Micro de alimentos 1 by Agudo Destructor

Microbiología de los alimentos Los alimentos estériles

están

Los microorganimos distintos orígenes

tienen

Número de microorganismos

Microflora sin efectos Microflora con efectos

Alteración microbiológica

Implicaciones económicas

20% Pérdidas por alteraciones económicas

Los alimentos que consumimos, raramente, por no decir nunca, son estériles sino que contienen asociaciones microbianas cuya composición depende de qué organismos llegan a él y de cómo se multiplican, sobreviven e interaccionan en el alimento en el transcurso del tiempo. Los microorganismos existentes en un alimento proceden tanto de la microflora propia de la materia prima como de los microorganismos introducidos durante las operaciones de recolección, sacrificio, tratamiento, almacenamiento y distribución. La proporción numérica entre los diversos tipos viene determinada por las propiedades del alimento, por la atmósfera donde se almacena, por las propiedades de los propios organismos y por los efectos del tratamiento. En la mayoría de los casos, esta microflora no ejerce un efecto aparente por lo que el alimento es consumido sin reparo y sin consecuencias adversas. No obstante, algunas veces los microorganismos manifiestan su presencia en una de estas formas: - pueden causar alteración perjudicial; - causan una enfermedad transmitida por el alimento; - pueden transformar las propiedades de un alimento de una forma beneficiosa. En general los alimentos son perecederos, por lo que necesitan ciertas condiciones de tratamiento, conservación y manipulación. Su principal causa de deterioro es el ataque por diferentes tipos de microorganismos (bacterias, levaduras y hongos filamentosos). Esto tiene implicaciones económicas evidentes, tanto para los fabricantes (deterioro de materias primas y productos elaborados antes de su comercialización, pérdida de la imagen de marca, etc.) como para distribuidores y consumidores (deterioro de productos después de su adquisición y antes de su consumo). Actualmente, se calcula que más del 20% de todos los alimentos producidos en el mundo se pierden por acción de los microorganismos. Son las cifras actuales, a pesar de los avances históricos conseguidos en la conservación.

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Microbiología de los alimentos Prácticas empíricas conservación

Conservación por reducción del contenido de agua

Desde los tiempos más antiguos, fueron puestas en práctica empíricamente las técnicas de conservación de alimentos basadas en fundamentos microbiológicos correctos (a pesar de que en aquel entonces se desconocían), para detener o retardar los procesos naturales de la putrefacción. En casi todas las partes del mundo los alimentos fundamentales eran las semillas -arroz, trigo, sorgo, mijo, maíz, avena y cebada- que se conservaban durante una o más temporadas si se secaban convenientemente. Parece probable que la mayoría de los métodos de conservación de los alimentos, más primitivos, dependían principalmente de la reducción de la actividad de agua en forma de desecación solar, salazón, o de ahumado sobre una hoguera.

Elementos de conservación La revolución industrial que se inició a finales del siglo XVIII dio un nuevo empuje al desarrollo de las técnicas de conservación de alimentos. Resumiendo mucho, podemos nombrar los cuatro "elementos" a los que se recurría en el siglo XVIII para evitar el deterioro de los alimentos:

Métodos de conservación

Refrigeración

Desecación

- hielo - aire - sal - humo Obviamente a cada uno correspondía un método de conservación : - enfriar/ congelar - curar - sazonar - ahumar Ya en el Medioevo existían, sobre todo en el Norte de Europa, en especial en las regiones alpinas y prealpinas, depósitos de nieve y hielo, y se conocían las propiedades conservadoras de la refrigeración. Se trataba de locales (llamados neveras o heleras), muchas veces en piedra y aislados de las variaciones térmicas, con un bajo grado de humedad para evitar las formaciones de agua de condensación, donde el hielo y la nieve se acumulaban en las estaciones frías y de los que se podían extraer reservas hasta que se agotaban. Sabemos que en el régimen alimenticio de todas las clases sociales, eran fundamentales los cereales y su conservación fue siempre un problema de supervivencia urgente. Podían ser almacenados en forma de granos enteros o ya molidos en harina, pero era necesario

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Microbiología de los alimentos evitar, para el grano, la germinación intempestiva, y en cualquier caso que la presencia de microorganismos y moho comprometiera la comestibilidad: por ello estaba muy extendida su desecación al sol y al aire. Transmisión de enfermedades

Causas de la enfermedad transmitida por alimentos

Problema universal

sanitario

más

3 millones de muestras anuales

Importancia inocuidad

Además de su valor y necesidad indudable, desde antiguo los alimentos han sido relacionados con la transmisión de enfermedades. En numerosas fuentes escritas de la antigüedad, como por ejemplo en el Antiguo Testamento, así como en documentos de Confucio, del hinduismo y del islam, se pueden encontrar normas que regulan la higiene de los alimentos. Estas primeras referencias escritas tenían, cuando más, un concepto vago de las verdaderas causas de la enfermedad transmitida por alimentos y algunas de sus normas probablemente tenían una ligera influencia en su incidencia. Incluso hoy día, a pesar de que se sabe más sobre la misma, «la enfermedad transmitida por alimentos es el problema sanitario más universal en el mundo contemporáneo y una causa importante de disminución en la productividad económica» (OMS, 1992). Las pruebas existentes indican claramente que los contaminantes microbiológicos son su causa principal. El consumo de alimentos constituye un gran riesgo para la salud. Un 70% de las diarreas se debe a alimentos contaminados con microorganismos. En los países en desarrollo, más de tres millones de niños mueren cada año por estas enfermedades. Cada vez es más importante proteger a los consumidores asegurando la inocuidad de los alimentos y mejorando su calidad. Un suministro de alimentos y agua inocuos y de calidad suficiente es fundamental para el individuo y la población.

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Microbiología de los alimentos Garantizar inocuidad

Consecuencias de la falta de inocuidad

Algunas enfermedades graves

El control de los alimentos debe garantizar que mantienen su inocuidad durante la producción, manipulación, elaboración, envasado, distribución y preparación, sin poner en peligro la salud del consumidor. La inocuidad de los alimentos, la seguridad alimentaria es responsabilidad de todos los eslabones de la cadena alimentaria. Cuando un alimento no es inocuo puede provocar enfermedad en el consumidor. Las consecuencias de estas enfermedades transmitidas por alimentos son desagradables para cualquiera aunque sean pasajeras y sin complicaciones en la mayoría de los casos. Sin embargo, en determinadas ocasiones son enfermedades graves, con complicaciones e incluso comprometiendo la vida del paciente, sobre todo en los grupos de alto rie sgo.

Informe OMS

En Mayo del 1992, reunidos en Ginebra los ministros de Sanidad de los países miembros de la O.M.S. para evaluar el decenio 1980-90, se presentó una lista que recogía las 48 enfermedades más extendidas en el mundo, encabezada por las que se recogen en este cuadro.

80% de las enfermedades

Se concluyó que, si bien había mejorado considerablemente la situación sanitaria mundial, el panorama resultaba aún sombrío al comprobar que el 80% de las enfermedades tiene como causa última el agua y los alimentos no higienizados.

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Microbiología de los alimentos Inocuidad: requisito obligado

Microorganismos útiles

Fermentaciones o conversiones microbiológicas

Utilidad en conservación y producción Alimentos fermentados

Prolongación comercial

vida

Mejora sensorial de productos fermentados

Microorganismos en la síntesis de aditivos

La inocuidad de los alimentos, la seguridad alimentaria, es un requisito obligatorio e imprescindible, mientras que la calidad es un valor añadido. Aunque parecidos no se deben confundir seguridad y calidad. No obstante lo anterior, los microbios pueden desempeñar un papel positivo en los alimentos. Pueden ser consumidos como alimentos en sí mismos como ocurre en los casos de los hongos comestibles, de la micoproteína y de las algas. También pueden llevar a cabo transformaciones deseables en un determinado alimento, modificando sus propiedades de un modo que sea beneficioso. Es el caso de las llamadas fermentaciones o conversiones microbiológicas. Existe una enorme variedad de alimentos en los cuales se utilizan los microorganismos o su actividad, para la producción o conservación del alimento. Los más conocidos y numerosos son los alimentos fermentados. Los alimentos fermentados fueron descubiertos antes de que la humanidad tuviese algún conocimiento de la existencia de los microorganismos, a no ser por el testimonio de los efectos de su actividad. Fue simplemente una observación empírica de que determinadas maneras de guardar alimentos efectuaban modificaciones deseables en sus características. Al principio, las más importantes de estas modificaciones fueron la prolongación de la vida comercial y la mejora de la aptitud para el consumo del producto, aunque en el mundo industrializado estas modificaciones tuvieron menor importancia con el advenimiento de otros métodos de conservación tales como el enlatado, la refrigeración o la congelación. Sin embargo, las tecnologías modernas no han disminuido en modo alguno el atractivo sensorial de los productos fermentados. Esto es evidente por el hecho de que las personas rara vez se entusiasman ante el mosto o ante la leche, pero si ante el enorme surtido y variedad de vinos y quesos. Además de cambiar la forma o las características del alimento, los microorganismos suelen ser utilizados para producir sustancias que se usan como aditivos alimentarios como ácidos, vitaminas, aromas, aminoácidos o proteínas.

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Comportamiento de los microorganismos en los alimentos

Crecimiento microbiano

Velocidad de crecimiento

Tiempo de generación

Variación del duplicación

tiempo

Influencia de factores

Fases de crecimiento

El crecimiento microbiano implica el incremento en el número de células más que en el tamaño de las células. El crecimiento de la mayoría de los microorganismos ocurre por fisión binaria (binaria, para expresar el hecho de que se forman dos células a partir de una). El crecimiento microbiano se define como un incremento en el número de células microbianas en una población. La velocidad de crecimiento es el cambio en el número de células o masa celular por unidad de tiempo. Durante este ciclo de división celular todos los componentes estructurales de la célula se duplican. El tiempo requerido para qué a partir de una célula se formen dos células se denomina tiempo de generación. Por tanto el tiempo de generación es el requerido para duplicarse una población de células. A consecuencia de ello, a este tiempo también se le conoce como tiempo de duplicación. El tiempo de generación varía ampliamente entre los microorganismos. Muchas bacterias tienen tiempos de generación de 1-3 horas, pero las conocidas como de crecimiento muy rápido, pueden hacerlo en tan solo 10 minutos, mientras que otras pueden tardar incluso días. Las cifras anteriores son en condiciones optimas para el crecimiento. Es decir que los factores genéticos (la especie a que pertenezca la bacteria) influye en el crecimiento o tiempo de duplicación. Pero existen otros factores además de los genéticos. Unos son los factores ligados al alimento (factores intrínsecos) y otros son ajenos al alimento (factores extrínsecos o ambientales) que serán contemplados en las siguientes secciones. Un cultivo microbiano pasa típicamente por cuatro fases de crecimiento, distintas y secuenciales: la fase de latencia o fase lag (lag, en inglés, significa "retraso"), la fase log (también llamada logarítmica o exponencial), la fase estacionaria y la fase de muerte

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Comportamiento de los microorganismos en los alimentos

Fases de latencia

Fase logaritmica

Fase estacionaria

Cambios en fase estacionaria

El ciclo comienza con la fase de latencia o fase lag. Es un período en el que no hay crecimiento. Generalmente, se produce cuando las células en fase estacionaria o en fase de muerte se inoculan en un medio de cultivo fresco. Aunque en la fase lag no se produce crecimiento neto, existe una actividad metabólica considerable, ya que las células se preparan para crecer. Esta preparación es necesaria porque los daños metabólicos sufridos durante las fases estacionaria o de muerte deben ser reparados completamente, antes de que las células puedan comenzar a crecer de nuevo. Si las células empleadas para inocular (sembrar) un nuevo cultivo están en la fase log, no existe fase lag, siempre que el nuevo medio de cultivo sea el mismo que el viejo y las demás condiciones permanezcan idénticas. Es una fase es que existe un crecimiento exponencial o logarítmico. Esto significa que durante cada tiempo de duplicación, el número de células de la población se incrementa en un factor de dos, es decir, se duplica. En condiciones de crecimiento exponencial, los microorganismos se multiplican con una asomb rosa rapidez. Durante cada tiempo de duplicación se producen tantas nuevas células como se habían producido anteriormente de manera acumulada. La fase logarítmica no puede continuar indefinidamente. La masa de un cultivo microbiano que continuara creciendo de forma exponencial o logarítmica superaría rápidamente el peso del planeta. Pero siempre sucede algo; se agota un nutriente esencial, se acumula un producto tóxico, o el pH se hace desfavorable. Por lo tanto, el cultivo deja de crecer y entra en la fase estacionaria de crecimiento. Aunque no se produce un aumento neto de la masa del cultivo durante la fase estacionaria, la composición celular cambia cuando el cultivo pasa a esta fase. Las células se hacen más pequeñas y comienzan a sintetizar componentes que les ayudan a sobrevivir, sin crecer, durante largos períodos de tiempo. Por ejemplo, cuando Escherichia coli entra en la fase estacionaria, sintetiza alrededor de 30 proteínas, que no se encuentran en las células en la fase log, y modifica la composición de algunos de los ácidos grasos de sus membranas. Algunas especies bacterianas han desarrollado sofisticados mecanismos, como la formación de endosporas, para sobrevivir a la fase estacionaria.

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Comportamiento de los microorganismos en los alimentos

Fase de muerte

Necesidades de crecimiento

Nutrientes

Necesidades de nutrientes

Después de aproximadamente un día en fase estacionaria, comienza la fase de muerte, y las células del cultivo comienzan a morir. Durante esta fase, las células de la mayoría de las especies mueren exponencialmente, pero a una velocidad lenta mucho menor que la tasa de incremento de las células durante la fase log. Generalmente, la muerte se produce porque las células han agotado sus reservas intracelulares de ATP y no pueden reparar los componentes celulares. Las células que no crecen no pueden generar nuevo ATP y, por tanto, se produce la muerte cuando no existe suficiente energía para continuar la reparación celular o para reiniciar el crecimiento, cuando existan nutrientes disponibles. Cada especie microbiana requiere para crecer unas condiciones particulares. Estos requerimientos son muy variados, porque los ambientes en los que las diferentes especies se han adaptado varían enormemente. Todos los seres vivos utilizan compuestos químicos presentes en el medio ambiente para construir las moléculas necesarias para fabricar nuevas células. Estos compuestos químicos se denominan nutrientes. Sabemos que la nutrición afecta al crecimiento de todos los organismos. Un ser humano, un animal o una planta bien alimentados crecen más rápidamente que otros mal alimentados. Para los microorganismos, particularmente las bacterias, el efecto de la nutrición en el crecimiento es enorme. Por ejemplo, Escherichia coli puede llegar a crecer 10 veces más rápidamente en un ambiente rico en nutrientes, tal como el extracto de carne, que en un ambiente nutritivo pobre, como por ejemplo una solucción acuosa con succinato y sales. El medio con succinato y sales cubre todas las necesidades esenciales de E. coli, pero el crecimiento en dicho medio requiere que la célula realice más procesos biosintéticos. El resultado es un crecimiento más lento. Los nutrientes que necesitan los microorganismos para crecer incluyen una fuente de energía, de oxígeno, de nitrógeno, de fósforo, de azufre, de elementos traza y de factores de crecimiento orgánicos. La composición de cada alimento va a influir en cuales van a ser las fuentes de carbono y nitrógeno y en que microorganismos pueden crecer con esos nutrientes.

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Comportamiento de los microorganismos en los alimentos Muerte microbiana supervivencia

Control de microorganismos

Muerte microbiológica

La muerte microbiana se produce cuando una célula no puede volver a dividirse para formar dos nuevas células. Pero en microbiología, lo que interesa, lo que se quiere conocer es como afecta la muerte celular a una población microbiana, en lugar de lo que sucede a nivel de una sola célula. En particular lo que interesa conocer es si un tratamiento específico mata todas las células, si reduce su número hasta niveles aceptables o si simplemente detiene el crecimiento durante un período de tiempo limitado. El control de los microorganismos puede implicar una de las siguientes prácticas: esterilización, tratamiento que destruye todas las formas de vida microbiana; desinfección (o higienización), técnica que reduce el número de microorganismos patógenos a niveles en los cuales no hay riesgo de que produzcan una enfermedad; descontaminación, tratamiento que se aplica para que un objeto o superficie que han sido expuestos previamente a los microorganismos pueda volver a utilizarse de forma segura (no contenga microorganismos); o la antisepsia, (eliminación de los microorganismos de la piel o de otros tejidos vivos). Algunos de estos términos pueden intercambiarse entre sí; por ejemplo, al desinfectar o esterilizar un instrumento también se puede conseguir su descontaminación. Se considera que una célula microbiana esta muerta cuando no puede originar una colonia sobre un medio sólido o producir turbidez en un medio líquido. Sin embargo, algunos tratamientos sólo inhiben el crecimiento bacteriano; es decir, las células tratadas son temporalmente incapaces de formar colonias y parecen estar muertas, aunque dichas células volverán a crecer cuando se elimine el tratamiento o cuando pase simplemente el tiempo.

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Comportamiento de los microorganismos en los alimentos Microbiostáticos microbiocidas

Agentes físicos químicos

agentes

Tasa de mortalidad

Tiempo de reducción decimal

Aquellos tratamientos que sólo inhiben el crecimiento microbiano se denominan microbiostáticos; por ejemplo, la refrigeración de los alimentos impide que se desarrollen los microorganismos que se encuentran en los mismos, pero no los destruye. Los tratamientos microbicidas matan las células microbianas. Ciertos tratamientos son microbiostáticos, otros son microbicidas, pero la distinción entre ambos no siempre es fácil. Algunos compuestos químicos microbiostáticos actúan como microbicidas si el tratamiento se prolonga o se aumenta la concentración de los mismos. Las poblaciones microbianas se pueden controlar por medio de diferentes agentes físicos (calor, frío, radiación, filtración, desecación, elevada presión osmótica) y un buen número de agentes o compuestos químicos. Pero independientemente del agente usado en el tratamiento, una población de microorganismos siempre disminuye de acuerdo con el mismo modelo matemático. Si se representa el número de células supervivientes en una escala logarítmica, la gráfica en función del tiempo que se obtiene es, al igual que las gráficas del crecimiento en la fase logarítmica, una línea recta. Aunque no se pueda predecir el momento en que morirá una célula individual, es posible calcular la tasa de mortalidad de la población microbiana. Después de la exposición de un cultivo a un agente letal, algunas células mueren casi inmediatamente mientras que otras lo hacen mucho más tarde. No obstante, podemos predecir con bastante precisión cómo disminuirá la población en su conjunto, ya que en cada intervalo de tiempo muere un porcentaje fijo de los supervivientes. En otras palabras, si en 10 minutos mueren el 90% de las células, en los siguientes 10 minutos morirán también el 90% de los supervivientes. En conclusión, la eficacia de un método para destruir a los microorganismos puede medirse por el tiempo de reducción decimal (o valor D). El valor D es el tiempo en minutos que tarda un agente en matar al 90% de las células de una población.

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Comportamiento de los microorganismos en los alimentos

Factores que afectan al valor D

Esterilización y valor D

En la mayoría de los tratamientos, el valor D depende de cuatro factores: (1) la temperatura, (2) el tipo y (3) el estado de los microorganismos tratados y (4) la presencia de otras sustancias. (1) La temperatura afecta a la tasa de mortalidad porque las reacciones químicas letales, como todas las reacciones químicas, aumentan su velocidad a temperaturas mayores. (2) Los distintos tipos de microorganismos varían considerablemente en su resistencia a los diferentes agentes físicos y químicos. Por ejemplo, los micoplasmas son muv sensibles al tratamiento térmico, mientras que las endosporas son muy resistentes. (3) Las células que se encuentran en fase logarítmica de crecimiento son más sensibles que las que están en fase estacionaria. A veces estas diferencias son muy importantes; por ejemplo, las células de Escherichia coli en fase logarítmica mueren en más de un 99 por ciento si son sometidas a un choque frío (enfriamiento rápido a 5ºC o menos), pero no ocurre lo mismo si dichas células están en fase estacionaria. (4) La presencia de otras sustancias especialmente proteínas, protege a los microorganismos de muchos tratamientos letales. Esterilizar un objeto significa destruir todos los microorganismos, incluidos los virus, que contiene el mismo, Pero ¿cómo es posible saber cuándo estarán todos los microorganismos muertos? Para diseñar correctamente un tratamiento de esterilización hay que tener en cuenta tres aspectos: (1) el valor D del tratamiento, (2) el número de células presentes y (3) el grado de certeza que se desea tener de que al final del tratamiento no exista ninguna célula viva. Estos cálculos son fundamentales tanto en la industria como en los laboratorios de investigación. Por ejemplo, las industrias de conservas en latas deben conocer cuánto tiempo hay que tratar los alimentos para destruir todas las células vivas. Si el tratamiento es demasiado corto, las endosporas de Clostridium botulinum, agente causal del botulismo, pueden sobrevivir y posteriormente germinar, produciendo una potente neurotoxina que puede ocasionar parálisis o muerte. Por otra parte, el calentamiento excesivo altera la calidad del alimento. Dichos cálculos aseguran que el material esté esterilizado correctamente y que todos los microorganismos hayan sido eliminados.

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Comportamiento de los microorganismos en los alimentos

PMT y TMT

Influencia de factores

Factotes intrínsecos

Además del valor D, existen otros dos parámetros útiles a la hora de describir la sensibilidad de un microorganismo particular al calor: el punto de muerte térmica (PMT) es la temperatura más baja necesaria para matar todos los microorganismos de una suspensión líquida particular en 10 minutos; el tiempo de muerte térmica (TMT) es el tiempo mínimo necesario para matar todos los microorganismos de una suspensión líquida particular a una temperatura dada. Deciamos anteriormente que existen muchos factores que influyen en el crecimiento de los microorganismos en los alimentos. Unos son los factores ligados al microorganismo o a la genética del microorganismos (tiempo de duplicación, fuentes de carbono y nitrogeno utilizables, etc.). Pero existen otros factores además de los genéticos. Unos son los factores ligados al alimento (factores intrínsecos) y otros son ajenos al alimento (factores extrínsecos o ambientales). Son los parámetros del alimento y que son parte integrante del mismo. Se denominan también parámetros intrínsecos. A continuación se revisa cada uno de estos parámetros haciendo hincapié en sus efectos sobre los microorganismos existentes en los alimentos. Estos parámetros son los siguientes :

El pH es uno de los factores que infuyen de manera mas decisiva o crítica en el crecimiento de los microorganismos. La mayoría de los microorganismos crecen mejor a valores de pH en torno a 7,0, si bien unos pocos crecen a valores por debajo de 4,0. En cuanto a sus relaciones con el pH, las bacterias tienden a ser más exigentes que los mohos y que las levaduras, siendo las bacterias patógenas las más exigentes.

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Comportamiento de los microorganismos en los alimentos

Acidez intrínseca

Acidez biológica

Contenido en humedad

Las frutas, las bebidas refrescantes, el vinagre, y los vinos se encuentran por debajo del valor de pH en el cual normalmente crecen las bacterias. La excelente cualidad de conservación de estos alimentos se debe en gran parte a su pH. Es una observación corriente que las frutas generalmente experimentan alteraciones por hongos y por levaduras y ello es debido a la capacidad de estos microorganismos para crecer a valores de pH menores de 3,5; valor que es considerablemente menor que los valores mínimos de crecimiento para la mayoría de las bacterias que producen alteraciones y para todas las que producen intoxicaciones alimentarias. Algunos alimentos se caracterizan por su acidez intrínseca; otros deben su acidez o pH a las actividades de determinados microorganismos. Al último tipo de acidez se le denomina acidez biológica, que es la que presentan alimentos tales como las leches fermentadas, la col fermentada, y los encurtidos. Prescindiendo del origen de la acidez, parece ser que su influencia sobre el crecimiento es la misma. Uno de los métodos más antiguos para conservar los alimentos es el secado o desecación, no conociéndose de forma exacta de qué forma se llegó a la utilización del mismo. La conservación de los alimentos por desecación es consecuencia directa de la separación o de la ligazón de la humedad, sin la cual los microorganismos no se multiplican. En la actualidad, se admite de forma universal que las necesidades de agua de los microorganismos se deben expresar en términos de actividad agua (aw) en el medio. Este parámetro se define mediante la relación existente entre la presión del vapor de agua del sustrato alimenticio y la presión de vapor del agua pura a la misma temperatura. La aw de la mayoría de los alimentos frescos es superior a 0,99. En general, para crecer, las bacterias necesitan valores de aw más elevados que los hongos, teniendo las bacterias gramnegativas necesidades más elevadas que las grampositivas. La mayoría de las bacterias que alteran los alimentos no crecen a valores de a inferiores a 0,91; mientras que los mohos que los alteran son capaces de crecer a bajos valores de aw como es una aw de 0,80. Con respecto a las bacterias productoras de intoxicaciones alimentarias, se ha comprobado que Staphylococcus aureus crece a una aw tan baja

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Comportamiento de los microorganismos en los alimentos

Influencia de la baja aw

Potencial de oxido-reducción (Eh)

como es la de valor de 0,86; mientras que Clotiridium botulinum no crece por debajo de 0,94. De igual modo que las levaduras y los mohos crecen dentro de un intervalo de pH más amplio que el correspondiente a las bacterias, lo mismo es cierto para la aw. El efecto general del descenso de la aw por debajo del valor óptimo es un aumento de la duración de la fase lag de crecimiento y una disminución de la tasa de crecimiento y del número de microorganismos de la población final. Se puede suponer que este efecto es consecuencia de la influencia desfavorable de la disminución del agua sobre todas las actividades metabólicas ya que todas las reacciones químicas requieren un medio acuoso. No obstante, se debe tener en cuenta que la aw está influenciada por otros parámetros del medio, como son el pH, la temperatura de crecimiento y el Eh. Durante años se ha sabido que los microorganismos presentan grados variables de sensibilidad al potencial de óxido-reducción (O/R, Eh) de su medio de crecimiento. El potencial de O/R de un sustrato puede ser definido de forma general como la facilidad con la que el sustrato pierde o gana electrones. Cuando un elemento o un compuesto pierde electrones, se dice que el sustrato es oxidado, mientras que un sustrato que gana electrones es reducido. Por consiguiente, una sustancia que cede electrones con facilidad es un buen agente reductor, mientras que una sustancia que capta electrones es un buen agente oxidante. Cuando son transferidos electrones de un compuesto a otro, entre ambos compuestos se crea una diferencia de potencial. Esta diferencia se puede medir utilizando un instrumento apropiado y se puede expresar en milivoltios (mv). Cuanto más intensamente sea oxidada una sustancia, tanto más positivo será su potencial eléctrico, y cuanto más intensamente sea reducida una sustancia, tanto más negativo será su potencial eléctrico. El potencial de O/R de un sistema se expresa por medio de la notación Eh en mv. Para su crecimiento, los microorganismos aerobios necesitan valores de Eh positivos (oxidados), mientras que los anaerobios necesitan valores de Eh negativos (reducidos). Entre las sustancias existentes en los alimentos que favorecen el mantenimiento de condiciones reductoras están los grupos -SH en las carnes y el ácido ascórbico y los azúcares reductores en las frutas y hortalizas.

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Comportamiento de los microorganismos en los alimentos

Eh para microorganismos

Eh de los alimentos

Contenido de nutrientes

Necesidad de nutrientes para crecimiento

Con respecto a las exigencias de Eh de los microorganismos, algunas bacterias necesitan condiciones reducidas para iniciar el crecimiento (Eh de aproximadamente -200 mv), mientras que otras, para crecer, necesitan un Eh positivo. En la primera clase se encuentran las bacterias anaerobias, como son las del género CIostndium; a la última clase pertenecen bacterias aerobias como las del género Bacillus. En realidad, algunas bacterias aerobias crecen mejor bajo condiciones ligeramente reducidas, denominándose con frecuencia microaerófilos a estos microorganismos. Los lactobacilos y los estreptococos son ejemplos de bacterias microaerófilas. Algunas bacterias son capaces de crecer indistintamente bajo condiciones aerobias o anaerobias. A este tipo de bacterias se les conoce como anaerobias facultativas. la mayoría de los mohos y levaduras hallados en el interior de los alimentos y en su superficie son aerobios, aunque unos pocos tienden a ser anaerobios facultativos. En cuanto al Eh de los alimentos suelen ser muy variados. Algunos ejemplos: Los alimentos vegetales, especialmente los zumos vegetales, tienden a tener valores de Eh desde +300 a +400. Por ello, las bacterias aerobias y los mohos son la causa habitual de alteración de los alimentos de este tipo. Las carnes compactas tienen valores de Eh negativos en torno a -200 mv; mientras que en las carnes picadas, el Eh generalmente se encuentra en torno a +200 mv. Se ha señalado que los quesos de varios tipos tienen valores de Eh de signo negativo, desde -20 a-200 mv. Tanto para multiplicarse como para desarrollar su normal fisiología, los microorganismos de importancia en los alimentos necesitan lo siguiente: agua, una fuente de energía, una fuente de nitrógeno, sales minerales, vitaminas y factores de crecimiento afines. La importancia del agua para el crecimiento y bienestar de los microorganismos fue expuesta anteriormente en esta sección. Con respecto a los otros cuatro grupos de sustancias, los microorganismos cuyas necesidades son más bajas son los mohos, seguidos, en orden creciente de necesidades, por levaduras, bacterias gramnegativas y bacterias grampositivas.

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Comportamiento de los microorganismos en los alimentos

Fuentes de energía

Fuentes de nitrógeno

Vitaminas

Como fuentes de energía, los microorganismos transmitidos por los alimentos pueden utilizar azúcares, alcoholes y aminoácidos. Unos pocos microorganismos son capaces de utilizar como fuentes de energía carbohidratos complejos, como son los almidones y la celulosa, por degradar primeramente estos compuestos a azúcares sencillos. Las grasas también son utilizadas por los microorganismos como fuentes de energía, aunque estos compuestos son atacados por un número relativamente insignificante de los microorganismos existentes en los alimentos. Las principales fuentes de nitrógeno utilizadas por los microorganismos heterótrofos son los aminoácidos. Un elevado número de otros compuestos nitrogenados pueden desempeñar esta función para diversos tipos de microorganismos. Algunos microorganismos, por ejemplo, son capaces de utilizar nucleótidos y aminoácidos libres, mientras que otros son capaces de utilizar péptidos y proteínas. En general, los compuestos sencillos, tales como los aminoácidos, suelen ser utilizados por casi todos los microorganismos antes de atacar o utilizar compuestos complejos, tales como las proteínas de elevado peso molecular. Esto mismo es cierto para las grasas y para los polisacáridos. Los microorganismos pueden necesitar vitaminas del grupo B en cantidades insignificantes, y de aquí que casi todos los alimentos naturales suelan contener una abundante cantidad de las mismas por lo que se refiere a aquellos microorganismos que son incapaces de sintetizar sus necesidades esenciales. En general, las bacterias grampositivas son las que menos vitaminas del grupo B sintetizan y de aquí que se les deba aportar uno o más de estos compuestos para que puedan crezcer. Las bacterias gramnegativas y los mohos son capaces de sintetizar la mayor parte de las vitaminas del grupo B que necesitan, o todas ellas. Por consiguiente, en alimentos con bajo contenido en vitaminas del grupo B pueden encontrarse creciendo estos dos grupos de microorganismos. Las frutas suelen tener menor cantidad de vitaminas del grupo B que las carnes, y este hecho, junto con el habitual bajo pH y el Eh positivo de las frutas, sirve para explicar la habitual alteración de estos alimentos por mohos más que por bacterias.

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Comportamiento de los microorganismos en los alimentos

Constituyentes antimicrobianos

Estructuras biológicas

La estabilidad de algunos alimentos frente a la invasión por microorganismos es debida a la presencia en aquéllos de ciertas sustancias naturales en las que se ha demostrado la existencia de actividad antimicrobiana. Veamos algunos ejemplos. Se sabe que algunas especias contienen aceites esenciales que poseen actividad antimicrobiana. Entre estos aceites esenciales están el eugenol en el clavo, la alicina en el ajo, el aldehído cinámico y el eugenol en la canela, el isotiocianato de alilo en la mostaza, el eugenol y el timol en la salvia, y el carvacrol (isotimol) y el timol en el orégano. La leche de vaca contiene varias sustancias antimicrobianas que incluyen la lactoferrina, la conglutinina, y el sistema lactoperoxidasa. Los huevos contienen lisozima, lo mismo que la contiene la leche, y este enzima junto con la conalbúmina, dota a los huevos de un sistema antimicrobiano medianamente eficaz. La envoltura natural de algunos alimentos proporciona una excelente protección frente a la entrada y daño subsiguiente por microorganismos causantes de alteraciones. En esta clase de envoltura se encuentran estructuras tales como el tegumento externo de las frutas, la cáscara de los frutos en nuez, la pie l de los animales y la cáscara de los huevos. En el caso de los frutos en nuez, como son las nueces y las avellanas, la cáscara o envoltura es suficiente para impedir la entrada de todos los microorganismos. Una vez cascados, naturalmente, su pulpa está expuesta a la alteración por mohos. La cáscara externa y las membranas de los huevos, si permanecen integras, evitan la entrada de casi todos los microorganismos cuando se guardan bajo condiciones apropiadas de humedad y temperatura. Las frutas y hortalizas que tienen su cubierta externa dañada experimentan alteraciones con mucha mayor rapidez que las que no están dañadas. La piel que recubre el pescado y carnes tales como la de vacuno y la de cerdo impide la contaminación y la alteración de estos alimentos, en parte porque tiende a secarse con mayor rapidez que las superficies recién cortadas.

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Comportamiento de los microorganismos en los alimentos Factores extrínsecos

Los parámetros extrínsecos de los alimentos son aquellas peculiaridades del ambiente donde se almacenan que influyen tanto en los alimentos como en los microorganismos que aquéllos contienen. Los que tienen una mayor importancia para los microorganismos existentes en los alimentos son: (1) la temperatura de conservación, (2) la humedad relativa del ambiente, y (3) la presencia y concentración de gas es en el ambiente.

Temperatura de conservación

Los microorganismos, en su conjunto, crecen dentro de un amplia escala de temperaturas, pero cada uno de ellos tiene sus correspondientes límites. Por consiguiente, el considerar los intervalos de la temperatura de crecimiento de los microorganismos es de importancia en los alimentos como ayuda a la hora de elegir la temperatura apropiada para conservar los distintos alimentos Es habitual encuadrar a los microorganismos en tres grupos en base a sus necesidades de temperatura de crecimiento. A aquellos microorganismos que crecen bien a 7ºC o a temperaturas inferiores a ésta y cuya temperatura óptima se encuentra entre 20ºC y 30ºC, se les denomina psicrótrofos o psicrófilos. A aquéllos que crecen entre 20ºC y 30ºC, con temperaturas óptimas comprendidas entre 30 y 40ºC, se les conoce como mesófilos, mientras que aquéllos que crecen bien a 45ºC y a temperaturas superiores a ésta, son denominados termófilos. Las bacterias psicrófilas más habitualmente halladas en la superficie de los alimentos son las pertenecientes a los géneros Pseudomonas y Enterococcus. Estos microorganismos crecen bien a temperaturas de nevera y alteran las carnes, el pescado, las aves, los huevos y otros alimentos que normalmente se conservan a esta temperatura. Las especies y cepas mesófilas se pueden encontrar en

Temperatura de crecimiento

Bacterias psicrófilas

Bacterias mesófilas

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Comportamiento de los microorganismos en los alimentos

alimentos que se conservan a temperatura de nevera, pero no crecen a esta temperatura. Si Bacterias termófilas

Mohos y levaduras

Elección de tempratura de conservación

Alimentos muy perecederos

las demás condiciones les son favorables, crecen a las temperaturas comprendidas en el intervalo mesófilo La mayoría de las bacterias termófilas de importancia en los alimentos pertenecen a los géneros Bacillus y Clostridium. Si bien pocas especies de estos géneros son termófilas, son de gran interés en las industrias de conservas enlatadas tanto para el microbiólogo de alimentos como para el tecnólogo de toda industria de alimentos. Lo mismo que los mohos son capaces de crecer a escalas de pH, de presión osmótica y de contenido de nutrientes de mayor amplitud que las correspondientes a las bacterias, también son capaces de crecer dentro de escalas de temperatura más amplias que las correspondientes a las bacterias. Algunos mohos son capaces de crecer a temperaturas de nevera, sobre todo algunas especies de los géneros Aspergillus, Cladosporium y Thamnidium, que se pueden encontrar creciendo sobre la cáscara de los huevos, en los flancos de las canales de ganado vacuno y en las frutas. Las levaduras crecen dentro de los intervalos de temperatura psicrótrofo y mesófilo, pero generalmente no crecen dentro del intervalo de temperatura termófilo. A la hora de elegir la temperatura de conservación también se debe tener en cuenta la calidad del alimento a conservar. Si bien podría parecer deseable conservar todos los alimentos a temperaturas de nevera o a temperaturas inferiores a éstas, esto no siempre es lo mejor para mantener la calidad deseable en algunos alimentos. Por ejemplo, los plátanos si se conservan a 13ºC-17ºC se mantienen mejor que si se conservan a 5ºC-7ºC. Un gran número de hortalizas, entre las que se incluyen las patatas, el apio, la col, y algunas otras, se conservan mejor a temperaturas en torno a los 10ºC. En los alimentos muy perecederos, la temperatura de conservación es el parámetro más importante de cuantos influyen en la alteración de los alimentos.

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Comportamiento de los microorganismos en los alimentos Humedad

R.H. y aw

Influencia de la R.H.

Presencia y concentración de gases

La humedad relativa del ambiente (R.H.) en el que se encuentran almacenados los alimentos es importante tanto desde el punto de vista de la aw existente en el interior de los mismos como desde el punto de vista del crecimiento de los microorganismos en las superficies. Cuando la aw de un alimento se sitúa en 0,60, es importante que este alimento se almacene bajo condiciones de R.H. que no permitan al alimento captar humedad de la atmósfera y de este modo aumentar su propia aw de la superficie y subsuperficie hasta un grado en el que pueda tener lugar el crecimiento de microorganismos. Cuando se colocan alimentos de baja aw en ambientes de elevada R.H., los alimentos captan humedad hasta que se ha establecido el equilibrio. Igualmente, los alimentos de elevada aw pierden humedad cuando se colocan en un ambiente de baja humedad relativa. Existe una relación entre la R.H. y la temperatura que se debe tener en cuenta a la hora de elegir los ambientes apropiados para conservar los alimentos. En general, cuanto más elevada es la temperatura tanto más baja es la R.H. y viceversa. Los alimentos que experimentan alteraciones superficiales por mohos, por levaduras, y por determinadas bacterias, deben almacenarse bajo condiciones de baja R.H. Las carnes incorrectamente envueltas tales como los pollos enteros, y los filetes de carne de vaca, tienden a alterarse superficialmente en la nevera mucho antes de que tenga lugar la alteración profunda, debido a la generalmente elevada R.H. de la nevera y al hecho de que la flora microbiana que altera la carne es esencialmente de naturaleza aeróbica. Si bien en determinados alimentos es posible reducir las modificaciones debidas a la alteración superficial conservándolos bajo condiciones de baja R.H., se debe recordar que, bajo estas condiciones, el propio alimento perderá humedad hacia la atmósfera, pudiéndose convertir de este modo en indeseable. También tiene influencia en el crecimiento de microorganismos la presencia y concentración de algunos gases en el ambiente de conservación. El efecto inhibidor del C02 sobre el crecimiento microbiano se aplica en el envasado de alimentos en atmósfera modificada y es una consecuencia ventajosa de su uso a presiones elevadas (hiperbáricas) en las aguas minerales

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Comportamiento de los microorganismos en los alimentos

Atmósfera modificada

Atmósfera vegetales

modificada

Atmósfera carnes

modificada

carbónicas y en las bebidas refrescantes. Veamos algunos ejemplos. También tiene influencia en el crecimiento de microorganismos la presencia y concentración de algunos gases en el ambiente de conservación. El efecto inhibidor del C02 sobre el crecimiento microbiano se aplica en el envasado de alimentos en atmósfera modificada y es una consecuencia ventajosa de su uso a presiones elevadas (hiperbáricas) en las aguas minerales carbónicas y en las bebidas refrescantes. Veamos algunos ejemplos. El efecto del almacenaje en atmósfera modificada sobre las estructuras vegetales se conoce desde 1927 y se utilizó por primera vez a escala comercial en 1928. El almacenaje de las frutas en atmósfera modificada se utiliza en numerosos países, siendo las peras y las manzanas las frutas más habitualmente tratadas. La concentración de C02 generalmente no supera el 10% y se aplica o bien por procedimientos mecánicos o bien utilizando hielo seco (C02 sólido). Se ha comprobado que el dióxido de carbono retarda la podredumbre fúngica de las frutas originada por una gran variedad de hongos. Si bien no se conoce de forma exacta el mecanismo de acción del C02 para retardar la alteración de las frutas, es probable que actúe como inhibidor competitivo de la actividad del etileno. Parece ser que en las frutas el etileno actúa como un factor de envejecimiento y su inhibición ejercería el efecto de mantener a la fruta en un mejor estado de resistencia natural frente a la invasión por hongos. Durante la década de los años 1980, adquirió gran interés el uso dc atmósferas de CO2 para prolongar la duración del almacenaje de las carnes. Parece ser que se ha suscitado un nuevo interés por este método que va acompañado del uso cada vez más frecuente de las carnes envasadas al vacío. Un gran número de autores ha averiguado que el CO2 hiperbárico aumenta la vida útil de una diversidad de carnes. El efecto general de las elevadas concentraciones de CO2 en los paquetes de carne consiste en la modificación de la flora: una flora de carácter heterogéneo, integrada por bacterias gramnegativas, es sustituida por otra integrada principalmente por lactobacilos y por otras bacterias acidolácticas.

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Comportamiento de los microorganismos en los alimentos Ozono

Microbiología predictiva Genración matemáticos

modelos

Utilidad de la predicción

Estimación decisiones

Microbiología alimentos

Nuevos hábitats

toma

predictiva

También se ha sabido durante muchos años que el ozono incorporado a la atmósfera en la que se conservan, tiene un efecto conservador sobre determinados alimentos. A concentraciones de varias partes por millón (ppm), este gas ha sido ensayado en varios alimentos y se ha comprobado que es eficaz frente a los microorganismos causantes de alteraciones. Tanto el CO2 como el ozono (O3) son eficaces para retardar la alteración superficial de lo s cuartos de carne de vaca sometidos a un almacenaje de larga duración. En la microbiología predictiva se usan modelos matemáticos para predecir el crecimiento de los microorganismos así como su supervivencia y muerte. Los modelos matemáticos se generan cultivando los microorganismos en diferentes condiciones de temperatura, pH, disponibilidad de agua, etc. y obteniendo la ecuación matemática a partir de estos resultados. La microbiología predictiva puede ser utilizada para conocer los efectos de las condiciones del almacenamiento, de la composición del producto, de las operaciones del procesamiento sobre la contaminación final del producto alimenticio. En cada una de las peculiares situaciones, la microbiología predictiva puede estimar el número de microorganismos potencialmente peligrosos en un determinado producto en varios momentos de la cadena de producción, de la venta y de la distribución. Una vez efectuadas las estimaciones, permite tomar la decisión de si los niveles previstos son aceptables o no, así como que acciones son necesarias llevar a cabo para minimizar el riesgo al consumidor. El conocimiento de cómo las diferentes propiedades de un alimento, su medio ambiente y sus antecedentes son capaces de influir en la microbiota que se desarrolla cuando está almacenado, constituye un primer paso importante hacia la posibilidad de hacer predicciones relativas a su vida comercial, a su alteración y a su inocuidad. La industria alimentaria está creando constantemente nuevos hábitats microbianos, bien a propósito al idear nuevos productos y nuevas fórmulas para los tradicionales, bien por casualidad, como consecuencia de desviaciones en la composición de las materias primas o en el proceso de producción. Para poder predecir el

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Comportamiento de los microorganismos en los alimentos

Caracterización de un hábitat

Datos uni o bifactoriales

Multifactorial

Métodos básicos de predicción

comportamiento microbiano en cada situación nueva y determinar sus consecuencias con respecto a la inocuidad y calidad de los alimentos, debemos definir exactamente el medio ambiente del alimento y después determinar de qué modo influirá éste en el crecimiento y supervivencia de los microorganismos. La caracterización de un hábitat en función de sus propiedades químicas y físicas generalmente es sencilla, aunque pueden surgir algunos problemas si una determinada propiedad no se halla distribuida uniformemente en todo el producto. Esta situación puede constituir un problema especial cuando se trata de alimentos sólidos, por ejemplo en el interior de un jamón o en un bloque de queso, la concentración local de sal puede variar considerablemente. Se dispone de una cantidad considerable de datos acerca de cómo factores tales como el pH, la aw , la temperatura influyen en el crecimiento y supervivencia de los microorganismos, habiéndose contemplado algunos de ellos en los anteriores items. Sin embargo, una gran parte de estos datos fue obtenida cuando solamente se habían modificado uno o dos factores y todos los demás eran óptimos o casi óptimos. Como quiera que en algunos alimentos es de aplicación una situación muy diferente, los microorganismos están sometidos a toda una batería de factores subóptimos que de modo conjunto determinan las características del alimento como medio para el crecimiento microbiano. La descripción científica de esta técnica multifactorial para conservar alimentos es relativamente reciente aunque el concepto ha sido aplicado empíricamente desde la antigüedad en numerosos productos tradicionales, como por ejemplo en el queso, en las carnes curadas, en el pescado ahumado y en las conservas de frutas, todos ellos cuentan con varios factores que cooperan en su estabilidad y en su inocuidad. Cuando se afronta esta situación, existen tres métodos básicos para predecir la suerte de cada uno de los organismos. El primero de ellos consiste en buscar un criterio práctico, basado en el conocimiento particular de un microbiólogo de alimentos y en su interpretación de la bibliografía publicada. Si bien esto puede ser útil en el aspecto cualitativo, rara vez proporciona datos cuantitativos fiables.

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Comportamiento de los microorganismos en los alimentos

Pruebas de inoculación

Modelos matemáticos

Modelos de inactivación

1) Planteamiento

Desarrollo de un modelo

Para su crédito, la industria alimentaria generalmente no ha puesto gran confianza en este tipo de método sino que ha recurrido a la prueba de inoculación. En ésta, el organismo en cuestión es inoculado en el material alimenticio y se sigue su suerte por medio de condiciones simuladas de elaboración, almacenamiento, distribución, mal uso de la temperatura o cualquier condición que se juzgue necesaria. Si bien proporciona datos fiables, la prueba de inoculación es cara y para realizarla adecuadamente requiere tiempo y mucho trabajo. Asimismo tiene un valor predictivo extremadamente limitado ya que sus predicciones sólo son valederas para la serie estricta de condiciones ensayadas. Cualquier cambio en la formulación o en las condiciones de elaboración o de almacenamiento invalidará las predicciones y hará necesaria una nueva prueba de inoculación bajo la nueva serie de condiciones. El tercero y cada vez más popular método es el uso de modelos matemáticos. Un modelo es simplemente un objeto o un concepto que se usa para representar otra cosa y un modelo matemático es un modelo construido usando conceptos matemáticos como, por ejemplo, constantes, variables, funciones, ecuaciones, etc. Los modelos matemáticos no son del todo nuevos en la microbiología de los alimentos habiendo sido usados con gran éxito desde la década de los años 20 para predecir la probabilidad de que las esporas de Clostridium botulinum resistan un determinado tratamiento térmico y para facilitar el planeamiento de tratamientos térmicos de los alimentos enlatados de poca acidez con un margen de seguridad aceptable. El modelo logarítmico-lineal de Clostridium botulinum es un modelo de inactivación, que define la supervivencia microbiana, pero también se pueden construir modelos que predicen la posibilidad de que exista crecimiento microbiano bajo una serie de condiciones. Estos últimos generalmente son más complejos pero su desarrollo ha sido facilitado por la disponibilidad y accesibilidad de los ordenadores modernos. En el desarrollo de un modelo en microbiología predictiva existen cuatro pasos esenciales: 1) Planteamiento 2) Recogida de datos 3)Adaptación del modelo y 4)Validación del modelo Este requiere una definición clara del problema: ¿estamos interesados en la alteración o en la -24/26-

Comportamiento de los microorganismos en los alimentos

inocuidad?, ¿qué organismos constituyen nuestra principal preocupación?; ¿cuál es la respuesta apropiada o variable 2) Recogida de datos

3) Adaptación del modelo

4) Validación del modelo Tipos de modelos: modelos matemáticos

Modelos de respuesta

superficie

dependiente, por ejemplo, la velocidad de crecimiento, la producción de toxinas, tiempo de alteración?; ¿cuáles son las variables aclaratorias o independientes apropiadas, por ejemplo, temperatura, pH, aw? La variable de la respuesta identificada en la fase de planeamiento es medida para varios niveles de las variables aclaratorias. Estas deben abarcar todo el intervalo en el que podemos estar interesados ya que el valor predictivo del modelo está restringido a situaciones en las que pueden ser interpolados valores desconocidos. La extrapolación a campos en los que no existen características de los datos, no proporcionarán predicciones válidas. Los diferentes modelos que relacionan la variable de la respuesta con las variables aclaratorias se ensayan para comprobar cuán bien se ajustan a los datos experimentales. El modelo es evaluado utilizando datos experimentales que no han sido utilizados en la construcción del mismo. Habitualmente se utilizan modelos de varios tipos diferentes. Los modelos probabilísticos proporcionan una valoración cuantitativa de la probabilidad de que ocurra un acontecimiento microbiológico concreto en un tiempo dado y son más apropiados para situaciones en las que el riesgo es grave. El acontecimiento descrito con mayor frecuencia en estos modelos es la probabilidad de la formación de toxina (es decir, de crecimiento) por el Clostridium botulinum. La investigación fue en un principio impulsada por la conocida necesidad de reducir las concentraciones de nitritos en carnes curadas tales como los jamones y para evaluar cuantitativamente la importancia relativa de los factores que cooperan en su inocuidad. Un inconveniente de los modelos probabilísticos es que no nos proporcionan mucha información sobre la velocidad con la que ocurren los cambios. Los modelos que predicen los tiempos para un acontecimiento concreto, como por ejemplo el crecimiento hasta un determinado nivel o la producción de toxina detectable, se denominan modelos de superficie de respuesta. Estos modelos se obtienen analizando los datos del crecimiento bajo condiciones diferentes

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Comportamiento de los microorganismos en los alimentos

Modelos cinéticos

Sistemas inteligentes

(conocidas) para que por lo menos los cuadros se ajusten a una ecuación cuadrática. Los modelos cinéticos adoptan parámetros que definen con qué rapidez crecerá un microorganismo, como por ejemplo la duración de la fase lag y el tiempo de generación y modelan éstos como variable de la respuesta. Este método es mas exacto que los métodos de respuesta de superficie ya que cada una de las partes de la curva de crecimiento puede responder de modo diferente a condiciones cambiantes. Para deducir estos parámetros de los datos del crecimiento experimental, los resultados normalmente se adaptan a una función matemática que define la curva de crecimiento microbiano. En microbiología de los alimentos, los modelos matemáticos, pueden conducir al desarrollo de sistemas inteligentes. Los sistemas inteligentes proporcionan asesoramiento e interpretación de los resultados de los modelos matemáticos del mismo modo que lo harían las personas expertas que aportan su conocimiento en forma de reglas que un ordenador es capaz de aplicar. Por ejemplo, existe un sistema inteligente (ideado y desarrollado por la Flour Milling and Baking Research Association inglesa y comercializado), para predecir la vida comercial exenta de mohos de los productos de panadería.

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