UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE CHIHUAHUA
FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS
MICROBIOLOGÍA DE ALIMENTOS
3. ECOLOGÍA MICROBIANA DE LOS ALIMENTOS
3.3 Factores Intrínsecos
Dr. Iván Salmerón
Q.B.P. Carolina Nájera Domínguez
Chihuahua, Chihuahua A 23 de Febrero 2011
FACTORES INTRÍNSECOS
Relacionados con el ALIMENTO, su composición y características
Concentración de iones hidrógeno: pH
Actividad de agua: Aw
Potencial de Óxido-Reducción: RedOx
Cantidad de Nutrientes Disponibles
Efectos Combinados
Sustancias inhibidoras y estructura
biológica
pH
transporte de protones
ATP
Rango estrecho pues a un pH externo muy desfavorable se requiere un gran
consumo de energía para mantener el pH interno
Lactato-permeasa
E. coli establece un gradiente de protones (H+)
entre ambos lados de la membrana utilizando
energía para bombear protones hacia afuera
de la célula. Luego éstos se acoplan a la lactosa
a nivel de la lactosa-permeasa que usa la
energía del protón moviéndose a favor de su
gradiente de concentración para transportar la
lactosa dentro de la célula.
pH
Máximo
pH= 2 -11.4
Óptimo = 6
Fermentativas 4 – 4.5
Óptimo
pH= 2 - 9
Toleran mayor acidez
Mínimo
pH= 4.5 - 9.65
Óptimo = 7.5
Mejor cerca de la
neutralidad
pH
 Alimentos con pH ácido o neutro
 pH < 4.5 sin alteraciones por bacterias,
más por mohos y levaduras
 Por lo General los Alimentos Ácidos son
Menos Susceptibles de Contaminarse
pH
El pH de un alimento se puede
determinar por medio de un
potenciómetro
Es útil conocer el ácido
responsabledel pH bajo en un
alimento, ya que unos tienen mayor
poder inhibidor que otros
Ácidos orgánicos: acético, benzoico,
cítrico, láctico, propiónico y sórbico
buenos acidulantes y conservadores
pH
Favorable
Desfavorable
El pH influye en la velocidad de multiplicación de los
microorganismos y en la cantidad que de ellos sobrevive en los
alimentos durante su almacenamiento, tratamiento térmico,
desecación, u otro tratamiento
Aw
Agua disponible para llevar a cabo reacciones
La cantidad de agua que requiere cada microorganismo es distinta:
Microorganismo
Mínima
Bacterias dañinas
0.91
Levaduras dañinas
0.88
Hongos dañinos
0.80
Bacteria halófila
0.75
Levadura osmófila
0.60
Tomado de: cap. 1. Badui
Aw
Los alimentos tienen distinta Aw:
Alimento
Aw
Bacterias: Acinetobacter, Pseudomonas
Mohos: Cladosporium, Geotrichum
Levaduras: Candida, Rhodotorula
Carne
Frutas
Hortalizas
Microorganismo
0.98
Bacterias: Gram negativas
Mohos: Cladosporium, Trichoderma
Bacterias: Pseudomonas, Alcaligenes
Mohos: Fusarium, Penicillium
Aw
Alimento
Aw
Microorganismo
0.93 – 0.98
Bacterias: Lactobacillus, Bacillus
Mohos: Aspergillus, Rhizopus
Levaduras: Torulopsis, Candida
0.85 – 0.93
Bacterias: Leuconostoc mesenteroides,
lactobacilos heterofermentativos
Cereales1
0.60 – 0.85
Bacterias: > 102/aerobios en placa
Mohos: >103/ g
Miel
< 0.60
Mohos: Penicillium, Mucor
Levaduras: Zygosaccharomyces
Carnes curadas
Embutidos
1. Para
desayunos
Aw
El agua pasa a no estar disponible por:
1. Solutos y iones en solución
Ósmosis
2. Coloides hidrófilos
Agar de 3 a 4% inhibe
3. Agua de cristalización e hidratación
El agua libre, cuando cristaliza para formar hielo, ya no puede ser
utilizada por las células microbianas
Aw
Agua libre: aquella que en un alimento se volatiliza fácilmente, se
pierde con el calentamiento, se congela primero y es
re4sponsable de la Aw.
↑Hielo  ↑[solutos]  ↓ Aw
Temperatura
Aw
0° C
1, 00
- 5 °C
0, 953
- 10 °C
0, 907
- 15 °C
0, 846
- 20 °C
0, 823
Aw
↓ debajo del valor óptimo
•Alarga fase lag
• ↓ vel. de crecimiento
• ↓ cantidad de sustancia celular
Mínima
Óptima
Máxima
Aw
Tipo de soluto utilizado
Valor nutritivo del medio de cultivo
Temperatura
Aporte de Oxígeno
pH
Inhibidores
Aw
Bacterias
Bajos:
0.97 Pseudomonas sp.
0.86 S. aureus
Óptimos
0.99 – 0.995 S. aureus,
Salmonella sp.
0.955 E. coli
Mohos
0.62 – 0.93
Óptimos
0.98 Aspergillus
0.98 – 0.99 Rhizopus
0.99 Penicillium
Red-Ox
Determinado por la presencia de elementos reductores (que
ganan oxigeno y pierden electrones) y oxidantes (que pierden
oxigeno y ganan electrones)
+ Oxidante
- Reductor
Eh
Definido por:
Potencial de O-R típico del alimento
Capacidad de compensación del alimento
Presión de oxígeno de la atmósfera existente en torno al
alimento
Comunicación atmósfera-alimento
Red-Ox
Los moo´s se clasifican de acuerdo a sus capacidades de utilizar
el oxígeno libre:
• Aerobios (requieren Eh positivos)
• Anaerobios estrictos (Eh negativos)
• Anaerobios facultativos (Eh negativos)
• Microaerófilos
Red-Ox
El valor O-R determina que microorganismos crecerán en él:
• Un elevado potencial (oxidante) favorece el crecimiento de aerobios
permite el crecimiento de facultativos y un potencial bajo
(reductor) permite el crecimiento de anaerobios y facultativos
• El crecimiento de determinados moo´s puede modificar el
potencial de O-R de un alimento para impedir que crezcan otros,
por ejemplo, que anaerobios reduzcan el potencial redox hasta un
valor tal que se inhiba el crecimiento de los aerobios
Cantidad de Nutrientes
Disponibles
• Cada una de las especies bacterianas tiene una escala
definida de necesidades nutritivas
Carbohidratos
Nitrógeno
Aminoácidos
Sustancias Inhibidoras y
Estructura Biológica
• Las sustancias inhibidoras existentes en el alimento original,
añadidas o producidas en él pueden impedir el crecimiento de
determinadas especies de moo´s.
• La estructura biológica
Efectos Combinados
Todos los factores intrínsecos del alimento influyen en el tipo de
microorganismos que pueden contaminarlos
Ejemplo: un microorganismo que crece a pH próximo al valor
óptimo tolerará mejor los cambios de Aw
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3.3