microorganismos
Tratamientos tecnológicos a los que
,físicos o químicos, modifican la
microbiota inicial y repercuten
también en la composición del
producto final
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Contenido de Nutrientes• La adición de azucares a los alimentos facilita en algunos
casos su contaminación por microorganismos
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Contenido de Nutrientes• La escases de nutrientes en un alimento dificulta la
colonización por microorganismos
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Contenido de Nutrientes 23/09/2011
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1. Nutrientes y Crecimiento (1)
• El crecimiento microbiano se logra por la síntesis de componentes
celulares ener ía.
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• Los nutrientes necesarios para este proceso se derivan del
ambiente inmediato de una célula microbiana, y si la célula esta
creciendo en un alimento. Este suministra los nutrientes. Entre
estos nutrientes se incluyen: Carbohidratos
, Lípidos,
Minerales y vitaminas.
• El agua no se considera un nutriente, pero es esencial como medio
para las reacciones bioquímicas necesarias para la síntesis de la
masa celular y la energía.
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1.1 Carbohidratos
• En la alteración de los alimentos amiláceos, como laspatatas y los granos, es probable que solo tome parte un
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reducido porcentaje de los contaminantes originales.
• En primer lugar, los componentes de la ultima asociación
alterante deben tener la capacidad para subsistir con un
aporte mínimo de nitrógeno y sales.
• En segundo, deben poseer una amilasa, especialmente una
atacado menos fácilmente por los enzimas microbianos que
el almidón cocido.
1.1 Carbohidratos• Monosacáridos
▫ Hexosas ( Glucosa, fructuosa, manosa, galactosa)
▫ Pentosas : xilosa , arabinosa, ribosa, ribulosa, xilulosa.
• Disacáridos
▫ Lactosa (galactosa + glucosa)
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▫ Sucrosa (fructuosa+ glucosa)
▫ Maltosa (glucosa + glucosa)
• Oligosacáridos
▫ Rafinosa (glucosa+fructuosa+galactosa)
▫ Estaquiosa (glucosa+fructuosa+galactosa+galactosa)
• Polisacáridos
▫ Almidón (unidades de glucosa)
▫
▫ Celulosa (unidades de glucosa)
▫ Inulina (unidades de fructuosa)
▫ Hemicelulosa (unidades de xilosa, galactosa, manosa)
▫ Dextranos (polimero α-1,6 glucosa)
▫ Pectinas
▫ Gomas y mucilagos
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Carbohidratos en los alimentos23/09/2011
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Utilización de Carbohidratos por losmicroorganismos
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Utilización de Carbohidratos por los
microorganismos
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1.2 Proteínas• Las proteínas complejas con frecuencia no son atacadas
como tales por los m.o durante la alteración de los
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de fuente de nitrógeno, mientras que los péptidos y los
aminoácidos pueden serlo.
• Sin embargo se conocen excepciones : las proteasas
extracelulares son producidas por algunos m.o que con
.Por ejemplo, las bacterias que producen colagenasa
pueden ser importantes en la alteración de la carne.
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Proteínas en los alimentos23/09/2011
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281.3 Lípidos
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Lípidos en los alimentos23/09/2011
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Propiedadeslipolíticas delos m.o
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Grupo Gener o
Con numerosos tipos lipolíticos Normalmente No lipolíticos
Bacterias Acinetobacter
Aeromonas
Bacillus
Corynebacterium
Enterobacter
Enterococcu
Acetobacter
streptococcus
existentes enlos alimentos.
Lactobacillus
Micrococcus
Pseudomonas
Serratia
Streptococcus
streptomyces
Mohos Alternaria
Aspergillus
Cladosporium
Endomyces
Mucor
Neurospora
Paecilomyces
Penicillum
Rhizopus
Levaduras Yarrowia
(Antes candida)
Hansenula
Pichia
Rhodotorula
Saccharomyces
Torulopsis
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•
Algunas m.o no crecen bajo condiciones que por lo demás sonoptimas, a no ser que se les provea de una o más vitaminas del
grupo B en cantidades adecuadas. Las necesidades varia de un
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1.4 Vitaminas
grupo taxonomico a otro, e incluso entre cepas emparentadas
estrechamente. De aquí que solo se puedan hacer generalizaciones
amplias acerca de cómo las vitaminas existentes en los alimentos
pueden afectar a las asociaciones alterantes.
• La mayoría de los productos de frutas son deficitarios en vitaminas
.
• En las carnes se desarrollan todo tipo de m.o ej. Lactobacillus spp,
debido a su elevado contenido de vitamina del grupo B.
Vitaminas en los alimentos23/09/2011
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• La mayoría de los alimentos de origen animal o vegetalcontienen abundantes minerales para el crecimiento y para
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1.5 Minerales
el metabolismo microbiano. Posibles excepciones a esta
regla son los tipo exigentes de m.o, tales como los
lactobacilos.
• En efecto, las especies, al proporcionar una fuente
suplementaria de manganeso, estimula la producción de
americanos. Este mineral activa el crecimiento y actual como
cofactor en la producción de acido láctico por especies de
lactobacillus y de Pediococcus.
Minerales23/09/2011
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Macrominerales
Calcio
Fósforo
Magnesio
Sodio
Potasio
crom nera es
Hierro
Cobre
Cinc
Flúor
Oligoelementos
Silicio
Níquel
Cromo
Litio
Azufre Manganeso
Cobalto
Molibdeno
Selenio
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2. Factores de crecimiento en
inhibidores en alimentos
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3. Constituyentes antimicrobianos23/09/2011
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4. Estructuras Biológicas
• Entegumento
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5. Actividad del agua23/09/2011
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5. Actividad del agua (Aw)• A valores elevados de Aw (cociente que oscila entre 0 y 1)
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, superiores a 0,98, la mayoría de los microorganismos
encuentran condiciones óptimas de desarrollo.
• Por debajo de 0,87, se inhibe el desarrollo bacteriano y de
la gran parte de las levaduras y únicamente los mohos
pueden proliferar .
• , , ,
o frutas tienen actividad de agua superiores a 0,97, lo que
explica la corta vida útil de estos alimentos. El bajo valor
de este parámetro en harinas, legumbres o pasta italiana
proporciona, por el contrario, estabilidad a estos productos.
F.I: Actividad del agua (Aw)
Este parámetros generalmente se utiliza como medida de la cantidad de
a ua dis onible en un alimento ara el crecimiento microbiana.
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La aw de un alimento es una propiedad especialmente importante.
Puede actuar por lo menos de tres maneras:
1) como un atributo inherente (factor intrínseco) que determina la
posibilidad de proliferación bacteriana.
2) como un factor de tratamiento o procesado por ejemplo, en la
desecación en la salazón o en la conservación de los alimentos con
azúcar.
3) como un parámetro extrínseco, ejemplo en el almacenamiento de las
carnes frescas a una determinada humedad relativa, con el fin de
reducir el crecimiento microbiano en la superficie.
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Efectos de la aw sobre la colonización microbiana
Intervalo
de aw
Organismos inhibidos casi
totalmente por el valor más
bajo de este intervalo
Ejemplos de alimentos con la actividad de agua más baja
1,0- 0,95 Bacilos gram negativos: casi
todos los esporos bacterianos;
algunas levaduras
Alimentos que contiene un 40% aprox (p/p) de sacarosa o un 7% (p/p) de ClNa, eje muchos
embutidos cocidos migas de pan.
0,95 -0,91 Casi todos los coco, lactobacilos;
listeria monocytogenes; células
Alimentos que contiene un 55% aprox (p/p) de sacarosa o un 12% aprox de ClNa ej, Jamón
crudo, pescado ahumado convenientemente, lonchas de carne de vacuno cruda desecada
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vegetativas de las bacillaceae,
algunos mohos.
al aire, carnes ahumadas, queso mitad de maduración.
0,91 -0,87 Levaduras no amófilas Alimentos que contiene un 65% aprox (p/p) de sacarosa (es decir, saturados); alimentos con
un 15% aprox de ClNa ej, salami seco, queso “viejo”.
0,87- 0,80 Mohos no xerofilos;
staphylococcusAureus
Harina, arroz, luembres, etc. Que contiene un 15-17% de agua, pasteles corrientes, leche
condensada azucarada (0,83 aprox)
0,80 –
0,75
Casi todos las bacterias halófilas Alimentos que con 26% ClNa (es decir, saturados); ej, salami Húngaro “viejo” autentico; el
mazapán, que contiene un 15-17% de agua; el pastel ingles de frutas, la compota y la
mermelada.
0 7 5 – Mohos xerófilos Co os de avena ue contiene un 10% a rox de a ua ueso armesano rallado nueces,
0,65
(con frecuencia ≥0,45)
0,65 –
0,60
Levaduras osmófilas Frutas desecadas que contiene un 15-20% de agua (intervalo 0,50-0,75), “toffes” y
caramelos que contiene un 8% aprox agua, miel.
0,50
0,40
0,30
≤0,20
Actividades de agua que no
permitirán ninguna multiplicación
microbiana
Tallarines, etc que contiene un 12% apro. Agua, especies, que contiene un 10% aprox de
agua.
Huevo entero en polvo, que contiene un 5% aporx de agua
Bizcochos, tostadas, cortezas de pan, etc, que contiene un 3-5% de agua.
Leche entera en polvo, que contiene un 3-4% de agua; hortalizas desecadas, que contienen
aprox. Un 5% de agua, copos de maíz y otros cereales, que contiene aprox un 5% de agua.
Aw y crecimiento microbiano
• El agua libre en el alimento es necesario para el crecimiento microbiano.
La necesidad de transportar nutrientes y eliminar los materiales de
desechos, llevar a cabo reacciones enzimáticas, sintetizar materiales
celulares y formar parte de otras reacciones bioquímicas, como la
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hidrólisis de un polímero a monómero (proteínas a aminoácidos). Cada
especie microbiana (o grupo) tiene un nivel de Aw óptimo. máximo y
mínimo para su crecimiento . en general los valores mínimos, la mayoría
de mohos 0,8 Y 0,6 como mínimo con mohos xerofilicos, la mayoría de
levaduras, 0,85 con levaduras osmofilicas, 0,6 a 0,7 mayor parte de
bacterias gram positivas, 0,90 y bacterias gram negativas 0,93.
• gunas excepc ones crecen a par r e ap y ococcus aureus a , ylas bacteria halofilicas a 0,75.
• La Aw necesaria para que las bacterias formen esporas esporulen, para
que las esporas germinen y para que los m.o que producen toxinas
produzcan toxinas suelen ser ,mayor que la Aw mínima para su
crecimiento.
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Aw
y crecimiento microbiano23/09/2011
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6. pH
Grupos
según grado
de acidez
Rango de pH Grupos de alimento Microorganismos
Productos cárnicos
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ácidos> 5
Leche
Hortalizas
Aerobios esporulados
Anaerobios esporulados
Levaduras, mohos y bacterias
no esporuladasGrupo 2:
semiácidos4,5 < pH < 5,0
Mezclas de carne y vegetales
Sopas
Salsas
Tomates
PerasBactérias esporuladas
rupo :ácidos
3,7 < pH < 4,5 Higos
Piña
Otras frutas
ac r as no esporu a asLevaduras
Mohos
Grupo 4: muy
ácidosPH < 3,7
Encurtidos
Pomelo
Zumos cítricos
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Rangos de pH de algunos alimentos
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Valores de pH aproximado de productos lácteos,cárnicos, aves de corral y pescado
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Valores aproximados de pH de algunas frutasfrescas y verduras
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pH y crecimiento microbiano23/09/2011
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Rangos de pH donde crecen algunos organismos
presentes en alimentos
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7. Potencial redox Eh
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Potencial redox y crecimiento microbiano23/09/2011
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Potencial redox y crecimiento microbiano23/09/2011
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Potencial redox y crecimiento microbiano23/09/2011
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Potencial redox y crecimiento de microorganismos en los alimentos23/09/2011
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Potencial redox y crecimiento microbiano
2. Factores extrínsecos▫ Temperatura
▫ Humedad relativa al ambiente
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▫ Presencia y concentración de gases atmosféricos
▫ Presencia y actividades de otros microorganismos
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2.1 Efecto de la temperatura sobre el crecimiento
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Clasificación según la temperatura
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Relación entre las tasas de crecimiento y latemperatura
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Clasificación según su temperatura
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Microorganismos Psicrófilos
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• Hábitat frio
▫ Aguas oceánicas, especialmente los fondos (1-2 ºC)
▫ Bolsas de agua en ártico, antártico, glaciares, etc.
• Adaptaciones bioquímicas al frio
▫ Enzimas crio-resistentes
▫ Sistemas de transporte adaptadas a frio
▫
Fosfolípidos de membrana aumentan proporciones de ácidosgrados insaturados.
Microorganismos Mesófilos
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Microorganismos Termófilos
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• Hábitat permanentemente calientes:
▫ Fuentes termales volcánicas terrestres
▫ Fuentes termales submarinas
▫ Acúmulos de compost y ensilladas.
• Adaptaciones bioquímicas
▫ Enzimas y ribosomas termo resistentes
▫
Membranas ricas en A.G saturados▫ En Archaea: éteres de hidrocarburos con glicerol, e incluso
monocapas bioquímicas bifitanil-tetraétereas.
2.2 Humedad relativa HR23/09/2011
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Humedad relativa HR 23/09/2011
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2.3 Presencia y concentración de gases atmosféricos
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2.3 Gases atmosféricos23/09/2011
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2.4 Presencia y actividades de otros microorganismos▫ Preservación de alimentos mediante el desarrollo de
bacterias o de sus productos metabólicos.
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