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FACTORES QUE INFLUYEN EN EL CRECIMIENTO YSUPERVIVENCIA DE LOS MICROORGANISMOS
EN LOS ALIMENTOS
Mara Marcela Martnez Miranda
M.Sc. Microbiologa
Dpto. de Ingeniera de Alimentos
Universidad de Caldas
Crecimiento microbiano en alimentos
La habilidad de los microorganismos para crecer o multiplicarse en un alimentoesta determinada por:
1. El ambiente del alimento (factores intrnsecos)
2. El ambiente en el que el alimento es almacenado (factores extrnsecos)Marcela Martnez M.Sc.
Factores intrnsecos
Nutrientes
pH
Potencial redox y oxgeno
Actividad de agua
Constituyentes antimicrobianos
Estructura biolgica
Marcela Martnez M.Sc.
Factores extrnsecos
Temperatura
Humedad relativa del
ambiente
Presencia y concentracin
de gases atmosfricos
Presencia y actividades de
otros microorganismos
Marcela Martnez M.Sc.
Factores intrnsecosDISPONIBILIDAD DE NUTRIENTES
Nutrientes para la sntesis
Productosqumicos,luz (fuentede energa)
Productos de desecho(productos defermentacin; cidosCO2, etc; aceptores deelectrones reducidos)
Macromolculas yotros componentes
Anabolismo(biosntesis)
Catabolismo
Energapara biosntesis Energa para
la movilidad,transporte denutrientes,etc.
Marcela Martnez M.Sc.
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Contenido de nutrientes (1)
Las carnes son ricas en protenas,lpidos, minerales y vitaminaspero pobres en carbohidratos
Las frutas y verduras son ricasen carbohidratos pero puedenser pobres en protenas,minerales y algunas vitaminas
La leche y alimentos preparadostienen los 5 grupos de nutrientesen cantidades suficientes para elcrecimiento microbiano
Marcela Martnez M.Sc.
Los microorganismos presentes enalimentos varan ampliamente ensu requerimiento de nutrientes,siendo las bacterias las querequieren ms nutrientes,seguidas por las levaduras y los
mohos.
BACTERIAS
MOHOSLEVADURAS
Marcela Martnez M.Sc.
CLASIFICACINDE LOS CARBOHIDRATOS
Monosacridos
Hexosas: glucosa, fructosa, manosa, galactosa
Pentosas: xilosa, arabinosa, ribosa, ribulosa, xilulosa
Disacridos
Lactosa
Sucrosa
Maltosa
Oligosacridos
Rafinosa
Estaquiosa
Polisacridos
Almidn
Glucgeno
Celulosa
InulinaHemicelulosa
Dextranos
Pectinas
Gomas y mucilagosMarcela Martnez M.Sc.
Carbohidratos en alimentos
Marcela Martnez M.Sc.
Utilizacin de carbohidratos por losmicroorganismos
Todos los microorganismos normalmentepresentes en los alimentos metabolizanla glucosa
Los mohos son, la mayora,capaces de usar polisacridosMarcela Martnez M.Sc.
Protenas en alimentos
Protenas simples
Albumina (huevo)
Globulinas (leche)
Glutelinias (cereal)
Prolaminas (granos)
Colgenos (msculos)
Protenas conjugadas
Pptidos
Compuestos nitrogenados
no proteicos
(aminocidos, urea,
amonio, creatinina)
Marcela Martnez M.Sc.
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Lpidos en alimentos
Marcela Martnez M.Sc.
Lpidos en alimentos
Son sustratos menos preferidos por los m.o. para la sntesis de
energa y material celular.
Muchos m.o. pueden producir lipasas y oxidasas lipdicasextracelulares.
Los mohos son ms capaces de producir estas enzimas.
Pseudomonas,AchromobacteryAlcaligenes
La accin de estas enzimas est asociada con alteracin
(rancidez) o con la produccin de sabores deseables (quesos
madurados con mohos).
Cepas de Lactobacillus acidophilus, pueden metabolizar
colesterol.
Marcela Martnez M.Sc.
Vitaminas en alimentos
Marcela Martnez M.Sc.
Minerales en alimentos
Marcela Martnez M.Sc.
FACTORES DE CRECIMIENTO E INHIBIDORES ENALIMENTOS
El tomate contiene
factores de crecimientoque estimulan el
crecimiento deLactobacillus
El huevo contiene lizosima
que es un inhibidor
microbiano naturalLa leche contiene
aglutinina que esun inhibidor
microbiano natural
Marcela Martnez M.Sc.
Constituyentes antimicrobianos Algunas especies de plantas contienen aceites
esenciales que poseen actividad antimicrobiana:
Eugenol clavos
Alicina ajo
Aldehdo y eugenol canela
Acil-isociocinato mostaza
Eugenol y timol salvia
Carvacrol (isotimol) y timol organo
La leche de vaca contiene sustancias
antimicrobianas: lactoferrina, conglutinina, y el
sistema lactoperoxidasa.Marcela Martnez M.Sc.
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Estructuras biolgicas
Marcela Martnez M.Sc.
Actividad de agua en alimentos
Marcela Martnez M.Sc.
Actividad de agua
La disponibilidad de agua depende
contenido de agua del ambiente (hbitat hmedo o seco)
concentracin de solutos en el agua
La disponibilidad de agua se expresa como actividad de agua
(aw
Sus valores varan entre 0 y 1
Marcela Martnez M.Sc.
Presin osmtica
Plasmolisis: cuando una clula se introduce en una solucin
de con baja actividad de agua, tal como una disolucin de sal
o de azcar, pierde agua.
Marcela Martnez M.Sc.
Presin osmtica
Turgencia: fenmeno por el cual las clulas al absorber agua,
se hinchan, ejerciendo presin contra las membranascelulares, las cuales se ponen tensas.
Marcela Martnez M.Sc.
Aw de alimentos
Alimentos Aw
Cereales, galletas, azcar, sal, leche en polvo 0,10 a 0,20Miel, chocolate, huevo seco < 0.60
Mermelada, jalea, frutos secos, queso
parmesano, nueces0,60 a 0,85
Embutidos fermentados, carnes curadas secas,
leche condensada azucarada, jarabe de arce0,85 a 0,93
Leche evaporada, pasta de tomate, pan, jugos
de frutas, pescado salado, embutidos, queso
procesado
0,9 a 0,98
Carnes frescas, pescado, frutas, vegetales,
leche, huevos0,98 a 0,99
Marcela Martnez M.Sc.
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4f/Osmotic_pressure_on_blood_cells_diagram-es.svghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4f/Osmotic_pressure_on_blood_cells_diagram-es.svg7/28/2019 factores externos de deterioro alim.pdf
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Efectos de la Aw sobre el crecimientode los microorganismos
Influye en la
multiplicacin de losmicroorganismos.
En su actividad
metabolica.
En su resistencia y
supervivencia.
Marcela Martnez M.Sc.
Actividad de agua y crecimientomicrobiano
GRUPOS MICROBIANOS Aw
Bacterias G 0,97
Bacterias G + 0,90
Levaduras 0,88
Hongos filamentosos 0,80
Bacterias halfilas 0,75
Hongos xerfilos 0,61
Osmfilos
Xerfilos
Halfilos
Marcela Martnez M.Sc.
Valores mnimos de Aw para el crecimiento demicroorganismos importantes en alimentos
Marcela Martnez M.Sc.
pH Y CRECIMIENTO
Marcela Martnez M.Sc.
pH de alimentos
Tipo dealimento Rango de pH Ejemplos
Alimentos
de acidez
alta
pH menor a
4.6
Frutas, jugos de
frutas, alimentos
fermentados (a
partir de frutas,
vegetales, carnes
y leche) y salsas
para ensaladas.
Alimentos
de acidez
baja
pH de 4.6 y
mayor
Vegetales,
carnes, pescado,
leche y sopas.Marcela Martnez M.Sc.
Clasificacin de los alimentos segn su acidez
Grupo segn grado deacidez
Rango de pH Grupos de alimentos Microorganismos
Grupo 1: poco cidos 5Productos crnicosProductos marinos
Leche
Hortalizas
Aerobiosesporulados
Anaerobio
esporulados
Levaduras, mohos y
bacterias no
esporuladasGrupo 2: semicidos 4,5 pH < 5,0
Mezcla de carne y
vegetales
Sopas
Salsas
Grupo 3: cidos 3,7 pH < 4,5
Tomates
Peras
Higos
Pia
Otrasfrutas
Bacterias esporuladas
Bacterias no
esporuladas
Levaduras
Mohos
Grupo4: muy cidos pH < 3,7
Encurtidos
Pomelo
Zumos ctricos
Marcela Martnez M.Sc.
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Marcela Martnez M.Sc.
Valores de pH aproximado de productos lcteos,crnicos, aves de corral y pescado
Marcela Martnez M.Sc.
Valores aproximados de pH de algunas frutasfrescas y verduras
Marcela Martnez M.Sc.
Efecto del pH sobre el crecimientomicrobiano
Altera el funcionamiento de sus enzimas.
Se altera el transporte de nutrientes al interior
de la clula.
Afecta la interaccin entre los iones H+ y las
enzimas de la membrana citoplasmtica.
La morfologa de algunos microorganismospuede resultar alterada por el pH.
Marcela Martnez M.Sc.
pH y crecimiento microbiano Neutrfilos:pH entre 5.5 - 8
Acidfilos: pH entre 0 - 5
Alcalfilos:pH entre 8.5 11.5
RANGOS DE pH PARA EL CRECIMIENTO DE LOS
MICROORGANISMOS
Grupo Rango
Bacterias Gram negativas 4.5 - 9
Bacterias Gram positivas 4.08.5
Levaduras 28.5
Mohos 1.5 - 9Marcela Martnez M.Sc.
Rangos de pH donde crecen algunos organismospresentes en alimentos
Marcela Martnez M.Sc.
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Potencial Redox (Eh)
El potencial redox (Eh)
mide la tendencia a donar
o ceder electrones
Eh (+): el elemento de
oxida
Eh (-): el elemento de
reduce
El oxigeno es el principal
agente oxidante Marcela Martnez M.Sc.
Potencial redox y crecimiento microbiano
Aerobios:
Obligados: requieren O2 para crecer (21%). Pseudomonas,
Micrococcus, Bacillus, mohos.
Facultativos Son microorganismos que pueden crecer en
presencia o ausencia de oxigeno. Enterobacterias,
Staphilococcus
Microaeroflicos:Requieren O2, pero a niveles ms bajos que
los atmosfricos (1 - 15 %). Lactobacillus, Streptococcus,
Pediococcus
Marcela Martnez M.Sc.
Anaerobios:organismos que carecen de sistemas respiratorios
y no pueden utilizar el O2 como aceptor final de electrones.
Estrictos: mueren en presencia del oxgeno Clostridium,
Propionibacterium
Facultativos: Pueden realizar metabolismo energtico
aerobio o anaerobio
Aerotolerantes: pueden tolerar el O2 y crecen en su
presencia aunque no pueden utilizarlo
Potencial redox y crecimiento microbiano
Marcela Martnez M.Sc.
Potencial redox y crecimiento demicroorganismos en alimentos
Rango de EhGrupo demicroorganismo s quepueden crecer
Ejemplos
+500 a +300 mV Aerobios
Mohos, levaduras,
Bacillus, Pseudomonas,
Moraxella y Micrococcus
+300 a +100 mV Anaerobios f acultativos
Bacterias acido lcticas y
bacterias de la familia
Enterobacteriacea
+100 a -250 mV Anaerobios Clostridium
Microaerofilicos Campylobacterspp.
Marcela Martnez M.Sc.
Factores extrnsecos Efecto de la temperatura sobre elcrecimiento
Temperaturas cardinalesMarcela Martnez M.Sc.
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Clasificacin segn la temperatura
Psicrfilos
Obligados (optimos a 15-18C)
Facultativos, psicrotolerantes o psicrotrofos (ptimos a 20-30C)
Mesfilos (ptimos 25-40C)
Termfilos (ptimos >50C)
Hipertermfilos (ptimos >80C)
Termfilos facultativos: pueden crecer a
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Humedad relativa (HR)
Se entiende por HR, la relacin
entre la presin parcial de
vapor de agua y su presin de
saturacin a una temperaturadada.
Las HR elevadas favorecen la
multiplicacin de
microorganismos,
especialmente a temperaturas
de almacenamiento altas.
HR muy bajas determinan
prdidas de peso en el alimento.
Marcela Martnez M.Sc.
Gases atmosfricos
Caractersticas del CO2Incoloro, inodoro de sabor cido.
Soluble en agua y grasa originando un ligero sabor cido.
Bacteriosttico y fungicida en valores por encima del 20%.
A temperaturas bajas se potencia su efectividad.
Caractersticas del N2Incoloro, inodoro e inspido.
Insoluble en agua y grasa.
Desplaza el oxgeno del envase evitando oxidaciones.
Evita el colapso del envase.
Marcela Martnez M.Sc.
Gases atmosfricos
Marcela Martnez M.Sc.
Presencia y actividades de otrosmicroorganismos
Marcela Martnez M.Sc.
Marcela Martnez M.Sc.
Interferencia microbiolgica
1. La microbiota de fondo o de origen necesita ser ms
grande en nmero de clulas viables que los
organismos a ser inhibidos.
2. La microbiota interferente es generalmente
heterognea y los roles especficos que las especies
individuales juegan no son claros.
competicin por nutrientes
competicin por sitios de adhesin
alteracin desfavorable del ambiente
Marcela Martnez M.Sc.
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Los sueos de los grandes soadores jams llegan a cumplirse,
siempre son superados
Alfred North WhiteheadMarcela Martnez M.Sc.
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