Alteraciones de los Alimentos

LICENCIATURA EN CIENCIA Y
TECNOLOGÍA DE LOS ALIMENTOS
QUÍMICA DE LOS ALIMENTOS
Alteraciones de los Alimentos
Dra. Roxana Verdini
rverdini@fbioyf.unr.edu.ar
2016
Alteraciones de Los Alimentos Frescos
Todo cuerpo vivo nace, se desarrolla, se degrada y muere.
g
p
Los alimentos p
por su naturaleza biológica
no escapan
a esta
regla general su descomposición es pues un fenómeno natural.
Los tejidos vivos son resistentes a la acción degradativa de los
microorganismos, pero una vez muertos son consumidos por
fuerzas biológicas de uno u otro tipo.
Por esta razón para prevenir el deterioro de los tejidos animales
y vegetales se debe:
conservar el alimento para su uso,
excluir de él las otras fuerzas naturales.
naturales
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Alteraciones de Los Alimentos Frescos
En los tejidos de los organismos vivos,
vivos sus componentes están
en un equilibrio dinámico, determinado por el tipo de organismo
o por el tipo de su metabolismo y por el medio ambiente.
ambiente
Los cambios bioquímicos que se producen en dicho organismo
vivo son extremadamente importantes, puesto que afectan a la
conservación,, relacionada con la calidad del alimento.
Ahora bien, desde el punto de vista de la conservación, interesan
únicamente aquellos cambios que se producen en los alimentos
cuando sus procesos bioquímicos han perdido su naturaleza
original, por lo que en consecuencia se ha destruido su balance
metabólico y se alteran las secuencias normales de las
reacciones enzimáticas.
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Alteraciones de Los Alimentos Frescos
Desde el momento en q
que el alimento se cosecha,, se recoge
g o se
sacrifica, comienza a pasar por una serie de etapas de
descomposición progresiva.
progresiva
Según el alimento, esta descomposición puede ser muy lenta,
como en el caso de las semillas o las nueces, por ejemplo, o
puede ser tan rápida que vuelve prácticamente inutilizable a un
alimento en pocas horas.
La carne,
carne el pescado y las aves se deterioran rápidamente a
temperatura ambiente.
Lo mismo ocurre en el caso de varias frutas y hortalizas de hojas
verdes comestibles,, así como la leche cruda y muchos otros
productos naturales.
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Alteraciones de Los Alimentos Frescos
Los alimentos industrializados se elaboran con materias primas
que pueden ser estacionales o que están a grandes distancias
del establecimiento elaborador.
Se requiere de métodos adecuados de almacenamiento
y transporte de las materias primas.
Las zonas donde se lleva a cabo la venta y el consumo
habitualmente
se
encuentran
a
grandes
distancias
del
establecimiento elaborador.
S requiere
i
d métodos
ét d
d
d
d almacenamiento
l
i t
Se
de
adecuados
de
y conservación de los productos alimenticios.
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Alteraciones de Los Alimentos Frescos
Todos los alimentos pueden sufrir deterioros en distintos
grados:
Productos de conservación mas o menos prolongada:
estables: no se suelen alterar, salvo que se manipulen
en forma descuidada (azúcar, legumbres, etc.),
inestables:
cuando
necesitan
una
manipulación
adecuada (papas,
(papas frutas,
frutas etc.).
etc )
Productos de conservación limitada o alterables: que
pueden ser frescos o semifrescos y que requieren de
inmediato un tratamiento tecnológico para evitar que se
alteren en poco tiempo (carne, leche, pescado, etc.).
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Alteraciones de Los Alimentos Frescos
MIRANDO DESDE EL ALIMENTO su deterioro presenta un
carácter diferente dependiendo del tipo de cambios que
intervengan:
Cambios no microbianos: en los alimentos se producen
cambios que el consumidor no puede percibir y que sólo
pueden detectarse por medidas de laboratorio y otros
cambios que pueden ser percibidos sensorialmente.
Cambios
producidos
por
microorganismos:
los
producen los cambios indeseables más
microorganismos
g
p
graves en los alimentos perecederos causando pérdidas
substanciales de nutrientes y considerables cambios en las
características externas.
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Alteraciones de Los Alimentos Frescos
Cambios no microbianos:
j :
Ej.
el valor nutricional de algunos componentes puede ser
seriamente afectado por:
pérdida de azúcares,
variaciones
en
el
contenido
y
composición
de
sustancias nitrogenadas,
gradual oxidación y pérdida de vitaminas.
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Alteraciones de Los Alimentos Frescos
Cambios no microbianos:
j
Ej.:
cambios por respiración en la post-cosecha de frutas y
hortalizas:
cambios en el color que se ponen de manifiesto por
oscurecimientos no deseables o con modificaciones del
color,
color
alteraciones en el sabor y aroma, o palatabilidad, ya que
las temperaturas elevadas favorecen la desaparición de
sustancias volátiles y componentes aromáticos del
producto.
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Alteraciones de Los Alimentos Frescos
Cambios no microbianos:
j
Ej.:
la descomposición de las proteínas y el enranciamiento de las
grasas también producen la aparición de olores y sabores
extraños.
varios de los cambios no microbianos facilitan la propagación de
los microorganismos.
microorganismos
cuando se procesan los alimentos, no sólo deben ser
protegidos de la contaminación microbiana sino que
también se deben eliminar los cambios no microbianos
indeseables.
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Alteraciones de Los Alimentos Frescos
Cambios producidos por microorganismos
j
Ej.:
Los microorganismos representan el agente más activo de
alteración de los alimentos debido a su elevadísima velocidad de
reproducción en condiciones adecuadas.
Están
dotados
de
una
carga
enzimática
notablemente
desarrollada y no existe en los alimentos compuesto que no sea
atacado y degradado por al menos una especie microbiana.
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Alteraciones de Los Alimentos Frescos
Las CAUSAS que producen la alteración en los alimentos se
pueden clasificar en:
físicas,
químicas,
biológicas.
Alteraciones por causas físicas
Las alteraciones por causas físicas pueden aparecer durante la
manipulación, preparación o conservación de los productos.
En general, no perjudican, por sí solas, la comestibilidad del
alimento, pero sí su valor comercial.
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Alteraciones de Los Alimentos Frescos
Alteraciones por CAUSAS FÍSICAS
Í
Los daños q
que p
pueden p
producirse durante la recolección
mecánica: golpes durante la manipulación, heridas, etc.
La evaporación del agua en la superficie del alimento como
consecuencia de las condiciones ambientales:
Los
alimentos
donde
la
desecación
puede
ser
importante son las canales de carnes y las frutas y las
verduras frescas.
Los vegetales con tejidos rígidos son mas sensibles a la
desecación que los de tejidos blandos.
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Alteraciones de Los Alimentos Frescos
Alteraciones por CAUSAS QUÍMICAS
Í
y
En esta clasificación se incluyen
las alteraciones q
que se
manifiestan durante el almacenamiento de los alimentos pero
cuya aparición NO ES DEBIDA a la acción de enzimas.
enzimas
Son alteraciones más graves que las físicas y con frecuencia
pueden perjudicar la comestibilidad del producto.
Entre las principales podemos mencionar el pardeamiento no
enzimático, el enranciamiento de las grasas (no enzimático), etc.
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CAUSAS QUÍMICAS
Í
- Pardeamiento no enzimático
El p
pardeamiento no enzimático (p
(pardeamiento de Maillard)) se
emplea para diferenciarlo del pardearniento enzimático que se
observa en las frutas y hortalizas como consecuencia de su
oxidación.
Se produce inicialmente una reacción entre un grupo aldehído o
cetona y los grupos amino de aminoácidos o proteínas
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Alteraciones de Los Alimentos Frescos
CAUSAS QUÍMICAS
Í
- Pardeamiento no enzimático
p
Sustratos de la reacción de Maillard - Compuestos
carbonílicos:
azúcares reductores (polihidroxicarbonilos)
vitamina C
vitamina
it i K
ortofenoles
aromas naturales (vainillina y aldehído cinámico)
productos de oxidación de lípidos
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CAUSAS QUÍMICAS
Í
- Pardeamiento no enzimático
Sustratos de la reacción de Maillard - Aminas y derivados:
aminoácidos
proteínas
grupos –NH2
NH2
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Alteraciones de Los Alimentos Frescos
CAUSAS QUÍMICAS
Í
- Pardeamiento no enzimático
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Alteraciones de Los Alimentos Frescos
CAUSAS QUÍMICAS
Í
- Pardeamiento no enzimático
y una serie de reacciones en las q
Incluye
que se p
producen una serie
de pigmentos de color pardo-oscuro y también modificaciones
en el olor y sabor de los alimentos.
alimentos
Las modificaciones pueden ser:
deseables: asados, tostados y frituras,
indeseables: colores oscuros que se desarrollan durante
el almacenamiento.
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CAUSAS QUÍMICAS
Í
- Pardeamiento no enzimático
p
p
Va acompañado
por una reducción de la solubilidad de las
proteínas, una disminución del valor nutritivo y la producción de
sabores extraños.
extraños
El pardeamiento no enzimático se acelera por el calor y se
observa en las operaciones de:
cocción,
cocción
pasteurización,
esterilización,
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deshidratación.
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CAUSAS QUÍMICAS
Í
- Pardeamiento no enzimático
Durante el p
pardeamiento no enzimático se p
producen aldehidos y
CO2, además de nuevos compuestos carbonílicos que pueden
reaccionar entre sí,
sí con los aldehidos o con las sustancias
amino y producir, compuestos volátiles aromáticos, deseables o
no tales como las pirazinas.
no,
pirazinas
Entre las pirazinas se destaca la dimetilpirazina que es el
constituyente del aroma de las papas fritas.
Ad á ell pardeamiento
d
i t no enzimático
i áti
tili para producir
d i
Además
se utiliza
los aromas característicos de ciertos alimentos, como el
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chocolate y el pan.
Alteraciones de Los Alimentos Frescos
CAUSAS QUÍMICAS
Í
- Pardeamiento no enzimático
g
p
Los p
pigmentos
responsables
del color p
producido en las fases
finales del pardeamiento son las melanoidinas coloidales.
Si las reacciones son muy intensas, no sólo producen sabores
desagradables sino que se producen algunas sustancias
potencialmente
tóxicas,
las
premelanoidinas,
que
pueden
contribuir a la formación de nitrosaminas, además de tener
efecto mutagénico por sí mismas.
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Alteraciones de Los Alimentos Frescos
CAUSAS QUÍMICAS
Í
- Enranciamiento de los lípidos
p
Las g
grasas y los aceites son susceptibles
a sufrir reacciones de
deterioro que reducen el valor nutritivo del alimento y forman
compuestos
volátiles
que
producen
olores
y
sabores
desagradables.
el enlace éster de los aciglicéridos puede sufrir una
hidrólisis química o enzimática,
los
ácidos
grasos
insaturados
son
sensibles
a
i
d oxidación.
id ió
reacciones
de
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Alteraciones de Los Alimentos Frescos
CAUSAS QUÍMICAS
Í
- Enranciamiento de los lípidos
p
p
El deterioro de los lípidos
se ha dividido en dos g
grupos
de
reacciones:
enranciamiento hidrolítico: se debe básicamente a la
acción de las lipasas que liberan ácidos grasos de
los triacilglicéridos
enranciamiento oxidativo: se debe a la acción del
oxígeno sobre las insaturaciones de los ácidos
grasos.
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Alteraciones de Los Alimentos Frescos
CAUSAS QUÍMICAS
Í
- Enranciamiento de los lípidos
g
Las reacciones de oxidación p
por la acción directa del oxígeno
sobre los dobles enlaces de los ácidos grasos insaturados, con
la consecuente formación de hidroperóxidos.
hidroperóxidos
Este tipo de rancidez se presenta comúnmente en lípidos con un
alto contenido de ácidos grasos insaturados y es el deterioro
más común de las grasas utilizadas en la industria alimentaria.
La oxidación de los lípidos insaturados puede generar una gran
i d d
variedad
d
de
t
compuestos,
que
van
d d
desde
t
i
sustancias
polimerizadas hasta moléculas volátiles de bajo peso molecular,
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que producen olores y sabores desagradables en el alimento.
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CAUSAS QUÍMICAS
Í
- Enranciamiento de los lípidos
p
p
La intensidad y los compuestos
formados,, dependen
en g
gran
parte de las condiciones de oxidación (temperatura, presencia de
catalizadores estado de dispersión de la grasa,
catalizadores,
grasa tipo de ácido
graso, cantidad de oxígeno disponible, etc.).
Los ácidos grasos insaturados son más sensibles cuando están
libres, su grado de insaturación aumenta su sensibilidad y la
velocidad de oxidación.
L actividad
ti id d de
d agua de
d los
l
li
t
d
ñ un papell
La
alimentos
desempeña
importante en la velocidad de oxidación, las temperaturas
26
aceleran considerablemente la oxidación así como la aireación.
Alteraciones de Los Alimentos Frescos
CAUSAS BIOLÓGICAS
Ó
g
Las causas biológicas
se p
pueden subdividir en:
enzimáticas
parasitarias
microbiológicas.
i
bi ló i
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Alteraciones de Los Alimentos Frescos
CAUSAS BIOLÓGICAS
Ó
- Enzimas naturales de los alimentos
p
Las p
plantas y los animales tienen sus p
propias
enzimas:
la actividad de estas enzimas sobrevive a la recolección y al
sacrificio.
muchas veces se intensifica a partir de ese momento, debido
a que las reacciones enzimáticas son controladas y
equilibradas con mucha precisión en la planta o en el animal
que vive y funciona normalmente:
este equilibrio se rompe cuando el animal es
sacrificado o la planta retirada del campo.
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Alteraciones de Los Alimentos Frescos
CAUSAS BIOLÓGICAS
Ó
- Enzimas naturales de los alimentos
p
Las p
plantas y los animales tienen sus p
propias
enzimas:
si estas enzimas no son inactivadas, siguen catalizando
reacciones químicas en los alimentos, algunas de estas
reacciones dentro de un límite son deseables:
la maduración de algunas frutas después de la cosecha
o el ablandamiento de la carne,
carne
más allá del límite óptimo estas reacciones llevan a la
descomposición de los alimentos ya que los tejidos
debilitados son atacados por infecciones microbianas.
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CAUSAS BIOLÓGICAS
Ó
- Enzimas naturales de los alimentos
g
p
p
La célula vegetal
presenta sistemas enzimáticos específicos:
las enzimas que sintetizan y degradan los constituyentes de
las paredes celulares (polisacáridos),
las enzimas de la vía de la biosíntesis del etileno,
las enzimas del ciclo de Calvin.
Los dos primeros sistemas desempeñan un papel importante en
los procesos de maduración del vegetal y posteriormente en los
procesos de alteración de la célula vegetal.
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Alteraciones de Los Alimentos Frescos
CAUSAS BIOLÓGICAS
Ó
- Enzimas naturales de los alimentos
p
p
Esta alteración se manifiesta a nivel macroscópico
por un
ablandamiento de las frutas o de las hortalizas.
Los
golpes
(causa
física
de
deterioro)
aceleran
el
ablandamiento, puesto que destruyen la integridad celular
con liberación de hidrolasas contenidas en las vacuolas y
porque estimulan la producción de etileno.
Los cristales de hielo formados durante la congelación son
j di i l para la
l firmeza
fi
d las
l frutas
f t y hortalizas
h t li
l
perjudiciales
de
por las
mismas razones: liberación de enzimas que hidrolizan las
31
paredes.
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CAUSAS BIOLÓGICAS
Ó
- Enzimas naturales de los alimentos
El p
pardeamiento enzimático,, es p
producido p
por unas enzimas
presentes en el vegetal denominadas polifenoloxidasas, que en
un ambiente húmedo producen la oxidación de los polifenoles en
compuestos de colores amarronados y rojizos.
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CAUSAS BIOLÓGICAS
Ó
- Enzimas naturales de los alimentos
p
q
Existen las lipasas
que p
producen el desdoblamiento de los
enlaces ésteres entre los hidroxilos del glicerol y los ácidos
grasos:
se encuentran en tejidos animales y vegetales y también
en los microorganismos.
son
causantes
del
enranciamiento
lipolítico
lipolítico,
muy
notable en productos lácteos.
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Alteraciones de Los Alimentos Frescos
CAUSAS BIOLÓGICAS
Ó
– Microorganismos
g
p
Los microorganismos
presentes en los alimentos se p
pueden
clasificar en:
beneficiosos,
alterantes,
patógenos.
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Alteraciones de Los Alimentos Frescos
CAUSAS BIOLÓGICAS
Ó
- Microorganismos
g
Beneficiosos: son usados en la fabricación de algunos
productos como puede ser el caso de las bacterias ácidolácticas en la elaboración de yogures,
yogures quesos o manteca.
manteca
Alterantes: modifican la apariencia del alimento, provocando
malos olores o sabores, o cambiando el color del mismo aunque
el alimento no siempre sea dañino para el consumidor.
Patógenos: son los más peligrosos, ya que no modifican el
li
t aunque lo
l contaminen,
t i
l que all consumirlo
i l se
alimento
por lo
producen las toxiinfecciones.
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CAUSAS BIOLÓGICAS
Ó
- Microorganismos
El p
proceso de deterioro de naturaleza microbiana es un
fenómeno variable:
está condicionado por el tipo y número de especies
microbianas presentes,
está determinado por la composición química del sustrato y
de las condiciones de conservación:
temperatura,
aw,
36
oxígeno.
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CAUSAS BIOLÓGICAS
Ó
- Microorganismos
g
g a la formación de
El desarrollo de los microorganismos
da lugar
una serie de compuestos que tienen como consecuencia:
la modificación de las características organolépticas del
producto, la aparición de fenómenos de alteración y en
consecuencia el alimento deja ser adecuado para el
consumo humano.
En algunos casos, afortunadamente bastante pocos, el alimento
d á es nocivo
i para la
l salud.
l d
además
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Alteraciones de Los Alimentos Frescos
CAUSAS BIOLÓGICAS
Ó
- Microorganismos
g
Los mecanismos p
por medio de los cuales los microorganismos
realizan la escisión y transformación de la materia orgánica son
muy
complejos
complejos,
pero
las
vías
metabólicas
seguidas
fundamentalmente pueden reducirse a dos:
oxidación y fermentación.
La carga enzimática de los microorganismos es tal que pueden
atacar simultáneamente a la mayor parte de los sustratos.
Los metabolitos formados de la escisión de un compuesto
determinado pueden ulteriormente ser metabolizados siguiendo
una vía metabólica propia de otro grupo de sustancias.
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Alteraciones de Los Alimentos Frescos
CAUSAS BIOLÓGICAS
Ó
- Microorganismos
g
Los hidratos de carbono son utilizados p
por los microorganismos
esencialmente como fuente energética, los polisacáridos son
primero escindidos en monosacáridos.
monosacáridos
Los monosacáridos son escindidos en ácido pirúvico:
en condiciones aerobias, es oxidado completamente hasta la
formación de CO2 y H2,
en anaerobiosis, es degradado en compuestos orgánicos
más simples, característicos del tipo de fermentación
microbiana involucrada, se pueden distinguir varios tipos de
fermentación: alcohólica, láctica, etc.
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Alteraciones de Los Alimentos Frescos
CAUSAS BIOLÓGICAS
Ó
- Microorganismos
Estas fermentaciones si se realizan en condiciones controladas
resultan interesantes para la conservación de los alimentos, pero
que también pueden ser causa de alteraciones.
alteraciones
Los lípidos presentes en varios productos alimentarios sufren el
ataque de las lipasas microbianas.
Pero las alteraciones de los lípidos producidas por
microorganismos son mucho menos importantes que las de
t
l
t química.
í i
naturaleza
puramente
Los productos derivados de la escisión de los lípidos varían
según el tipo de lípidos afectados.
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Alteraciones de Los Alimentos Frescos
CAUSAS BIOLÓGICAS
Ó
- Microorganismos
g
De la escisión de los triglicéridos
se forma g
glicerol y diversos
ácidos grasos insaturados y saturados.
Los ácidos grasos de cadena corta (ácido acético, propiónico,
butírico,
caprónico)
pueden
producir
olores
y
sabores
desagradables.
Algunos ácidos grasos pueden formar principios de olores
agradables, pero anormales, como el butirato de etilo (olor de
iñ ) o ell isovalerianato
i
l i
t de
d etilo
til (olor
( l de
d fresa),
f
) esterificando
t ifi
d los
l
piña)
alcoholes que se originan de la fermentación de los azúcares.
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Alteraciones de Los Alimentos Frescos
CAUSAS BIOLÓGICAS
Ó
- Microorganismos
p
p
p
Las p
proteínas representan
el componente
más importante
de los
productos alimentarios de origen animal y su degradación
implica siempre cambios notables de sus características
organolépticas.
La degradación de las proteínas se inicia siempre con la rotura
de los enlaces peptídicos y con la formación de polipéptidos,
dipéptidos, péptidos y aminoácidos, estos últimos intervienen de
producto.
forma considerable sobre el olor y sabor del p
42
Alteraciones de Los Alimentos Frescos
CAUSAS BIOLÓGICAS
Ó
– Microorganismos
Los aminoácidos son escindidos p
posteriormente p
por medio de
dos procesos fundamentales, desaminación y descarboxilación,
en
compuestos
más
simples
como
ácidos
saturados
o
insaturados, cetoácidos o hidroxiácidos y NH3 o bien en las
correspondientes aminas y CO2.
La escisión de las proteínas se desarrolla de manera diferente
según tenga lugar en ambiente aerobio o anaerobio.
E
En
l
general,
l
los
i
i
microorganismos
bi
aerobios
i d
escinden
l
las
proteínas en compuestos más simples por medio de toda una
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serie de reacciones oxidativas.
Alteraciones de Los Alimentos Frescos
CAUSAS BIOLÓGICAS
Ó
– Microorganismos
p
Los p
productos finales están completamente
oxidados y no se
tiene nunca la aparición de productos de mal olor; cuando hay
presenté ácido sulfhídrico en general aparece bajo forma de
sulfato y el amoniaco es oxidado posteriormente a nitrato.
Cuando la escisión de las proteínas es producida por
microorganismos anaerobios, los productos finales no están
nunca completamente oxidados, como en el caso anterior, sino
que
q
se
forman
compuestos
p
intermedios
como
indol,,
mercaptanos, ácido sulfhídrico y amoniaco que hacen el
producto maloliente y nauseabundo.
nauseabundo
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Alteraciones de Los Alimentos Frescos
CAUSAS BIOLÓGICAS
Ó
– Microorganismos
g
La degradación
de las p
proteínas no es deseable cuando se
desarrolla
sobre
productos
frescos,
tales
como
carnes,
pescados etc.
pescados,
etc y provoca siempre una depreciación del valor
comercial del producto.
Puede llegar hasta límites tales que producen verdaderos
cambios de las características organolépticas, dando lugar
genéricamente a fenómenos de putrefacción.
E cambio
bi es deseable
d
bl cuando
d es controlada
t l d y detenida
d t id en ell
En
momento oportuno como es el caso de los productos
45
alimentarios sometidos a maduración.
Alteraciones de Los Alimentos Frescos
CAUSAS BIOLÓGICAS
Ó
– Microorganismos
g
q
Los microorganismos
que p
producen el deterioro de los
alimentos están presentes en:
el ambiente (agua, suelo, aire, etc.),
el hombre y en todos los seres vivos (plantas y
animales),
la piel del ganado, en las plumas de las aves, en las
cortezas de frutas y hortalizas,
el equipo
procesado de
q p utilizado en la manipulación
p
y p
los alimentos que no ha sido esterilizado,
las manos,
manos piel y ropa del personal que maneja los
alimentos.
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Alteraciones de Los Alimentos Frescos
CAUSAS BIOLÓGICAS – Microorganismos
g
La piel de los animales, de las frutas, la cáscara de los huevos,
etc.,
etc constituyen barreras naturales que las células microbianas
no pueden atravesar.
D
Durante
l preparación
la
ió de
d la
l canall de
d los
l
animales
i l en ell matadero
d
la piel puede ser un foco de contaminación.
Los microorganismos presentes en el tracto intestinal, las
vísceras son las principales fuentes de contaminación de las
carnes y pescados.
La leche p
puede contaminarse con los microorganismos
presentes
g
p
en la superficie de las ubres.
Las frutas y hortalizas pueden sufrir daños durante la recolección,
recolección
que facilitan la entrada de los microorganismos.
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Alteraciones de Los Alimentos Frescos
CAUSAS BIOLÓGICAS
Ó
– Microorganismos
q
Existen características fisicoquímicas
del alimento q
que son
esenciales para favorecer la instalación de una flora específica
en el mismo.
mismo
Durante el proceso industrial, la flora que contamina la materia
prima sufrirá una transformación, las operaciones tecnológicas
producirán modificaciones en las características fisicoquímicas
del producto, que provocarán fenómenos de selección y de
géneros y especies
microbianas.
dominancia de ciertos g
p
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Alteraciones de Los Alimentos Frescos
CAUSAS BIOLÓGICAS
Ó
– Microorganismos
p
p
g
q
p
Los p
principales
tipos
de microorganismos
que p
participan
en el
deterioro de los alimentos son bacterias, mohos y levaduras.
Pueden atacar prácticamente todos los componentes de los
alimentos.
Cuando los alimentos se contaminan bajo condiciones naturales,
es probable que actúen a la vez varios tipos de microorganismos
y contribuyan a una serie de cambios simultáneos.
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Alteraciones de Los Alimentos Frescos
CAUSAS BIOLÓGICAS
Ó
– Microorganismos
Las bacterias,, mohos y levaduras se desarrollan en condiciones
calurosas y húmedas, y en condiciones favorables presentan
una gran velocidad de multiplicación,
multiplicación pudiendo duplicar su
número cada 30 minutos.
Estas propiedades hacen de ellos la causa más importante de la
descomposición de los alimentos, aunque, afortunadamente,
muy pocos de ellos producen toxinas capaces de originar
intoxicaciones en el consumidor.
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Alteraciones de Los Alimentos Frescos
CAUSAS BIOLÓGICAS
Ó
- Microorganismos - Bacterias
g
Las bacterias q
que p
producen p
pigmentos
modifican el color de la
superficie de los alimentos.
En la superficie de los líquidos puede formarse un velo debido al
crecimiento de bacterias.
Además pueden producir turbiedad en toda la masa de los
líquidos.
líquidos
51
Alteraciones de Los Alimentos Frescos
CAUSAS BIOLÓGICAS
Ó
- Microorganismos - Bacterias
Las reacciones p
producidas en los alimentos como consecuencia
del metabolismo de las bacterias incluyen:
el desdoblamiento hidrolítico de los hidratos de carbono
complejos en otros más sencillos,
el
desdoblamiento
hidrolítico
de
las
proteínas
en
polipéptidos, aminoácidos y amoníaco o aminas,
el desdoblamiento hidrolítico de las grasas en glicerol y
ácidos grasos.
Las reacciones de óxido-reducción utilizadas por las bacterias
para obtener energía de los alimentos producen ácidos
orgánicos, alcoholes, aldehídos, cetonas y gases.
52
Alteraciones de Los Alimentos Frescos
CAUSAS BIOLÓGICAS
Ó
- Microorganismos - Mohos
p
Los mohos se encuentran p
principalmente
en los cereales y sus
derivados, en los productos lácteos, en las carnes y los
productos cárnicos,
cárnicos en las oleaginosas,
oleaginosas las frutas y hortalizas,
hortalizas
en los frutos secos, las confituras y en las bebidas.
Las modificaciones químicas producidas en los alimentos por
los mohos se traducen en alteraciones del valor nutritivo o de
sus
características
organolépticas,
en
dificultades
de
profesionales ((micosis,,
conservación y a veces en enfermedades p
alergias) o intoxicaciones (micotoxinas).
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Alteraciones de Los Alimentos Frescos
CAUSAS BIOLÓGICAS
Ó
- Microorganismos - Levaduras
Las levaduras q
que contaminan los alimentos p
provocan cambios
indeseables que pueden manifestarse de dos formas:
puramente estética, debida a la presencia física de levaduras
(turbidez o formación de una película en la superficie de los
líquidos),
más profunda,
profunda resultado del metabolismo de las levaduras
que provoca aumento del pH, aromas particulares, etc.
Aunque no originan problemas sanitarios en los alimentos, sí
ocasionan
alteraciones
azucarados y ácidos.
en
alguno
de
ellos:
productos
54
Factores que Intervienen en la Alteración de los
Alimentos
Sobre estas diferentes causas de deterioro de los alimentos
influyen una serie de factores ambientales:
la temperatura,
la humedad,
el oxígeno,
g
,
la luz.
Además, todas las causas de la degradación de los alimentos
progresan con el tiempo y, una vez sobrepasado el periodo
transitorio en el cual la calidad del alimento está al máximo,
cuanto mayor sea el tiempo transcurrido mayores serán las
influencias destructoras.
55
Factores que Intervienen en la Alteración de los
Alimentos
TEMPERATURA
Independientemente de su efecto sobre los microorganismos, el
frío y el calor no controlados pueden causar deterioro de los
alimentos.
Dentro de la escala moderada de temperatura en la que se
manejan los alimentos, de 10 a 38°C, para cada aumento de 10°C
se duplica
d li
aproximadamente
i d
t la
l velocidad
l id d de
d las
l
reacciones
i
químicas, incluyendo las velocidades tanto de las reacciones
enzimáticas como de las no enzimáticas.
56
Factores que Intervienen en la Alteración de los
Alimentos
TEMPERATURA
El
calor
excesivo
desnaturaliza
las
proteínas,
rompe
las
emulsiones, destruye las vitaminas y reseca los alimentos al
eliminar la humedad.
El frío no controlado también deteriora los alimentos,
alimentos las frutas y
hortalizas que se han congelado y descongelado en el campo
presentan
t una textura
t t
alterada.
lt
d
La congelación también puede producir el deterioro de los
alimentos líquidos: las emulsiones se rompen, las grasas se
p
, etc.
separan,
57
Factores que Intervienen en la Alteración de los
Alimentos
TEMPERATURA
El frío puede dañar también los alimentos aunque la temperatura
no llegue a superar el punto de congelación.
Estos daños por frío se presentan en algunas frutas y hortalizas
como bananas,
b
li
limones,
calabazas,
l b
t
tomates,
t
etc.
t que pueden
d
presentar manchas y otros daños en la epidermis si se mantienen
a temperaturas inferiores a 10 C.
58
Factores que Intervienen en la Alteración de los
Alimentos
TEMPERATURA
En la tabla se detallan algunos de los daños que aparecen en
frutas y hortalizas.
Fuente: Casp,A.
Casp A y Abril,
Abril J.
J 2003.
2003 Procesos de Conservación de Alimentos.
Alimentos
59
Factores que Intervienen en la Alteración de los
Alimentos
HUMEDAD
Muchos productos son sensibles a la presencia de agua física en
su superficie, producida por la condensación debida a cambios de
temperatura.
E t agua puede
Esta
d producir
d i hidropatías
hid
tí que habitualmente
h bit l
t llevan
ll
a
la aparición de manchas y otros defectos superficiales.
Esta condensación puede producirse también dentro de envases
estancos, tanto cuando se almacenan productos vivos o no.
60
Factores que Intervienen en la Alteración de los
Alimentos
HUMEDAD
En el caso de alimentos vivos, como frutas y hortalizas, la
humedad que se produce es debida a la respiración y
transpiración de los mismos.
Los productos no vivos,
vivos también pueden desprender humedad
dentro del envase, que se condensará si se produce un descenso
d la
de
l temperatura.
t
t
La presencia de agua interviene también en el desarrollo de los
microorganismos.
61
Factores que Intervienen en la Alteración de los
Alimentos
HUMEDAD
La cantidad más pequeña de condensación superficial es
suficiente
su
c e te pa
para
a pe
permitir
t
la
a p
proliferación
o e ac ó
de bacte
bacterias
as o e
el
desarrollo de mohos.
OXÍGENO
El oxígeno ejerce efectos destructores sobre las vitaminas
(particularmente las vitaminas A y C), sobre los colores, los
alimentos
sabores y otros componentes de los alimentos.
62
Factores que Intervienen en la Alteración de los
Alimentos
OXÍGENO
La acción química del oxígeno del aire sobre los pigmentos de
los productos cárnicos es de dos tipos: oxigenación y
oxidación.
oxidación
La oxigenación, o fijación inestable del oxígeno sobre la
mioglobina y la hemoglobina para dar oximioglobina y
oxihemoglobina,
g
, es el origen
g
de la vivacidad del color rojo
j de
la carne.
L oxidación
id ió que transforma
t
f
hi
f
hi
fé i
La
ell hierro
ferroso
en hierro
férrico
de la hemo de la mioglobina provoca la formación de
metamioglobina marrón.
63
Factores que Intervienen en la Alteración de los
Alimentos
OXÍGENO
El oxígeno interviene también en la oxidación de las grasas,
produciendo efectos variables en función de la naturaleza de las
grasas y de su estado.
Los ácidos grasos insaturados son más sensibles cuando están
libres, su grado de insaturación aumenta su sensibilidad y la
velocidad
l id d de
d oxidación.
id ió
64
Factores que Intervienen en la Alteración de los
Alimentos
OXÍGENO
El ácido Iinolénico (C 18:3) es claramente más vulnerable que el
ácido linoleico (C18:2), que a su vez lo es más que el ácido oleico
(C 18: 1).
A temperatura ambiente el ácido esteárico (C 18:0) no es afectado
por la oxidación, mientras que los ácidos grasos poli-insaturados
l son incluso
lo
i l
a temperaturas
t
t
d congelación.
de
l ió
65
Factores que Intervienen en la Alteración de los
Alimentos
OXÍGENO
El oxígeno interviene además en las actividades metabólicas de
las células vegetales y animales, entre las cuales las más
importantes son la respiración, la biosíntesis del etileno (en el
caso de los vegetales) y los procesos de oxidación, catalizados
por polifenol-oxidasas y que tienen lugar entre el oxígeno y un
sustrato fenólico.
El oxígeno se puede eliminar aplicando vacío o arrastrándolo por
medio de un gas inerte.
66
Factores que Intervienen en la Alteración de los
Alimentos
LUZ
La luz es responsable de la destrucción de algunas vitaminas,
particularmente la riboflavina, la vitamina A y la vitamina C.
Además puede deteriorar los colores de muchos alimentos.
Los alimentos que tienen sensibilidad a la luz pueden ser
fácilmente protegidos contra ella por medio de envases que no
permitan su paso.
67
Factores que Intervienen en la Alteración de los
Alimentos
ACCIÓN COMBINADA DE DIFERENTES FACTORES
Todos estos factores no actúan de forma aislada, la mayoría de
l veces se produce
las
d
l actuación
la
t
ió simultánea
i ltá
d algunos
de
l
d ellos
de
ll
o bien la intervención de uno de ellos desencadena la de los
demás.
Así, factores como el calor, la humedad y el aire pueden influir en
la proliferación y actividad de los microorganismos, lo mismo que
alimentos
en la actividad química de las enzimas de los alimentos.
68
Factores que Influyen en el Desarrollo
Microbiano
pH
La acción del pH sobre el crecimiento de los microorganismos
ti
tiene
l
lugar
a tres
t
niveles:
i l
el medio, puesto que la disponibilidad de ciertos
nutrientes en el medio de cultivo sufre modificaciones
en función del equilibrio
q
iónico,,
la permeabilidad de la membrana, que se ve afectada
por las
l variaciones
i i
en la
l concentración
ió de
d iones
i
H+ y
OH- y la actividad metabólica,
69
Factores que Influyen en el Desarrollo
Microbiano
pH
La acción del pH sobre el crecimiento de los microorganismos
ti
tiene
l
lugar
a tres
t
niveles:
i l
las reacciones enzimáticas presentan un óptimo de
actividad por encima o por debajo del cual su cinética
sufre cambios,, p
por lo tanto toda variación del p
pH
citoplasmático implica una disminución de la actividad
enzimática y,
y en consecuencia,
consecuencia del crecimiento del
microorganismo.
70
Factores que Influyen en el Desarrollo
Microbiano
pH
C
Cada
microorganismo tiene por tanto un pH mínimo,
í
un pH
óptimo y un pH máximo de crecimiento. En general, las
levaduras y los mohos toleran mejor la acidez que las
bacterias.
Dentro de las bacterias patógenas, los microorganismos de
los géneros Vibrio y Clostridium son más sensibles a
variaciones de pH que la mayor parte de las demás bacterias,
mientras que Eseheriehia coli, Salmonella y Staphylcoccus
aureus son las más resistentes,, este último aunque
q resiste un
pH de 4,2 sufre una fuerte reducción de su crecimiento.
71
Factores que Influyen en el Desarrollo
Microbiano
pH
El pH más bajo al que es capaz de crecer Clostridium
botulinum es 4,8 para los tipos A y B y de 5,7 para el E, el más
bajo para que pueda producirse toxina es también de 4,8.
72
Factores que Influyen en el Desarrollo
Microbiano
pH
Los alimentos cuyo pH es bajo (valores inferiores a 4,5)
4 5) no
son alterados fácilmente por las bacterias, siendo más
sensibles a la alteración por levaduras y mohos.
El pH de los alimentos depende no sólo de la cantidad de
sustancias ácidas y básicas que contenga, sino también de la
capacidad
id d buffer
b ff
d l producto,
del
d t
que generalmente
l
t
está
tá
asociada a la concentración de proteínas, por esta razón, en
las frutas y hortalizas la adición de sustancias ácidas, de
origen fermentativo o no, produce variaciones importantes de
pH, debido a su baja capacidad buffer.
73
Factores que Influyen en el Desarrollo
Microbiano
pH
El pH del músculo se encuentra próximo a la neutralidad,
neutralidad la
paralización de la circulación sanguínea y el consumo del
oxígeno residual hacen que se produzca una fermentación
láctica del glucógeno por enzimas endógenas, con lo cual se
produce un descenso del pH, variable según las especies, los
músculos y las cantidades de g
glucógeno
g
presentes,, q
p
que a su
vez están en función del estado de reposo, del estrés y del
animal
estado de salud del animal.
74
Factores que Influyen en el Desarrollo
Microbiano
pH
 El pH del pescado,
pescado en general,
general es más alto que el de la carne,
carne lo
cual se debe, en parte, al agotamiento de reservas durante la
captura.
t
 Existen diferencias importantes en el pH final según el tipo de
pescado.
 El pH
H de
d los
l crustáceos
á
es, por lo
l general,
l más
á elevado
l
d que ell de
d
los pescados, de 6,8 a 7,4 en la centolla y de 7,1 a 8,2 en las
gambas.
75
Factores que Influyen en el Desarrollo
Microbiano
pH
La clara de los huevos presenta un pH alcalino (7,6)
(7 6) pero
puede llegar hasta 9 cuando los huevos se almacenan al aire,
debido a las pérdidas de CO2, lo cual limita el crecimiento de
microorganismos, la yema tiene un pH menor: de 6 a 6,3.
Las frutas en general presentan un pH muy bajo en
comparación
ió con otros
t
alimentos,
li
t
razón
ó por la
l cuall sus
alteraciones se deben a mohos principalmente.
Las hortalizas presentan un pH algo más alto, lo que permite
ya el desarrollo bacteriano.
bacteriano
76
Factores que Influyen en el Desarrollo
Microbiano
pH
77
Factores que Influyen en el Desarrollo
Microbiano
Necesidades de agua de los microorganismos
Los microorganismos necesitan agua para su crecimiento,
que utilizan de dos formas:
como solvente de nutrientes para permitir su transporte y
disponibilidad en el citoplasma
como agente químico que interviene en las reacciones
hidrolíticas q
que dan lugar
para
g a monómeros,, necesarios p
la síntesis microbiana, y para las reacciones energéticas.
78
Factores que Influyen en el Desarrollo
Microbiano
Necesidades de agua de los microorganismos
La actividad de agua indica la disponibilidad de agua, de un
medio
di
d t
determinado,
i d
para
l
las
reacciones
i
químicas,
í i
bioquímicas y para las transferencias a través de membranas
semipermeables.
Toda disminución de la aw afecta al crecimiento bacteriano,
bacteriano la
mayor parte de las bacterias presentan un crecimiento óptimo
alrededor
l d d de
d 0,990-0,995.
0 990 0 99
79
Factores que Influyen en el Desarrollo
Microbiano
Necesidades de agua de los microorganismos
En
alimentos
con
aw
baja
(0,61-0,85)
las
alteraciones
microbianas más frecuentes son producidas por mohos.
La disminución de la actividad de agua lleva consigo un
fenómeno de plasmólisis de la célula.
80
Factores que Influyen en el Desarrollo
Microbiano
Necesidades de agua de los microorganismos
81
Factores que Influyen en el Desarrollo
Microbiano
Necesidades de agua de los microorganismos
Existen algunos factores que influyen sobre las necesidades
d aw de
de
d los
l microorganismos.
i
i
Por ejemplo,
j p
el tipo
p de soluto utilizado p
para reducir la aw p
para
algunos microorganismos, sobre todo los mohos, la actividad
aw mínima de crecimiento es prácticamente independiente del
tipo de soluto utilizado.
Otros microorganismos en cambio tienen valores de aw
limitantes
ta tes de
del c
crecimiento
ec e to segú
según e
el so
soluto
uto ut
utilizado.
ado
82
Factores que Influyen en el Desarrollo
Microbiano
Necesidades de agua de los microorganismos
El cloruro potásico, por ejemplo, suele ser menos tóxico que
ell cloruro
l
sódico
ódi y éste
é t tiene,
ti
a su vez, menor poder
d inhibidor
i hibid
que el sulfato sódico.
En general, cuanto más apropiado sea el medio de cultivo para
el desarrollo de los microorganismos,
microorganismos tanto menor es el valor
de la aw limitante.
A temperaturas próximas a la temperatura óptima de
crecimiento,
c
ec e to, la
a mayoría
ayo a de los
os microorganismos
c oo ga s os ttienen
e e u
una
a
tolerancia máxima a los valores bajos de la aw.
83
Factores que Influyen en el Desarrollo
Microbiano
Necesidades de agua de los microorganismos
Cuando en el medio existe aire, la multiplicación de los
microorganismos
i
i
aerobios
bi se produce
d
a valores
l
más
á bajos
b j de
d
aw
que
cuando
microorganismos
no
existe
anaerobios
aire,
cuando
ocurre,
se
trata
de
lógicamente,
lo
contrario.
A valores de pH próximos a la neutralidad, la mayoría de los
microorganismos
i
i
son más
á tolerantes
l
a aw baja
b j que cuando
d se
encuentran en medios ácidos o básicos.
84
Factores que Influyen en el Desarrollo
Microbiano
Necesidades de agua de los microorganismos
La presencia de sustancias inhibidoras reduce el intervalo de
valores
l
d
de
aw
que
permite
it
l
la
multiplicación
lti li
ió
d
de
l
los
microorganismos.
En los alimentos una aw inferior a 0,7 se considera el límite
inferior que presenta todas las garantías de estabilidad
microbiológica.
Otro valor de interés es 0,91 que indica que por debajo de ella
los
os microorganismos
c oo ga s os está
están fuertemente
ue te e te frenados.
e ados
85
Factores que Influyen en el Desarrollo
Microbiano
Necesidades de agua de los microorganismos
La mayoría de los productos frescos, como las frutas,
h t li
hortalizas,
carne, leche
l h y pescados
d
ti
tienen
una aw de
d 0,970
0 970 a
0,996.
Todos estos productos son por tanto favorables para el
crecimiento bacteriano,
bacteriano salvo las frutas en las que se
desarrolla una flora fúngica, debido a los valores bajos de pH
y a que la
l aw es algo
l
más
á baja
b j que en los
l
d á productos
demás
d
frescos, por su contenido en azúcares solubles.
86
Factores que Influyen en el Desarrollo
Microbiano
Necesidades de agua de los microorganismos
87
Factores que Influyen en el Desarrollo
Microbiano
Temperatura
Es uno de los factores más importantes por su influencia en el
crecimiento de los microorganismos,
g
, 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 temperatura actúa, además, sobre la
velocidad de las reacciones químicas y bioquímicas.
Los microorganismos se clasifican en tres grandes grupos en
función
de
la
temperatura:
mesófilos
ófil y termófilos.
t
ófil
psicrótrofos
y
psicrófilos,
88
Factores que Influyen en el Desarrollo
Microbiano
Temperatura
Los psicrófilos son gérmenes adaptados al frío, se desarrollan
a 0C con un óptimo de crecimiento comprendido entre 15 y
20°C.
Los psicrótrofos 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.
Su metabolismo es lento y son poco competitivos con otros
89
cuando aumenta la temperatura.
Factores que Influyen en el Desarrollo
Microbiano
Temperatura
Esta característica velocidad de crecimiento lenta hace que la
invasión de los alimentos dure de una a tres semanas, con un
tiempo de generación del orden de 24 horas a 0C.
L psicrótrofos
Los
i ót f son los
l microorganismos
i
i
d i
dominantes
t en todos
t d
los alimentos refrigerados.
Incluyen numerosas especies, cuyos principales géneros son:
Pseudomonas Erwinia,
Pseudomonas,
Erwinia Corynebacterium,
Corynebacterium Lactobacillus,
Lactobacillus etc.
etc
La mayor parte de las levaduras y de los mohos son
psicrótrofos y raramente son patógenos.
90
Factores que Influyen en el Desarrollo
Microbiano
Temperatura
 Los microorganismos mesófilos se multiplican a temperaturas
entre 20 y 45°C,, con un óptimo
p
decrecimiento a 37°C,, sus
tasas de crecimiento son elevadas y la duración de su
proliferación por tanto,
tanto es relativamente corta.
corta
 Las principales especies de bacterias se incluyen en este
grupo.
 Se pueden encontrar en alimentos almacenados a temperatura
ambiente o en alimentos refrigerados cuando se ha roto la
cadena del frío.
91
Factores que Influyen en el Desarrollo
Microbiano
Temperatura
Los microorganismo termófilos son capaces de desarrollarse
a temperaturas elevadas,
elevadas entre 45 y 65
65°C
C, con un óptimo a
55°C.
Presentan una tasa de crecimiento muy elevada pero con una
duración corta.
Pueden encontrarse en el agua, aire y suelo.
En este grupo se incluyen sobre todo los géneros de Bacillus
y Clostridium y los mohos Aspergillus,
Aspergillus Cladosporium y
Thamnidium.
92
Bibliografía
Procesos de conservación de alimentos. A. Casp y J. Abril. Ed.
Mundi-Prensa.
M di P
Tecnología
g de los alimentos. Vol I y II. J.A. Ordoñez Pereda.
Ed. Síntesis.
Ciencia bromatológica. Jose Bello Gutierrez. Ed . Diaz de
Santos.
93