9. Principales causas de alteración de los alimentos

 

Desde el momento en que el alimento se recolecta, se recoge o se sacrifica, comienza a pasar por una serie de etapas de descomposición progresiva, la cual, dependiendo del tipo de alimento puede ser muy lenta (como es el caso de las nueces o semillas) ó muy rápida, convirtiendo al alimento inutilizable en pocas horas.

El deterioro de los alimentos presenta un carácter diferente dependiendo del tipo de cambios que intervengan; cambios no microbianos internos o externos o cambios producidos por microorganismos.

Las causas de estos cambios se traducen en fenómenos de alteración que podemos clasificar en tres grupos: FÍSICAS, QUÍMICAS Y BIOLÓGICAS.

 CAUSAS FÍSICAS

No perjudican por sí solos la comestibilidad del alimento aunque sí su valor comercial. Estos pueden aparecer durante la manipulación, preparación y conservación de los productos. Un ejemplo son los daños que pueden producirse durante la recolección mecánica, golpes durante la manipulación, heridas, etc.

CAUSAS QUÍMICAS

Son alteraciones más graves que las anteriores y pueden afectar a la comestibilidad del producto. Pueden resumirse como los cambios que ocurren en el alimento, provocados por la reacción de éste, con algún residuo químico (pesticidas, aditivos…). Pueden aparecer durante el almacenamiento, y su aparición no es debida a la acción de las enzimas. Algunos ejemplos pueden ser; Enranciamiento no enzimático, pardeamiento no enzimático, formación de gases (hidrógeno) y acidificación por reacciones en latas de conservas.

CAUSAS BIOLÓGICAS

Son las más importantes y a su vez la podemos dividir en tres grupos:

ENZIMÁTICAS; Por acción de las enzimas del propio alimento, ejemplo; ablandamiento de las carnes, pescados, frutas y verduras.

PARASITARIAS; Debidas a las infecciones por insectos, roedores, pájaros, etc. Importantes tanto por las pérdidas económicas que suponen como por el daño que producen sobre el alimento, poniéndolo a disposición de infecciones provocadas por microorganismos. Ejemplos; gorgojos en las legumbres, larvas (gusanos) en quesos y jamones, ratas y ratones.

MICROBIOLÓGICAS; debidas a los microorganismos que son los responsables de las alteraciones más frecuentes y graves. Dependiendo de las características del alimento (acidez, humedad, nutrientes, contenido en oxígeno, etc.), se desarrollarán con más facilidad unos microorganismos que otros, por lo que estas características van a condicionar el tipo de alteración. Ejemplos; leches que se cortan, productos azucarados cómo mermeladas que se llenan de hongos…

10. Factores que influyen en el crecimiento microbiano sobre los alimentos

Factores intrínsecos

Comprenden las características físicas, químicas y biológicas propias del alimento, entre las cuales se pueden citar:

NUTRIENTES

Los microorganismos tienen necesidades definidas de nutrientes; algunos de ellos crecen sobre una amplia variedad de sustancias, hay otros como los patógenos, que requieren condiciones especiales y sólo crecen en medios que contengan adecuadas fuentes de energía, minerales, proteínas, grasas, carbohidratos, sales minerales y vitaminas.

PH

Cada microorganismo tiene un pH de crecimiento óptimo, mínimo y máximo; la mayoría de las bacterias crecen en un pH casi neutro (6.6 a 7.5); otras lo hacen mejor en medios ácidos (las levaduras), sin embargo casi todos los gérmenes que producen enfermedad crecen en medios que ofrezcan un pH cercano a 7, por lo cual los alimentos con un pH ácido cuentan con un factor de protección. Es el caso del Vibrio cholerae que exige un pH óptimo de 7.6 con un rango entre 5.0 a 9.6, lo que limita su desarrollo en alimentos con pH igual ó inferior a 4.5 (ácidos).

Por el contrario, es frecuente observar cómo las frutas se alteran fácilmente por acción de los mohos y levaduras debido a la capacidad de estos microorganismos de crecer a pH inferior a 3.5, cifra considerablemente más baja que la óptima para el crecimiento de gérmenes que causan enfermedad de origen alimentario.

La mayoría de los alimentos proteicos, tienen un pH cercano a 6.8, lo cual ofrece condiciones favorables para el desarrollo de microorganismos.

 ACTIVIDAD DEL AGUA AW

Coeficiente conocido también como agua libre, no ligada y aprovechable por los microorganismos, estado en el cual se encuentran libres las moléculas de agua en los alimentos, tal como la requieren los microorganismos para su mejor multiplicación, y por consiguiente la presencia de sustancias como azúcar, pectinas, gelatina y ciertas sales, retienen el agua y bajan de ésta manera la actividad acuosa del alimento.

No debe confundirse el agua propia de la composición del alimento (humedad) con la actividad acuosa (Aw), toda vez que un alimento con alto porcentaje de humedad puede tener un Aw bajo; tal es el caso por ejemplo, de una salmuera, con un contenido del 90% de agua, pero con un Aw bajo puesto que el agua está ligada con las moléculas de cloruro de sodio y no se encuentra en estado libre.

En forma similar al pH, las bacterias tienen rangos óptimos de Aw para su crecimiento: normalmente se desarrollan bien en un Aw por encima de 0.91, por lo cual alimentos que ofrecen ésta condición como los pescados, carnes, leche y huevos entre otros, favorecen la proliferación bacteriana.

ESTRUCTURA BIOLÓGICA

Algunos alimentos poseen una estructura protectora que dificulta su contaminación por gérmenes; es el caso de las frutas, algunas hortalizas, huevos, peces con escamas, pero cuando dicha estructura está dañada, se posibilita la penetración de los gérmenes y la contaminación del alimento.

POTENCIAL REDOX

Factor que indica las relaciones de oxígeno de los microorganismos vivos y se utiliza para especificar el ambiente en el cual un microorganismo es capaz de generar energía y sintetizar nuevas células, sin recurrir a oxígeno molecular. Los microorganismos aerobios por ejemplo, necesitan para crecer valores redox positivos, mientras los anaerobios, los requieren negativos.

Factores extrínsecos

Constituidos por aquellas propiedades del medio ambiente del alimento que afectan tanto a los alimentos como a los microorganismos; sitios de producción, comercialización y servido, en especial los sitios donde se conservan o mantienen los platos listos para consumo.

TEMPERATURA

Es probablemente el factor ambiental más importante que afecta al crecimiento y viabilidad de los microorganismos; existen temperaturas en un rango bastante amplio que posibilitan su crecimiento, que puede variar entre -8 y +90 °C; de acuerdo a las temperaturas óptimas de crecimiento, los microorganismos son clasificados en: termófilos, que crecen a temperaturas calientes (óptima entre 55 y 75 °C), mesófilos, que se desarrollan a temperaturas medias (óptimas entre 30 y 45 °C) y psicrófilos, que crecen a temperaturas bajas (óptimo entre 12 a 15 °C).

La casi totalidad de los gérmenes patógenos y toxigénicos son mesófilos cuya temperatura óptima de crecimiento está en el orden de los 37 °C; una escasa minoría pertenecen al grupo de los psicotrófilos entre los cuales se mencionan Clostridium botulinum tipo E, Listeria monocytogenes y Yersinia enterocolítica.


La refrigeración inhibe la multiplicación de la mayoría de gérmenes patógenos presentes en alimentos contaminados, por lo cual el método de conservación por frío resulta ser una de las medidas más útiles en la prevención de enfermedades transmitidas por alimentos.

Las temperaturas óptimas para el desarrollo de los microorganismos, son conocidas como temperaturas críticas; por encima de los 70 °C la mayor parte de las bacterias muere y por debajo de 5 °C se inactivan y permanecen en estado de latencia y se habla entonces de temperaturas de seguridad para el alimento.

TIEMPO

Cuando una bacteria se halla en condiciones adecuadas, se comienza a reproducir dividiéndose en dos partes iguales como es natural en estas. En condiciones propias de ambiente y temperatura se produce una división cada 20 ó 30 minutos, En condiciones favorables a una proliferación continua, una sola célula puede transformarse en más de 17 millones en un período de 8 horas y en mil millones al cabo de 10 horas.

En el procesamiento de alimentos, el tiempos y la temperatura en la aplicación de calor, tienen importancia capital para impedir la multiplicación de los microorganismos, toda vez que cuando la temperatura se incrementa por encima del rango máximo para su crecimiento, sobrevienen alteraciones funcionales que no permiten su crecimiento, por lo cual es evidente que el empleo de altas temperaturas en la conservación de alimentos se basa en sus efectos destructivos sobre las células bacterianas, a la vez que el frío conserva los alimentos frescos por un tiempo mayor retardando el crecimiento microbiano o inhibiéndolo.

HUMEDAD RELATIVA DEL AMBIENTE

El agua libre de un alimento tiende a igualarse con la humedad del ambiente ó viceversa; normalmente se establece un intercambio entre el agua del alimento y del ambiente, de ahí la importancia de conocer el Aw de los alimentos y la humedad relativa de los sitios de almacenamiento, para saber cual es el sentido de desplazamiento de agua.

Productos desecados absorben humedad cuando se almacenan en ambiente húmedo, se hidratan y aumentan su Aw lo que constituye un riesgo de proliferación bacteriana, en especial de mohos a nivel de superficie.

En caso contrario, un alimento con alto contenido de Aw almacenado en un ambiente seco, se deshidrata, disminuye su Aw en su parte interna pero la aumenta en la superficie permitiendo el crecimiento de hongos especialmente; no debe olvidarse que la alteración de la mayoría de los alimentos sólidos se inicia por la superficie.

AMBIENTE ATMOSFÉRICO

La flora microbiana localizada en el alimento puede necesitar oxígeno para su crecimiento, de manera que si la atmósfera del lugar de almacenamiento sufre una modificación, se logra controlar el desarrollo de microorganismos aerobios. La conservación de alimentos frescos como carnes, huevos, frutas y hortalizas en atmósferas de nitrógeno, gas carbónico o en envases al vacío, resultan de gran utilidad al retardar o prevenir el crecimiento microbiano, aumentando así el período de vida útil del alimento.

FACTORES DE PROCESAMIENTO

Los procesos utilizados en la industria de alimentos, están íntimamente relacionados con los métodos de conservación, que tienen como objetivos proteger los alimentos contra la alteración y evitar la presencia de enfermedades en el consumidor para lo cual es necesario garantizar la destrucción de los microorganismos patógenos, toxigénicos y alteradores ó impedir su desarrollo.

APLICACIÓN DEL CALOR

Cuando la temperatura se incrementa por encima del rango máximo de crecimiento de los microorganismos, se originan alteraciones funcionales en ellos. Si los daños son ligeros pueden ser reparados de manera que las células microbianas se reactiven, pero si los gérmenes pierden irreversiblemente la capacidad de multiplicarse, se habla de muerte celular. Es concluyente entonces que el empleo de altas temperaturas en la preparación de los alimentos, se basa en sus efectos destructivos sobre los microorganismos.

La aplicación de calor por los procedimientos normales de cocción, ebullición, apertización y pasteurización, debe garantizar la muerte celular y la consecuente destrucción de la célula bacteriana; es evidente que las esporas de algunas bacterias tienen una resistencia térmica que sirve de base para la determinación del tratamiento térmico mínimo que debe recibir un alimento. Así por ejemplo, las esporas de C. botulinum se destruyen sólo a temperaturas cercanas a los 100 °C, mientras que algunas cepas esporuladas de C. perfringes superviven a la ebullición por 1 a 5 horas.

La resistencia térmica de esporas de B. cereus en un medio con elevado contenido de agua puede variar: reducir las esporas en un 90%,requiere una temperatura de 100 °C por espacio de 3 minutos, ó de más de 121 °C por lo menos durante 2 minutos. Algunas toxinas bacterianas sobreviven a las altas temperaturas, aún a las de esterilización en autoclave; las enterotoxinas del estafilococo tienen una gran resistencia térmica siendo necesarios más de 9 minutos a temperaturas de 121 °C. Las toxinas de C. botulinum y C. perfringes que son con facilidad destruidas por ebullición.

Las micotoxinas y en especial las aflatoxinas presentes en algunos alimentos como granos, cereales y oleaginosas, son muy resistentes a la acción del calor y ni aún las altas temperaturas logran destruirlas.

AHUMADO

Esta técnica cuando se practica en caliente, incluye la aplicación de calor, disminución del Aw y adición de sustancias conservadoras como fenoles, aldehidos o ácidos alifáticos con lo que se logra destrucción parcial de gérmenes, inhibición del crecimiento bacteriano y acción antimicrobiana.

APLICACIÓN DEL FRÍO

El frio artificial es sin duda una de las técnicas cuya aplicación es esencial por el hecho de preservar el conjunto de cualidades higiénicas, nutricionales y organolépticas de los productos y anula en gran parte las pérdidas de éstos, siendo necesario para casi todos los procedimientos de transformación y de conservación de los alimentos perecederos.

Sin embargo el frio no esteriliza los productos de consumo asi se lleven cerca del cero absoluto, y por consiguiente la buena higiene durante toda la cadena desde la producción hasta el consumo, debe ser observada en la manipulación de alimentos.

El agua cuantitativamente es el principal constituyente de los alimentos perecederos y se transforma en hielo cuando la temperatura disminuye. La temperatura a partir de la cual comienza la transformación del hielo se denomina crioscópica ó de congelación principiante, que es una característica física.

Según si el almacenaje se efectúa a una temperatura superior ó inferior a aquella, se distinguen dos procedimientos para aplicación de frio :

REFRIGERACIÓN

Método en que la temperatura permanece superior a la crioscópica, usualmente entre 0 y 10 °C; su objetivo es conservar los alimentos frescos por un tiempo mayor. No hay muchas modificaciones intrinsecas del alimento pero si se retarda el desarrollo microbiano, enzimático y las reacciones quimicas.

CONGELACION


En la práctica la temperatura de los productos está loca por debajo de -10 °C y está muy a menudo comprendida entre -18 y -25 °C, temperaturas que en circunstancias normales son suficientes para prevenir el crecimiento de todos los microorganismos; incluso, se presenta un efecto letal entre un 55% y un 80% de gérmenes y lo más importante, se presenta una disminución del Aw pues el agua de los alimentos y de las bacterias se cristaliza.

En cuanto a los efectos de la aplicación del frío sobre los gérmenes y sus toxinas resultantes, se ha confirmado que en el caso de bacterias no esporógenas como la Salmonella, que su crecimiento se detiene a 5 grados celsius, los estafilocos se multiplican por encima de 6 ó 7 grados y el V. parahaemolyticus por encima de 3 °C.

Las bacterias patógenas, parásitos, virus y toxinas presentes en los alimentos refrigerados, pueden mantener su viabilidad durante mucho tiempo pero sin proliferar, es decir superviven, incluso por tiempos indefinidos. Por la congelación, las bacterias no esporógenas, no solamente interrumpen la proliferación sino que también se destruyen algunas de sus células, no así las esporógenas que son altamente resistentes.

Otros microorganismos como los parásitos, también suelen ser destruidos por congelación, en tanto que los virus, las toxinas y los mohos muestran gran resistencia a esta.

 ACCIÓN DE SUSTANCIAS QUÍMICAS

La adición de algunos compuestos químicos ocasiona modificaciones intrínsecas que se traducen por ejemplo en disminución de Aw, cambios en el pH y acción antimicrobiana, por lo cual el resultado puede ser la inhibición de los microorganismos e incluso su destrucción. En tal sentido, algunos de los métodos así utilizados son:

Salado: usado de manera amplia en carnes, pescado, jamones, aves y otros productos.

Azucarado: Como la sal, inhibe el desarrollo microbiano al disminuir el Aw del alimento.

Curado: la adición de nitritos y sal inhibe el desarrollo microbiano en especial de C. botulinum.

Fermentación: proceso muy utilizado en el procesamiento de leches ácidas, leches cultivadas, quesos, vinagres, encurtidos, cervezas, vinos, productos de salsa y en panadería, utilizando microorganismos específicos con un fin muy preciso, técnica que hace parte de la microbiología industrial.

IRRADIACIÓN

La irradiación tiene los mismos objetivos que otros métodos de tratamiento de los alimentos: reducir pérdidas ocasionadas por alteración descomposición y combatir los microbios y otros organismos.

El empleo de radiaciones ionizantes en los alimentos, tiene efectos letales para los microorganismos y las dosis empleadas no deben constituir peligro para la salud de los consumidores, solamente deben garantizar que su acción sea similar a la destrucción por el calor, o sea que en proporción al aumento de la dosis, disminuya exponencialmente el número de gérmenes que sobreviven.

Muchas de las aplicaciones prácticas del tratamiento por irradiación tienen que ver con la conservación, puesto que ésta inactiva los organismos que descomponen los alimentos, en particular las bacterias, los mohos y las levaduras. Además es muy eficaz para prolongar el tiempo de conservación de las frutas frescas y hortalizas porque controla los cambios biológicos normales asociados a la maduración, la germinación y por último, el envejecimiento.

La irradiación destruye también los organismos causantes de enfermedades, inclusive los gusanos, parásitos e insectos que deterioran los alimentos almacenados.

Las dosis de radiación ionizante utilizadas son establecidas en las recomendaciones del Códex Alimentarius y son aplicadas en unidades llamadas Grays, variando según el tipo de alimento y de las necesidades del tratamiento, pero en todo caso sin exceder los 10 kGy .