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Condiciones para que los microorganismos se desarrollen

Condiciones para que los microorganismos se desarrollen

“Pueden encontrarse microorganismos vivos en una gran diversidad de hábitats, desde lo más frío de lagunas saladas, en las aguas residuales de las regiones polares, hasta el agua casi en ebullición de manantiales de aguas termales”.

Recomendación previa, leer:

Actividad de agua (aw)

La actividad del agua es la cantidad de agua libre presente en un alimento y que puede ser utilizada por los microorganismos.

Los microorganismos para su crecimiento utilizan el agua de dos formas diferentes:

  • Como solvente de nutrientes, lo que permite su transporte y disponibilidad en el citoplasma.
  • Como agente químico que toma parte en las reacciones hidrolíticas que dan lugar a monómeros (aminoácidos, azúcares y ácidos grasas) necesarios para la síntesis microbiana y para las reacciones energéticas.

La actividad de agua (en adelante aw) indica la disponibilidad de agua de un determinado medio para las reacciones químicas, bioquímicas y para las transferencias a través de membranas semipermeables. Su valor oscila entre 0 y 1.

La aw se define como la relación entre la presión de vapor del agua en la disolución (P) y la presión de vapor del agua pura (P0) a la misma temperatura:

aw = P / P0

En un medio cerrado, la humedad relativa (HR) del ambiente está relacionada con la aw de un producto por medio de la siguiente relación:

aw = HR / l00

En alimentos con aw baja (0,61 - 0,85) las alteraciones microbianas más frecuentes son producidas por mohos. Las bacterias se ven inhibidas a estos valores. Las levaduras osmofílicas y los mohos xerófilos pueden desarrollarse en la parte más baja de este rango.

Toda disminución de la aw afecta al crecimiento bacteriano; la mayor parte de las bacterias tienen un crecimiento óptimo alrededor de 0,990 a 0,995. Para valores más bajos, el crecimiento disminuye.

La mayoría de los alimentos frescos, como las frutas, las verduras, la carne, la leche y los pescados tienen una aw de 0,970 a 0,996, por tanto, todos estos alimentos son favorables al crecimiento bacteriano. Los pasteles y los panes de molde son sensibles al desarrollo de mohos.

valores-de-aw

 

El potencial de óxido-reducción (REDOX)

Un medio es oxidante cuando captura electrones y es reductor cuando los cede. El potencial de óxido-reducción (REDOX), mide la facilidad con la cual un medio pierde (si es reductor) o gana (si es oxidante) electrones. Su medida se realiza en voltios.

Una reacción de oxidación-reducción (REDOX) se produce como consecuencia de una transferencia de electrones entre átomos o entre moléculas.

Un medio que contenga sustancias fuertemente hidrogenadas, como el ácido ascórbico será reductor. Este es el caso de numerosos productos alimentarios. La presencia de oxígeno atmosférico, bien sea sobre la superficie o en el interior de la masa, hace que estos productos tengan un potencial redox positivo.

Los microorganismos en función de sus exigencias en oxígeno se clasifican en:

  • Aerobios estrictos. Pseudomonas, Micrococcus, Bacillus; que necesitan oxígeno como aceptor final de electrones.
  • Aerobios facultativos. Enterobacterias, Staphylococcus; que pueden desarrollarse en presencia o ausencia de oxígeno. No obstante, en situaciones de anaerobiosis se produce un menor crecimiento (particularmente en las levaduras).
  • Anaerobios estrictos. Clostridium, Propionibacterium, etc.; se desarrollan en ausencia de oxígeno. Ciertos Clostridium son ligeramente aerotolerantes.

Temperatura

Este es uno de los factores más importantes que actúan sobre el crecimiento de los microorganismos.

Determina el estado físico del agua en un determinado medio y, por tanto, su mayor o menor disponibilidad para el crecimiento de los microorganismos. La mayor parte de los microorganismos proliferan a temperaturas medias superiores o iguales a 20 °C.

Los microorganismos se clasifican en función de la temperatura en tres grandes grupos:

  • Los psicrótrofos y psicrófilos. Los psicrófilos son gérmenes adaptados al frío. Se desarrollan a 0 °C con un óptimo de crecimiento comprendido entre 15 y 20 °C. Los psicrótrofos más conocidos, son capaces de adaptarse y desarrollarse a temperaturas próximas a 0 °C, pero tienen un óptimo de crecimiento entre 25 y 35 °C, lo que les aproxima a los mesófilos.
  • Los mesófilos. Se multiplican a temperatura entre 20 y 45 °C con un óptimo de crecimiento de 37 °C. Se encuentran en alimentos almacenados a temperatura ambiente o en alimentos refrigerados cuando se ha roto la cadena de frío.
  • Los termófilos. Son capaces de desarrollarse a temperaturas elevadas, entre 45 y 65 °C, con un óptimo de 55 °C. Presentan una tasa de crecimiento muy elevada, pero con una duración corta. Pueden encontrarse en el agua, el aire y el suelo.

Barreras del producto alimentario

Los productos alimenticios, animales o vegetales, se encuentran generalmente protegidos del medio exterior por tegumentos (como la piel, corteza, etc.) o conchas, que constituyen una barrera muy eficaz a la penetración de los microorganismos durante su vida.

La barrera antimicrobiana disminuye o desaparece después de la recolección o el sacrificio de los animales por simple descomposición natural o porque la barrera protectora ha sido eliminada o deteriorada. Los microorganismos por otra parte excretan en el medio exterior hidrolasas (proteasas, celulasas, pectinasas) que les permiten su penetración por destrucción de estas barreras. Durante el procesado, en las operaciones de pelado, triturado o el prensado se suprimen estas estructuras, dando homogeneidad al medio y favoreciendo el desarrollo de los microorganismos.

Sustancias inhibidoras

Son moléculas que poseen un poder bacteriostático y/o bactericida, algunas pueden ser sustancias específicamente inhibidoras de mohos. Existe una gama muy variada tanto por su composición química, como por los mecanismos de actuación. Se encuentran en estado natural en los tejidos animales y vegetales, y pueden también producirse por fermentación, así como ser añadidas artificialmente por el hombre para la conservación de los alimentos, en este último caso se denominan aditivos.

Ciertos alimentos contienen de forma natural sustancias antimicrobianas, es el caso de la lisozima en huevos y leche o el de los aceites esenciales de las especias o el del gosipol, un antioxidante presente en las semillas de algodón. La lisozima posee una actividad específicamente antibacteriana, ya que hidroliza la pared celular; los aceites esenciales y el gosipol tienen un espectro más amplio y son además antifúngicos.

Los ácidos láctico y acético, presentes en las fermentaciones o añadidos como aditivos, poseen una actividad antibacteriana bastante importante, y el ácido propiónico y la pimaricina son antifúngicos.

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