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Dr. Claudio D. Mirandacdmirand@ucn.cl

Laboratorio de Patobiologa AcuticaDepartamento de AcuiculturaUniversidad Catlica del NorteCasilla 117, Coquimbo, Chile

Microbiologa de los Alimentos

Laboratorio de Patobiologa Acutica

Departamento de Acuicultura

ProgramaIngeniera en Prevencin de Riesgos y Medio Ambiente

Seguros: Los alimentos que no han sufrido

ningn tipo de contaminacin qumica,

biolgica, o manipulacin que afecte la

salud del consumidor desde su

generacin, cultivo, cosecha, transporte,

procesamiento y distribucin

Microbiologa de los Alimentos

Qu es la inocuidad alimentaria? Asegurarse de que los alimentos no causarn

dao cuando se preparen y/o consuman, segn su uso previsto.

Calidad Alimentaria versus Inocuidad Alimentaria La mayora de los atributos de calidad de los

alimentos se pueden observar fcilmente a simple vista, el olfato, o la medicin simple.

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Calidad Alimentaria versus Inocuidad Alimentaria La mayora de los atributos de Inocuidad

alimentaria no pueden ser observados directamente, sino que requieren procedimientos de laboratorio para su medicin.

Microbiologa de los Alimentos

Los microorganismos presentes en alimentos, que incluyen bacterias, virus, levadura, hongos y parsitos

Pueden ser: Los Buenos! Los Malos! Los Feos!

Tipos de Microorganismos

Los Buenos (o tiles) Se integran a los

alimentos de forma natural.

Se fermentan los alimentos para su conservacin y/o para crear sabores y texturas nicos.

Ejemplos: queso, yogurt, crema, pan y encurtidos.

Los Malos (o que deterioran) Cambia los alimentos y los

pone mal, los deteriora . Afectan la calidad del producto

alimenticio, no necesariamente la inocuidad del alimento.

Ejemplos: descolora, ablanda, arruga las verduras, agria la leche, pudre la carne.

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Los Feos (causan enfermedades, patgenos) Causa enfermedades que pueden pasar desde leves

a graves. Ejemplos: alimentos contaminados con Salmonella

o E. coli 0157:H7. Signos comunes y sntomas incluyen nauseas, vmitos y diarrea.

Microbiologa de los Alimentos

Microorganismos en los alimentos Conservacin de los alimentos Enfermedades transmitidas por alimentos Intoxicaciones alimentarias Alimentos fermentados

Peligros de Orgen Microbiano

Los microorganismos se encuentran en todas partes y pueden ser:

Patgenos si causan enfermedades. De deterioro si deterioran la calidad del

alimento. Beneficiosos si son usados para la produccin

de alimentos y estn presentes dentro y fuera del cuerpo.

Infecciones alimentarias ingestin de microorganismos, seguido por

crecimiento, invasin de tejidos, y/o liberacin de toxinas

Intoxicaciones alimentarias ingestin de toxinas en alimentos en que los MO

han crecido incluye envenenamiento por estafilococos,

botulismo, Clostridium perfringens y Bacillus cereus

Enfermedades Transmitidas por Alimentos

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Transmisin de Contaminantes Transmisin

Hay que diferenciar entre infecciones e intoxicaciones y entre infecciones con DMI (dosis mnima infectiva) o DI50 (dosis infectiva que produce la enfermedad en el 50 % de la poblacin) bajas o altas.

La DMI vara entre las personas dependiendo de su estado general de salud y de la forma como se ingieren las bacterias (en ciertas condiciones las DMI pueden ser muy baja por lo que es muy necesaria la higiene).

En general las enfermedades tienen un tiempo de incubacin corto (2-12 h) y suelen causar sndromes gastrointestinales.

Tipos de Enfermedades transmitidas por alimentos

Infecciones Causadas por comer un alimento contaminado con patgenos

Intoxicaciones Causadas por comer un alimento contaminado con toxinas (venenos)

producidas por algunas bacterias Causadas por ingerir alimentos contaminados con otras toxinas de

origen biolgico o qumicoInfecciones causadas por toxinas Se adquieren por comer un alimento contaminado con

microorganismos patgenos que crecen en el cuerpo humano y producen toxinas.

Cuatro Peligros Microbianos

Hay cuatro tipos de microorganismos que causan enfermedades:

Bacterias Virus Parsitos Priones

Los microorganismospueden estar:

presentes en forma natural, o entran en el alimento por prcticas deficientes de manejo.

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Salmonella

Listeria

Clostridium botulinum

Escherichia coli

Sntomas comunes

Los sntomas comunes de las enfermedades transmitidas por los alimentos son: Diarrea. Vmito. Fiebre. Dolor de garganta con fiebre. Ictericia.

a. GastroenteritisBacillus cereus: toxina liberada en el tracto intestinal

Infeccin que afecta al sistema gastrointestinal ocasionando diarreas,clicos intestinales y vmitos- disminuye la absorcin de fluidos- aumento en la secrecin de fluidos del intestino

Vegetales crudos, carnes, leche y derivados, harina con esporasb. Salmonelosis

Salmonella thyphimurium: especie mas comn, presente en el intestino S. typhi: fiebre tifoidea

Carnes, salchichas, aves, huevos, leche y lcteos,

Contaminacin: manipulacin por individuos portadores, agua contaminada

Patologas Bacterianasc. Escherichia coli patognicas

Escherichia coli enterotoxignica, productoras de enterotoxinas potentes - verotoxina: diarrea hemorrgica e insuficiencia renal.E. coli O157:H7 produce grandes cantidades de toxina

Alimentos crudos o mal cocidos, particularmente carnes molidas procesadas a gran escala, agua.

d. CampilobacteriosisCampylobacter jejuni y C. fetusBacilos Gram negativos, microaerfilos, principales responsables por diarreas bacterianas en infantes

- C. fetus: abortos en bovinos y ovinos

Aves, cerdos, mariscos crudos

Patologas Bacterianas

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d. ListeriosisListeria monocytogenes presente en todos los ambientes- Bacilos cido tolerantes, psicrotolerantes y halotolerantes- Personas inmunocomprometidas: septicemia, meningitis, encefalitis, infecciones intrauterina

Carne, lacteos, productos frescosContaminain: suelo, agua

e. Hepatitis APicornavrus (vrus RNA)- Inflamacin y necrosis del hgado

Mariscos recolectados en aguas contaminadas, lecheContaminacin: contaminacin fecal del agua o alimento

Patologas Bacterianas Intoxicacin por Alimentos

Para una toxiinfeccin es necesario que elmicroorganismo haya producido:

a) Suficiente nmero para colonizar el intestino.b) Suficiente nmero para intoxicar el intestino.c) Cantidades de toxina significativas. En el caso de las infecciones alimentarias,

comprenden bacterias, protozoos y virus. En el caso de las intoxicaciones, comprenden

bacterias y hongos (mohos).

Condiciones Necesarias Intoxicacin por bacterias

Salmonella y Campylobacter : Normalmente se encuentran en los animales de sangre caliente como el ganado, las aves de corral o los cerdos y estn presentes en la carne, las aves o los huevos crudos y en los productos lcteos no pasteurizados.

Clostridium perfringens: Puede estar presente en la carne, las aves y los huevos crudos, o en los productos lcteos sin pasteurizar, as como en las verduras y cultivos que entran en contacto con la tierra. La infeccin puede ocurrir cuando las sopas, los guisos y las salsas hechos con carne, pescado o aves de corral se guardan incorrectamente o se dejan sin refrigerar durante varias horas.

Listeria: Asociada principalmente con alimentos crudos de origen animal. Estafilococos: Existen de forma normal sobre la piel humana y en la nariz y la

garganta. Estas bacterias se transmiten a los alimentos al tocarlos con las manos. Escherichia coli (E. coli): Se encuentra en el intestino del ganado sano. La

infeccin se produce al comer carne de vaca mal cocinada (sobre todo carne molida) o leche sin pasteurizar.

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a. Intoxicacin por estafilococosStaphylococcus aureus intoxicacin bastante comn (gastroenteritis)

Contaminacin del alimento: pelo del manipulador, seguido por la multiplicacin de bacterias en el alimento no refrigerado y produccin de enterotoxinas

b. Intoxicacin por clostrdiosClostridium perfringens: bacteria anaerbica, productora de endsporas

Toxina: enterotoxina producida cuando una bacteria esporula en el intestino, despus de ser ingerida com el alimento.

Clostridium botulinum: bacteria anaerbia, productora de endsporas

Toxina: exotoxina generalmente fatal (1 g mata 30 billones de ratas)

Intoxicacin por bacterias BotulismoSntomas: la toxina se une a las membranas pr-sinpticas de las neuronas motoras de las uniones neuromusculares bloqueando la liberacin de acetilcolina, impidiendo la contraccin del msculo

Sntomas

Los sntomas de los tipos de intoxicacin alimentaria ms comunes generalmente comienzan al cabo de 2 a 6 horas despus de ingerir el alimento. Ese tiempo puede ser mayor (incluso muchos das) o ms corto, dependiendo de la causa de la intoxicacin alimentaria.

Los posibles sntomas abarcan: Clicos abdominales Diarrea (puede tener sangre) Fiebre y escalofros Dolor de cabeza Nuseas y vmitos Debilidad (puede ser grave y llevar a paro respiratorio, como en el

caso del botulismo) Daos fetales como septicemia, en el caso de la listeriosis. Sntomas nerviosos (botulismo).

Complicaciones

La deshidratacin es la complicacin ms comn y se puede presentar a partir de cualquiera de las causas de intoxicacin alimentaria.

Las complicaciones menos comunes pero mucho ms graves pueden ser:

Artritis (Yersinia y Salmonella) Trastornos hemorrgicos (E. coli y otras) Muerte (intoxicacin por hongos, ciertos peces o botulismo) Problemas renales (Shigella, E. coli ) Trastornos neurolgicos (botulismo, Campylobacter) Pericarditis (Salmonella) Dificultad respiratoria, incluyendo la necesidad de soporte con un

respirador (botulismo)

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Micotoxinas

MICOTOXINAS

GENERALIDADES

Metabolitos secundarios txicos producidospor hongos filamentosos.

Producen mutacin, malformaciones en losfetos, cncer y disminuyen la inmunidad.

TOXINAS FNGICAS Aflatoxinas - Aspergillus Ocratoxinas - Aspergillus y Penicillium

Nefrotxico e inmunosupresor Fumonisinas Fusarium

Cncer esofgico? Tricotecenos Fusarium

Necrosis tisular Neurotoxicidad e inmunosupresin

Toxinas Marinas

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Vas de Transmisin de Microorganismos

velocidad de

crecimiento alta

velocidad de

crecimiento baja

nmero inicial de

microorganismos

alto

nmero inicial de

microorganismos

bajo

Progresin Microbiana en Alimentos

Condiciones favorables para el crecimiento bacteriano

Alimentos Potencialmente Peligrosos: Neutros o ligeramente cidos (de baja acidez). Alta humedad. Ricos en protenas.

Tiempo: 4 mas horas en la zona de temperatura peligrosa.

Temperatura peligrosa: Entre 5oC y 57oC

Las pseudomonales producen enzimas proteolticas, sobre todo al

final de la fase logartmica de crecimiento -108 ufc/g- normalmente

con la alteracin avanzada

Actividades proteoltica y lipoltica

Muchos microorganismos alterantes producen lipasas que

canalizan la hidrlisis de triacilgliceroles a glicerol y cidos grasos

libres que contribuyen al enranciamiento, junto a los dems

procesos oxidativos

La produccin de lipasas puede limitarse o inhibirse por la

presencia en el medio de carbohidratos, lpidos y protenas del

tejido muscular. La proteolisis puede enmascarar los efectos de la

rancidez

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Deterioro de Alimentos

Deterioro de Alimentos se define como un dao o descomposicin del alimento hacindolo no adecuado para el consumo humano

Alimento debe ser considerado deteriorado si est contaminado con microorganismos patgenos o varios agentes txicos, como pesticidas, metales pesados etc.

Microorganismos en Alimentos

Deterioro de alimentos Resulta del crecimiento de microbios en el alimento

altera el alimento volvindolo inadecuado para el consumo involucra una sucesin predecible de microbios alimentos diferentes sufren diferentes tipos de procesos

de deterioro toxinas son producidas en ciertas ocasiones

toxinas algales pueden contaminar moluscos y peces

Condiciones para el Deterioro

AguapH Estructura FsicaOxgenoTemperatura

Alimentosque se Deterioran

AlimentosQue Resisten el Deterioro

Microorganismos en Alimentos

Composicin y pH Putrefaccin

proteolisis y degradacin anaerbica of protenas, produciendo compuestos aminos malolientes

Alimentos ricos en protenas

Bacterias proteolticas

Protenas a putrescina, cadaverina, H2S, NH3

pH impacta la composicin de la comunidad microbiana y los tipos de reacciones qumicas que ocurren cuando los MO crecen en el alimento

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Agentes del Deterioro de Alimentos (a). Crecimiento y actividad de microorganismos

Bacterias, levaduras y mohos son microorganismos que causan deterioro de alimentos. Ellos producen varias enzimas que decomponen algunos constituyentes del alimento

(b). Actividad Enzimtica: Accin de enzimas encontradas inherentemente en tejidos de plantas o animales que comienzan la descomposicin de varios componentes del alimento despus de la muerte de la planta o animal

(c). Reacciones Qumicas: These are reacciones que no son catalizadas por enzimas.,ej. oxidacin de grasas

Deterioro de Alimentos

Las Causas del Deterioro de los Alimentos El deterioro de los alimentos resulta de factores

intrnsecos o extrnsecos Factores Intrnsecos que son propiedades inherentes

al alimento Factores Extrnsecos asociados con el procesamiento

y manejo del alimento

Deterioro de Alimentos

Clasificacin segn capacidad de deterioro Tres categoras:

Perecible Rico en nutrientes, hmedo, y no protegido por envases

Semi-perecible Puede almacenarse sellado por meses sin deterioro Muchos alimentos fermentados son semiperecibles

No perecible Alimentos secos o enlatados que pueden almacenarse

indefinidamente Frecuentemente pobre en nutrientes, secos, fermentados, o

conservados

Factores Intrnsecos

composicin pH presencia y disponibilidad de agua (humedad) potencial de oxidacin-reduccin

Alterado al cocinar estructura fsica presencia de sustancias antimicrobianas

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Factores Extrnsecos

Factores externos al alimento que afectan el crecimiento microbiano: Temperatura

temperaturas bajas retardan el crecimiento microbiano Humedad relativa

Niveles altos promueven el crecimiento microbiano Atmsfera

oxgeno promueve el crecimiento microbiano Empaque en atmsfera modificada (MAP)

uso de envases encogidos y tecnologas de vaco para empacar alimento en atmsferas controladas

Caractersticas de los hongos

Son una causa comn de deterioro de los alimentos.

Algunos forman toxinas que causan enfermedades.

Crecen en una gran variedad de alimentos , incluidos algunos de alta acidez o de baja humedad.

La congelacin no los destruye. Necesitan aire para crecer.

Prevencin de la Alteracin de Alimentos

Mtodos de Procesamiento de Alimentos Enlatado Industrial

Elimina bacterias mesoflicas y endosporas Pasteurizacin

Reduce niveles microbianos, pero algunos MO sobreviven Liofilizacin

Un vaco remueve cristales de hielo de alimentos congelados Radiacin Gamma

Puede producir la esterilizacin completa

Alta Temperatura

enlatado pasteurizacin

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Baja Temperatura Refrigeracin a 5C retarda pero no detiene

el crecimiento microbiano psicrfilos y psicrotrofos an pueden causar

deterioro Se ha observado crecimiento a temperaturas bajo

-10C microorganismos an pueden causar deterioro

Deterioro de Alimentos

Prevencin del Deterioro de Alimentos Uso de preservativos

Sal y azcar remueven agua del alimento Ajo contiene alicina, que inhibe la funcin enzimtica cido Benzoico interfiere con la funcin enzimtica Ciertos condimentos y hierbas interfieren con las funciones

de las membranas de los microorganismos Preservativos qumicos pueden ser adicionados a los

alimentos

Radiacin

Radiacin Ultravioleta (UV) Uso para superficies de equipos de manejo de

alimentos No penetra alimentos

Radiacin Gamma Uso de radiacin ionizante para extender la

vida media o esterilizar alimentos

Enlatado

Alimento calentado en receptculos especiales a 115C por 25 to 100 minutes

Destruye a los MO deterioradores, pero no necesariamente a todos los MO en el alimento

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Deterioro de Alimentos Enlatados

Deterioro previo al enlatado

subprocesamiento Ingreso de agua

contaminada en las latas durante el proceso de enfriamiento

Preservacin de Alimentos Proceso mediante agentes fsicos y/o qumicos

para prevenir el deterioro microbiano del alimento Uso de preservantes para tratar el alimento de

manera de prolongar su vida Dos principios generales se emplean en la

preservacin de alimentos (1). Principio de Inhibicin (2). Principio de destruccin

(1). Principio de Inhibicin En este principio, la preservacin del alimento es realizada

por la inhibicin del crecimiento y multiplicacin de los microorganismos

El principio de inhibicin puede ser realizado por cualquiera de los siguientes mtodos:

(a). Reduccin de la actividad del agua por secado y salado (b). Reduccin del pH, por fermentacin y adicin de cidos (c). Uso de preservantes, ej. Benzoato de sodio (d). Uso de bajas temperaturas (enfriamiento o congelacin) (e). Ahumado tiene un efecto de secado y preservacin

Preservacin por reduccin de la actividad del agua

Reduccin de la actividad de agua se logra por: Adicin de alto contenido de sales: cloruro

de sodio y algunas veces nitratos y nitritos Adicin de alto contenido de azcar Secado: secado sol/aire; secado elctrico o

por congelacin

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Preservacin por uso de Bajas Temperaturas

Dos mtodos se emplean para detener el crecimiento y multiplicacin microbiana

Estos son refrigeracin y congelacin Refrigeracin es mantener el alimento a

temperaturas entre 0-15oC. Las temperaturas mas usuales son entre 4-5oC

Congelacin es mantener el alimento a temperaturas entre 0oC y -35oC

Efecto de Bajas Temperaturas Se usan bajas temperaturas para retardar

reacciones qumicas y acciones de enzimas del alimento y reducir o detener el crecimiento y actividad de microorganismos en el alimento

A suficiente baja temperatura previene el crecimiento de cualquier microorganismo

Esporas gralmente no son daadas por congelacin. Sin embargo, mayora de parsitos son eliminados

Mtodos usados para ejecutar el Principio de Destruccin

1. Tratamiento por calor: mediante lapasteurizacin o esterilizacin

2. Irradiacin con radiacin ionizante o electromagntica ej. rayos gamma, partculas radiactivas de cobalto 60. Radiaciones destruyen los microorganismos por descomposicin del DNA y por creacin de compuestos txicos reactivos en un medio y en las clulas microbianas

3. Uso de gases: por uso de xido de etileno u ozono. Los gases destruyen clulas vegetativas y esporas

Pasteurizacin

Es el proceso de tratamiento por calor a temperaturas y tiempos especficos

Pasteurizacin pretende la destruccin de todos los microorganismos patgenos sin afectar el valor nutritivo del alimento destruye patgenos y as reduce el nmero de

organismos descomponedores

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Tres Mtodos de Pasteurizacin

a. Baja Temperatura por mucho tiempo (63oC por 30 min)

b. Alta Temperatura por poco tiempo (72oC por 15 seg)

c. Mtodo flash (80oC por 1-2 seg)

Esterilizacin Es el uso de medios fsicos o qumicos para

destruir a todos los microorganismos presentes en el alimento

Esterilizacin puede realizarse por:a. Calentamiento a altas temperaturas, ej.

100-140oC b. Irradiacin: Irradiacin destruye bacterias,

esporas, y tambin inactiva enzimas