FACULTAD DE

CIENCIAS BIOLÓGICAS

Universidad Nacional“Pedro Ruiz Gallo”

CAUSAS GENERALES DEL DETRIORO DE CAUSAS GENERALES DEL DETRIORO DE LOS ALIMENTOS LOS ALIMENTOS

28 DE FEBRERO 201128 DE FEBRERO 2011

Profesor:Mblgo. Msc. Reupo Periche José

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ALTERACIONES MICROBIANAS

•  IMPORTANCIA DE LAS 

ALTERACIONES MICROBIANAS ENTRE LOS DIVERSOS TIPOS DE ALTERACIONES DE ALIMENTOS

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El deterioro de los alimentos puede originarse por: Ataque de insectos y otros animalesAcción de enzimasReacciones químicas (hidrólisis, oxidación, pardeamiento no enzimático, etc.)Acción de agentes físicos: helada, calor, humedad, sequedad; proliferación y acción de microorganismos.

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TIPOS DE ALIMENTOS SEGÚN SU DETERIORO

ESTABLES: Se conservan por mucho tiempo, teniendo largo tiempo de vida útil (arroz, vino, etc.)

SEMIESTABLES:  Requieren de un buen almacenamiento para su conservación (camote, papa, etc.)

ALTERABLES: Alimentos fáciles de deteriorarse y necesitan de métodos de conservación (frutas, yuca, pescado, etc. )

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HIGIENE Y OTROS MEDIOS DE LUCHA 

La higiene constituye la primera regla a seguir en todas las fases de manipulación y tratamiento de productos alimenticios.Cuanto más alto sea el número de gérmenes, mayor sería el riesgo de alteración y la conservación más difícil.Algunos alimentos poseen una protección mecánica contra las contaminaciones exteriores: tegumento de las frutas, vaina de ciertas legumbres (nuez).

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Lo más esencial es vigilar constantemente y no exponer los productos alimenticios a contaminaciones: locales, máquinas e instrumentos limpios; personal limpio

Los otros medios de lucha contra los microorganismos son los sistemas de conservación: refrigeración y congelación; tratamientos térmicos (pasteurización y esterilización).

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FACTORES DE LOS QUE DEPENDEN LA FLORA QUE ALTERA LOS ALIMENTOS

Los caracteres físicos y químicos del alimento

Los tratamientos a los cuales fue sometido

Las condiciones ambientalesLa naturaleza y características de las

especies presentes.

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CAUSAS DE DETERIORO C. físicas: Aparecen durante la manipulación, preparación o conservación del producto (golpes, por compresión mecánica, magulladuras y transporte inadecuado, etc.)

C.  químicas: Se manifiestan durante el almacenamiento (alteraciones de decoloración, pardeamiento no enzimático y la rancidez oxidativa.)

C. biológicas: Son las causas más importantes y se deben al ataque de insectos y roedores, actividad de los microorganismos (bacterias, levaduras y mohos); y enzimas propias del alimento.

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CARACTERES DEL ALIMENTO

pH: Es harto conocido que las frutas ácidas están sujetas a los ataques de mohos y levaduras, mientras que las legumbres, carnes y pescados constituyen medios más favorables para las bacterias.

Potencial de oxido-reducción: La capacidad más o menos oxidante o reductora de un medio, cuya medida es el potencial de oxi-reducción, tiene una función muy importante en la proliferación de microorganismos.

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aw: La noción de actividad del agua y su importancia es fundamental en los alimentos. Nutrientes: Además de un mínimo de agua, los m.o. tienen que disponer para su crecimiento de diversos nutrientes: suministro de energía, aporte de nitrógeno, factores de crecimiento, sales aportando diversos elementos químicos indispensables, etc.

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CUADRO: ACTIVIDAD DEL AGUA, CONTENIDO EN AGUA Y ALTERACIÓN MICROBIANA DE ALGUNOS ALIMENTOS

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Compuestos anti-microbianos naturales: Por ejemplo, el ácido benzoico (bayas), lisozimas (clara del huevo), ciertos ácidos grasas o ciertos aldehídos; por otro lado, las alteraciones químicas, tales como la rancidez de las grasas o el pardeamiento no enzimático, dan origen a compuestos dotados de propiedades antimicrobianas.

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PARDEAMIENTO ENZIMÁTICO

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PARDEAMIENTO ENZIMÁTICO

Es la transformación enzimática en sus primeras etapas, de compuestos fenólicos en polímeros coloreados, frecuentemente pardos o negros. Las fases de su transformación son las siguientes:

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PARDEAMIENTO ENZIMÁTICOSe observa en los vegetales ricos en compuestos fenólicos.Ocurren coloraciones con algunas frutas y legumbres, cuando se alteran los tejidos de estos vegetales o se dañan por golpes durante los procesos: pelado, corte, triturado para la preparación de los jugos, congelados, deshidratación, etc.Los pigmentos formados por pardeamiento enzimático se denominan MELANINAS

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SUSTRATOS FENÓLICOS Y PIGMENTOS

Existen numerosos sustratos naturales del

pardeamiento enzimático• El pirocatecol y sus derivados • La 3,4- dihidrofeniletilamina o dopamina

(sustrato principal del pardeamiento de los plátanos)

• Los ácidos de anillo aromático, el ácido clorogénico está presente en manzanas, peras, patatas, etc.

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PREVENCIÓN DEL PARDEAMIENTO ENZIMÁTICO

Existen numerosos medios para impedir el pardeamiento enzimático: Modificación (metilación) de los sustratos fenólicos y destrucción de las quinonas por reacción de sustancias provistas de grupos SH o NH2).

Inactivación de enzimas por el calor (precalentamiento, pasteurización, esterilización, etc.)

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La adición de compuestos reductores, que transforman las quinonas en fenoles, El compuestos más frecuente es el acido ascórbico; se utiliza sobre todo para jugos de frutas y para las picadas en trozos (0.5 a1 % del peso del producto).El descenso del pH. Por los general se emplea baños en acido cítrico.También son eficaces contra el pardeamiento enzimático y no enzimático, el anhídrido sulfuroso y los bisulfitos, además poseen una acción antiséptica

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Pardeamiento No Enzimático

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PARDEAMIENTO NO ENZIMÁTICO

Reacción originada por las condensaciones entre compuestos carbonilos y aminados; o por la degradación de compuestos con dobles enlaces conjugados a grupos carbonilo.

El pardeamiento no enzimático pueden intervenir hasta tres mecanismos de reacciones diferentes, que dependen  tanto de  los  sustratos  como  de  las  condiciones bajo las que se encuentre el alimento.

l. LA REACCIÓN DE MAILLARD2. LA CARAMELIZACIÓN DE LOS AZUCARES3. LA OXIDACIÓN DEL ÁCIDO ASCÓRBICO

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PARDEAMIENTO NO ENZIMÁTICO

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PARDEAMIENTO NO ENZIMÁTICO

O2 GRUPOS AMINO

TEMP. PH AZÚCARES

MECANISMO NECESARIO NECESARIOS ELEVADA ÓPTIMO REDUCTORES

Caramelización no no sí alcalino/ácido sí

Maillard no sí no alcalino sí

Oxidación sí no no ligeramente no

ácido ascórbico ácido

Polifenol oxidasa sí no no Ligeramenteácido

no

ASPECTOS GENERALES DE LAS REACCIONES DE OSCURECIMIENTO:

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PARDEAMIENTO NO ENZIMÁTICO:Reacción de Maillard

Se producen MELANOIDINAS coloreadas que van desde amarillo claro hasta café oscuro, o incluso negro; se requiere de un azúcar reductor (cetosa o aldosa) Y un grupo amino libre proveniente de un aminoácido o de una proteína.

Mecanismo:( (José Bello Gutiérrez)- Condensación azúcar-aminoácido.- Transposición de los productos condensados.- Formación de estructuras insaturadas por separación de átomos de hidrógeno. "- Procesos de fisión y degradación.- Polimerización para dar lugar a pigmentos melanoidinas.  Salvador Badui/ Química de Alimentos; la reacción de Maillard se basa en 4 etapas:Condensación del azúcar reductor en el grupo aminoTransposición de los productos de condensaciónReacción de los productos de transposiciónPolimerización y formación de sustancias Coloreadas.

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PARDEAMIENTO NO ENZIMÁTICO: Caramelización de Azucares

Llamada pirolisis, Ocurre cuando los azúcares se calientan por encima de su punto de fusión; Se efectúa tanto a pH ácidos como alcalinos y se acelera con la adición de ácidos carboxílicos y de algunas sales; Se presenta en los alimentos que son tratados térmicamente de manera drástica, (leche condensada y azucarada, los derivados de la panificación, las frituras, y los dulces a base de leche, como natillas, etc).

Comercialmente, la Caramelización se lleva a cabo de manera controlada para la fabricación de caramelos, líquidos o sólidos, que se utilizan como colorante para refrescos de cola, postres, productos de la confitería, etc.; se elaboran calentando soluciones concentradas de glucosa o de sacarosa en presencia de ácidos y sales de amonio; su composición química es muy compleja y se presentan como partículas coloidales con un tamaño y punto isoeléctrico característicos

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PARDEAMIENTO NO ENZIMÁTICO: Oxidación del acido Ascórbico:

Es catalizada por el pH bajo y T°s elevadas. causan una coloración marrón, y la pérdida de valor nutritivo.

El ácido ascórbico se somete a una reacción química similar a la de los azúcares, salvo que los aminoácidos no son necesarios para el pardeamiento. El ácido ascórbico es muy reactivo, se degrada a través de dos rutas, las cuales permiten la formación de intermediaros de DICARBONIL y por este motivo forman productos de pardeamiento.

Condiciones:El Aumento De temperatura acelera la reacción de forma no linealRango de PH 2 – 3.5; menos marcado cuanto mayor es el pH en este rango.

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PARDEAMIENTO NO ENZIMÁTICO

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I.DEFINICION DE ETAsLas enfermedades transmitidas por 

alimentos (ETAs) son síndromes que se adquieren al ingerir alimentos que contienen suficiente cantidad de sustancias tóxicas o patógenas. 

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II. Infección Alimentaria

• Originada por ingestión de microorganismos patógenos.

• Se presenta fiebre.

• Periodo de incubación relativamente largo.

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Infección Alimentaria

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III. Intoxicación Alimentaria• Originada por ingestión de tóxicos (animales,

plantas) o toxinas (bacterias, hongos) que causan daño al alimento y al hombre cuando las consume.

• En ocasiones, no se observa fiebre.• Periodo de incubación corto.• Puede involucrar otras zonas del organismo

(Ejemplo: Sistema Nervioso, hígado, etc.)

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• Las ETAs pueden tener varios orígenes:

– Microbiológico: Mayor incidencia

– Químico: Insecticidas, pesticidas

– Bioquímico: Componentes naturales en ciertos alimentos (pescados, mariscos, quesos)

– Otros: Tenias, parásitos

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ORIGENES DE LAS ETAs

PRINCIPALES MICROORGANISMOS

CAUSANTES DE ETAs

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A. Salmonella

• Pertenece a la familia Enterobacteriaceae• Anaerobio facultativo, Gram negativo• flagelos perítricos que rodean al

microorganismo y no desarrolla cápsula ni espora

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Salmonella

Tipos de salmonella:◦ Salmonella typhi (Fiebre

tifoidea : 40°C)◦ Salmonella typhy

(gastroenteritis)◦ Salmonella pullorum ◦ S. aviarum

Son resistentes a la congelación y deshidratación.

Inhibidas por la acidez y cocción

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Salmonella• Es un agente zoonótico de distribución universal• Fuentes de contaminación:– Granjas avícolas– Animales domésticos– Agua contaminada– Aves, insectos– Contaminación cruzada

• Alimentos mal cocidos:– Cárnicos– Huevos– Lácteos

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Salmonelosis

• Período de incubación: 6-48 horas

• Síntomas:– Diarrea– Dolor abdominal– Vómitos– Fiebre

• Duración de la enfermedad: 1-7 días

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Salmonelosis

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Su tiempo de supervivencia en alimentos a temperatura ambiente es de varios días llegando incluso a los límites siguientes:mantequilla: hasta 10 semanas leche: hasta 6 meses chocolate: varios meses

B. Escherichia coli

• Es un bacilo que reacciona negativamente a la tinción de Gram, es anaerobio facultativo, móvil por flagelos peritricos (que rodean su cuerpo), no forma esporas

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Escherichia coli

• En hamburguesas: E.coli O157:H7: Síndrome Urémico Hemolítico.

• Fuente: Huésped normal del intestino de personas y animales.

• Síntomas: Diarrea intensa

• Alimentos implicados:– Todo alimento contaminado con materia fecal

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MICROORGANISMOS CONTAMINANTES Y PATÓGENOS:

BACTERIAS GRAM POSITIVAS1. Streptococcus sp. Relacionado a cuadro de mastitis,

es contaminante de agua y alimentos.2. Micrococus.  Considerados el genero mas

contaminante en la industria alimentaria, incluyendo el agua, en forma general ennegrece el alimento. En su mayoría son mesófilos obligados con algunas especies termófilas. Micrococus luteus ( amarillamiento de la leche). M. nigricans (ennegrecimiento del alimento). M. acuaticos (agua) Micrococus sp.(ambiental) M.durans y M. stenotermophylus. (contaminan los alimentos a

altas temperaturas).

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BACTERIAS GRAM NEGATIVAS1.Shigella, presenta especies contaminantes y patógenas

dañinas al hombre, su principal vía de transmisión es la toma de agua directamente (grifos, mangueras, ríos, etc.)

Shigella dysenteriae, produce la disentería bacilar “ shigelosis” S.yeyuni S.flexneri S. sonnei

2.Enterobacter  sp. Relacionadas con las contaminación del agua.

3.Citrobacter. Contaminando cítricos( los cultivos y sembríos, es decir la planta, frutos y sus derivados.

4.Proteus. Produce rancidez y acidificaciones en los alimentos. Proteus vulgari y P. morgani.

5.Yersinia enterocolitica. 6.Vibrio  cholerae. Produce el cólera que contamina

alimentos ricos en sal y su habitad son las aguas marinas

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• VIRUS  CONTAMINANTES  DE  ALIMENTOS  Y PATOGENOS.1. Echovirus (contaminantes de agua de las

guarderías, hospitales, acilos, cárceles).2. Rotavirus, afectan la salud en especial de

iinfantes, contaminan agua, fruta, recipientes de alimentos.

3. Reovirus, contaminantes de agua, verduras de tallo corto como brocoli y lechuga que sean regadas con agua residuales o servidas.

4. Virus  de  la  hepatitis  A, contaminando el agua, verduras, vinagre.

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PROTISTAS1.Giardia, contaminantes de aguas y bebidas,

Giardia lamblia y Giardia sp.2.Toxoplasma, habitan el suelo, contaminan

establos, granjas, casas de campo y por lo tanto afecta a los animales que estén en contacto.

Toxoplasma gondii, causante de la toxoplasmosis. Toxoplasma sp.

3.Entoameba, habita aguas dulces. Entoameba histolytica (disentería amebiana) Entoameba coli Iodameba (contaminan aguas pero su daño es temporal).

4.Saccharomyces  sp. Contaminantes de vinos, cervezas y pan.

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LEVADURAS Candida magnoliae: Pomelo, Piña, Pasa roja. C. sake: Fresa, Higos. C.  stellata: Uva, Manzana Higos ,Cítricos, Pasa roja, Cerezas,

Ciruelos. C. tropicalis: Pomelo, frutas tropicales. C. vini: Cerezas y Ciruelos C. zeylanoides: Pomelo, Cerezas y Ciruelos. Debaryomyces  hansenii:  Manzana Uva ,Frutas tropicales y

Citricos.MOHOS

Cladosporium: plantas de bulbos(ajo, cebolla). Phaecylomyces: raíces y tubérculos. Rhyzoctonia: frutos citricos Gestrichum : plantas de tallo largo (apio, poro) Aspergillus y penicillium.

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TOXINAS BACTERIANAS

– Muchas bacterias generan toxinas:

• Staphylococcus aureus Lácteos, Cárnicos

• Clostridium botulinum y perfringes: enlatados; Carnes cocidas, vísceras de cerdo

• Bacillus cereus Alimentos preparados: arroz chaufa, enlatados, carnes.

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I. Staphylococcus aureus

Es de forma de coco que crece agrupado en racimos ("Staphylo")

Tinción de Gram positivoaerobio y anaerobio facultativo por lo que

puede crecer tanto en una atmósfera con oxígeno y también sin el mismo, no presenta movilidad ni forma cápsula.

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• El Staphylococcus aureus es un agente patógenico que actúa como un microorganismo saprófito, se encuentra en la piel del individuo sano pero en ocasiones en que las defensas de la piel caen puede causar enfermedad.

• La  intoxicación  alimentaria  estafilocócica es causa frecuente de gastroenteritis en todo el mundo.

• Resulta de la ingestión de una o más enterotoxinas estafilocócicas preformada en los alimentos que contienen estafilococos.

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Staphylococcus aureus

Sensible a la acidez del medioSe multiplica fácilmente en

presencia de oxígeno.Necesita proteínas (aminoácidos) y

vitaminasEs termosensible: Se inactiva a 54-

60°C por 4-24 minutosNo soporta competencia de otros

microorganismos.

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Toxinas del S. Aureus

• Tipos: A, B, C, D, E y F• Termoestables: Resisten 1 hora a 100°C• Resisten a la acción de enzimas gástricas• Para prevención de formación de toxinas en los

alimentos:– Refrigeración adecuada– Control de pH, sal y uso de cultivos en productos

cárnicos y lácteos

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Toxinas del S. Aureus

• Alimentos implicados:– Cárnicos y lácteos– Productos muy manipulados

• Fuentes de contaminación:– Manipulador de alimentos (nariz, boca, manos)– Mastitis de la vaca– Máquinas rebanadoras de jamón y queso

• Síntomas: náuseas, vómitos, diarrea, debilidad, sudoración.• Incubación (1-4 horas), recuperación 1-2 días

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II. Clostridium botulinumForman esporas, anaerobia, Gram (+)Habitat: Suelos, sedimentos marinos, tracto

intestinalLiberan toxinas:◦ A, B y E : atacan al hombre (1 ug produce muerte)◦ C y D: atacan a los animales

Bloquea sistema nervioso, causando parálisis muscular (ojos, garganta, pecho)

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• El botulismo producido por alimentos es producido por el consumo de alimentos contaminados con neurotoxina botulínica preformada

• Las neurotoxinas bloquean la liberación exocítica del neurotransmisor excitador acetilcolina de las vesículas sinápticas en las terminaciones periféricas de los nervios motores, esto se traduce en la parálisis flacida.

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Botulismo

• Alimentos implicados:– Enlatados con Tratamientos inadecuados (pH>4,5)– Envasados al vacío (Aw =0,93-0,94)

• Síntomas: vértigos, transtornos visuales, dolor en faringe, debilidad muscular, parálisis.

• Incubación (18-36 horas), tasa de mortalidad: 20%

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III. Clostridium perfringes

• Forman esporas, no necesitan oxígeno• Crece a 43-45°C.• Recuentos de >106 ufc/g son riesgosos para la

salud.• Producen toxinas: A, B, C, D y E.• La toxina más común es del tipo A.• 8-10 mg de toxina, induce los síntomas

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Toxinas de Clostridium perfringes

• Alimentos implicados:– Carne de res y pollo mal cocidas– Vísceras

• Incubación: 8-12 horas• Síntomas: diarreas, dolores abdominales

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IV. Bacillus cereus

• Habitat: Suelo y vegetación• Genera:– Toxina termolábil (TL):

Forma diarreica– Toxina termoestable (TS):

Forma emética

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Bacillus cereus

Alimentos implicados:◦ Alimentos crudos y secos◦ Alimentos preparados que son conservados

a temperatura ambiente después de la cocción: Forma diarreica: sopas de pollo, budín,

salsas, carnes. Forma emética: arroz hervido o frito,

pastas con huevo, productos de cereal

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MICOTOXINAS

• Son toxinas producidas por los hongos.• Se originan principalmente durante el

almacenamiento del producto, debido al calor producido por la respiración y la humedad.

• Son cancérigenas.• Ejemplo:– Aspergillus flavus, segrega “Aflatoxina”.– Aspergillus clavatus segrega “Patulina” (clavacina)

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I. Aspergillus flavus y parasiticus

• Condiciones para el crecimiento del moho:– Presencia de carbohidratos– Humedad sustrato: 12-20%– H.R. = desde 80%– Temperatura: 12-42°C– pH : 2,5 - 8,0

• Estos mohos pueden producir aflatoxinas (tóxicos perjudiciales): B1, B2, G1,G2

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Aflatoxinas

• Alimentos implicados: maní, maíz, pan, soya, arroz.• Su fluorescencia con luz ultravioleta da color:– Azul (Blue) : Aflatoxina B1 , B2– Verde (Green): Aflatoxina G1, G2

• La aflatoxina B1 es la más nociva devido a mutaciones (ADN).

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Aflatoxinas

• Causan lesiones al hígado.• Existe peligro de cáncer cuando la absorción

diaria es de 10 ng/Kg.• Se estudia una relación entre el consumo de

aflatoxina y la Hepatitis B.

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Aflatoxinas

• La aflatoxina contenida en los forrajes de la vaca, se eliminan por la leche bajo la forma de Aflatoxina M (“Milk”), aunque en menos proporción.

• El forraje debe contener menos de 20 ug/Kg.

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Niveles de tolerancia de aflatoxinas

• En alimentos para consumo humano es de 10 ppb (5 ppb de aflatoxina B1 y las 5 ppb restantes las otras aflatoxinas).

• En alimentos para consumo animal (FAO) oscila entre 20 y 50 ppb.

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MICROORAGANISMOS IMPORTANTES EN LA PRODUCCION ALIMENTARIA

LOS MICROORGANISMOS IMPORTANTES EN LA PRODUCCION Contra la idea de que todos los microorganismos son dañinos hay que tener en cuenta que hay muchos alimentos que pasa lo contrario tal es por ejemplo en los quesos y yogurt que se le agrega algunos microorganismos con la finalidad de que estos den un sabor característico de estos productos

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Biotecnología con microorganismos: Actualmente, existen muchos otros productos químicos que se obtienen por fermentación (un término técnicamente restringido a los procesos que ocurren en ausencia de aire, como la producción de alcohol por levaduras), Estos productos incluyen el ácido oxálico utilizado en tintes y colorantes, el ácido propenoico (ácido acrílico) utilizado como intermediario en la producción de plásticos, o el ácido láctico empleado para acidificar alimentos y como anticongelante.

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.Levaduras

.Hongos

.Bacterias

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