Las Bacterias y su importancia en la producción de alimentos

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1 Las Bacterias y su importancia en la producción de alimentos Algunos géneros bacterianos importantes en alimentos Las bacterias se han utilizado desde los tiempos históricos más remotos para producir alimentos. Los procesos bacterianos pueden darle a los alimentos más resistencia al deterioro o características organolépticas más agradables (sabor, textura, etc.). Existe un amplio rango de bacterias involucradas en la producción, conservación y alteración de productos alimenticios.

2 Bacterias lácticas o productoras de ácido láctico Su característica más importante es la capacidad de fermentar los azúcares para dar ácido láctico. Debido a la rápida producción de ácido son capaces de eliminar a muchos microorganismos competitivos. La mayoría de las bacterias pertenecientes a este grupo crecen en el rango de los termófilos. En este grupo se incluyen: Lactobacillus bacilos Gram positivos, forman cadenas en la mayoría de las especies, no esporulados y generalmente no móviles. Son microaerófilos, aunque existen algunos anaeróbios estrictos; son catalasa negativos y fermentadores. Son benéficas en la elaboración de quesos y fermentación de vegetales. Pero pueden producir gases que perjudican los quesos y vinos. Streptococcus cocos Gram positivos, dispuestos característicamente en pares o cadenas. Las especies importantes en alimentos se dividen en: piógenos y estreptococos. Los piógenos comprenden especies patógenas, entre las que se encuentran S. agalactiae, que ocasiona mastitis en las vacas, y S. pyogenes, muy patógeno en humanos, el cual causa la faringitis séptica, escarlatina y otras enfermedades. Se puede encontrar en la leche cruda. Los piógenos crecen en rangos de temperaturas característicos de animales de sangre caliente (37 C). Los pertenecientes al grupo de los otros estreptococos crecen exclusivamente a 45 C. incluyen el S. thermophilus, importante en la elaboración de quesos y en ciertas leches fermentadas como el yoghurt. Enterococcus Cocos Gram positivos, no esporulados, hemolíticos. Crecen tanto a 10 C como a 45 C. Resisten las temperaturas de pasterización de la leche e incluso mayores.; toleran un porcentaje de sal del 6.5% o superior; crecen a un ph alcalino de 9,6 unidades. En este grupo se encuentran E. faecalis, resistente al calor, proveniente de los humanos y E. faecium. Lactococcus Cocos Gram positivos, no esporulados. Crecen a 10. Se emplean como fermentadores para la producción del queso y la mantequilla de varios tipos. Comprenden bacterias importantes en la leche, como L. lactis y L. cremoris. Leuconostoc Son cocos Gram positivos, organizados en pares o cadenas. Son importantes en los alimentos por: producir diacetilo y otras sustancias aromáticas; tolerar las concentraciones salinas de ciertas salmueras, como las de la fermentación de encurtidos hortícolas.; algunas especies toleran altas concentraciones de azúcares (55-60%), lo que les permite crecer en jarabes, caramelo líquido, crema de helados, etc.; producir cantidades considerables de dióxido de carbono a partir de los azúcares, ocasionado la aparición de ojos en ciertos quesos, alteraciones en alimentos con alto contenido de azúcar y la fermentación de algunas clases de pan; producir mucílago en medios que contienen sacarosa, proceso óptimo en la producción de dextrano, pero representa un riesgo en alimentos ricos en dicho disacárido, como en la producción de azúcar a partir de caña o remolacha. Pediococcus Son cocos aislados, en parejas, en cadenas cortas o en tétradas: Gram positivos, catalasa positivo y microaerófilos. Se han encontrado en las salmueras de los encurtidos en fase fermentativa, siendo los responsables de

3 ciertas alteraciones en las bebidas alcohólicas. Bacterias acéticas o productoras de ácido acético La mayor parte de las bacterias acéticas pertenecen a uno de los dos géneros, Acetobacter y Gluconobacter. Acetobacter Son formas bacilares, Gram negativas, aeróbicas estrictas y móviles. Oxidan el alcohol etílico a ácido acético y se encuentran en masa fermentada de granos de cereales, frutas, hortalizas y bebidas alcohólicas y constituyen un problema en estas últimas, ya que causa una alteración de las mismas. Algunas especies como A. aceti oxidan el etanol convirtiéndolo en ácido acético para producir vinagre, lo que constituye su más importante aplicación industrial. Gluconobacter Este género pertenece a la familia Pseudomonadaceae. Las bacterias pertenecientes a este grupo oxidan el etanol a ácido acético. La especie G. oxydans produce viscosidad en la cerveza y más adelante una proliferación viscosa que afecta la infusión de malta. Bacterias Butiricas Las bacterias de este grupo, en su mayoría, son anaerobias esporuladas del género Clostridium. Clostridium Son bacilos anaerobios o microaerófilos, Gram negativos, catalasa-negativos, formadores de endosporas resistentes a altas temperaturas. Muchas especies fermentan activamente los carbohidratos, con producción de ácidos, entre los que se encuentra el butírico, y gases, usualmente dióxido de carbono e hidrógeno. C. thermosaccharolyticum determina la alteración gaseosa de las conservas vegetales. La putrefacción de los alimentos es a menudo ocasionada por especies mesófilas proteolíticas tales como C. lentoputrescens y C. putrefaciens. El rompimiento violento de la cuajada de la leche es ocasionado por C. perfringens o especies semejantes y da lugar a una fermentación tumultuosa de la leche; C. butyricum, que fermenta los lactatos, determina la producción tardía de gas en los quesos curados. Bacterias Propiónicas Son bacterias pequeñas, inmóviles, Gram positivas, no esporuladas, catalasa-positivas de carácter anaeróbico o aerotolerante y de forma bacilar. Fermentan el ácido láctico, los carbohidratos y los polialcoholes para producir grandes cantidades de ácidos propiónico y acético y a menudo dióxido de carbono. Ciertas especies, como Propionibacterium freudenreichii, proliferan en el queso suizo fermentando los lactatos con producción de gas, que da lugar a la formación de ojos y contribuyen a la obtención de su típico sabor. Las propionibacterias pigmentadas pueden causar modificaciones del color del queso Bacterias Proteolíticas tienen la capacidad de descomponer la estructura de las proteínas. Muchas especies de Clostridium, Bacillus, Pseudomonas y Proteus son proteolíticas. Las

4 bacterias de la putrefacción son capaces de descomponer anaeróbicamente las proteínas y producir compuestos malolientes, como ácido sulfhídrico, mercaptanos, aminas, indol y ácidos grasos. La mayor parte de las especies proteolíticas de Clostridium son putrefactivas, así como ciertas especies de Proteus, Pseudomonas y otros géneros no esporulados. Bacillus cereus En la industria alimentaria ha sido de interés y objeto de estudio la destrucción de las esporas de B. cereus por su termorresistencia. Produce graves intoxicaciones debido a que genera una enterotoxina diarreica, un factor emético y hemolisinas. Pseudomonas diversas especies de Pseudomonas son capaces de efectuar alteraciones en los alimentos. Pueden desarrollarse a bajas temperaturas (refrigeración). En aerobiosis, crecen rápidamente y originan productos de oxidación y mucílago en las superficies de los alimentos, donde es más probable una contaminación abundante. Ciertas especies producen pigmentos como la fluorescencia verdosa producida por la pioverdina de Pseudomonas fluorescens y el color blanco, cremoso, rojizo, castaño o incluso negro producido por P. nigrilaciens. Proteus las bacterias de este género son responsables de la alteración de carnes, productos pesqueros y huevos. La presencia de estas bacterias en muchos alimentos no refrigerados las ha hecho sospechosas de ser causantes de toxiinfecciones alimentarias, o sea infecciones causadas por endotóxinas o exotoxinas producidas por microorganismos. Se hallan en el intestino humano y de animales. Bacteria lipolíticas Corresponde a un grupo heterogéneo de bacterias que producen lipasas, enzimas que catalizan la hidrólisis de las grasas a ácidos grasos y glicerol. Muchas bacterias aeróbicas y proteolíticas son también lipolíticas. Pseudomonas fluorocescens es una de las especies fuertemente lipolítica. Los géneros Pseudomonas, Alcaligenes, Serratia y Micrococcus tienen especies lipolíticas. Serratia, enterobacteria gram negativa, móvil, en forma de bacilo, fermenta butanodiol. Muchas de sus especies producen un pigmento rosáceo o magenta y dan lugar a coloraciones rojizas en la superficie de los alimentos. S. marcescens es la especie más común. Micrococcus son Gram positivos, aerobios y catalasa-positivos. A menudo se encuentran en utensilios y equipo usados en alimentación que no han sido adecuadamente limpiados e higienizados. Son importantes en los alimentos debido a las siguientes características: son capaces de utilizar las sales amónicas y otros compuestos nitrogenados simples como única fuente de nitrógeno, la mayoría fermentan los azúcares, produciendo cantidades moderadas de ácido, otros toleran gran cantidad de sal, creciendo por lo tanto a niveles de humedad bajos; estas especies se desarrollan en salmueras del curado de carnes, tanques de salmuera, muchos resisten la pasterización comercial de la leche (M. varians), otros son pigmentados y dan coloración

5 anormal a las superficies de los alimentos sobre los que crecen; M. luteus, por ejemplo, es amarillo y M. roseus, rosa. Bacterias Sacarolíticas Hidrolizan los disacáridos o polisacáridos a azúcares sencillos. Bacillus subtilis y Clostridium butyricum son amilolíticos. Pocas especies bacterianas son capaces de hidrolizar la celulosa. Bacterias Pectolíticas Las pectinas son carbohidratos complejos que forman parte de hortalizas y frutas. Las pectinasas, compuestas de varias enzimas pectolíticas, pueden dar lugar al ablandamiento de los tejidos vegetales o a la pérdida de la capacidad de gelificación de los zumos de frutas. Se comportan como pectolíticas especies de Erwinia, Bacillus y Clostridium, así como ciertos mohos. Las especies del género Erwinia son patógenas y saprofitos de vegetales, en los que causan necrosis, agallas, marchitamientos y podredumbre, lesionando frutas, hortalizas y otros productos vegetales. Puede presentarse directamente en el campo o durante el almacenamiento de los frutos. Es de interés económico ya que las bacterias se pueden diseminar rápidamente por los exudados producidos en los tejidos y dañar un lote de producción. Bacterias termofilas Estas bacterias tienen una temperatura óptima por encima de 45 C, en muchos casos de 55 C o superior y son importantes en el caso de alimentos mantenidos a elevadas temperaturas. Bacillus spp. causan la fermentación ácida de algunos alimentos enlatados y Clostridium thermosaccharolyticum da lugar a una alteración gaseosa. Lactobacillus thermophilus es un microorganismo ácido láctico y termófilo obligado. Bacterias psicotrofas Estas bacterias se pueden desarrollar a temperaturas no muy por encima de las de congelación y tienen importancia en alimentos refrigerados. Las bacterias psicrotróficas se encuentran principalmente en los géneros Pseudomonas, Flavobacterium y Alcaligenes, aunque también hay especies psicrotróficas de los géneros Micrococcus, Lactobacillus, Enterobacter; Arthrobacter y otros. Flavobacterium especies de este género, amarillas o anaranjadas, determinan coloraciones anormales superficiales en las carnes y toma parte en el deterioro de mariscos, aves, huevos, mantequilla y leche. Algunos miembros son psicrótrofos, habiéndose observado su crecimiento, tras la descongelación, en hortalizas congeladas. Bacterias halófitas Necesitan para su crecimiento determinadas concentraciones de cloruro sódico. Pertenecen a los géneros Halobacterium, Micrococcus, Pseudomonas, Vibrio, Pediococcus y Alcaligenes. Halobacterium normalmente aparecen en los pecados salados y en pieles

6 adobadas debido a que la sal utilizada es portadora de este grupo de bacterias, produciendo manchas coloreadas. Vibrio son patógenos importantes para el hombre. V. cholerae es el agente causante del colera y V. parahaemolyticus produce gastroenteritis en humanos por el consumo de comida de mar contaminada. V. anguillarum y otras especies, son responsables de enfermedades en peces. Bacterias formadoras de viscosidad Pertenecientes a este tipo de bacterias se pueden citar: Alcaligenes viscolatis (viscosus) y Enterobacter aerogenes, que producen la alteración viscosa de la leche, especies de Leuconostoc, que originan mucosidad en las soluciones de sacarosa y el crecimiento viscoso superficial de ciertas bacterias presentes en los alimentos. Algunas especies de Streptococcus y Lactobacillus poseen variedades que determinan la viscosidad o mucosidad de la leche; se conoce un micrococo que hace viscosas las soluciones de curado de las carnes. Hay cepas de Lactobacillus plantarum y de otros lactobacilos que pueden causar viscosidad en varios productos derivados de las frutas, hortalizas y cereales, por ejemplo, en la sidra y cerveza. Bacterias coliformes Son bacilos que han sido definidos como aeróbicos o anaeróbicos facultativos, Gram negativos y no esporulados, que fermentan la lactosa con formación de gas. Las principales especies de bacterias coliformes son Escherichia coli y Enterobacter aerogenes. E. aerogenes produce menor cantidad de ácido, forma acetoína pero no indol, da lugar a dióxido de carbono e hidrógeno en la proporción 2:1 y utiliza el citrato como única fuente de carbono. Produce más gas que E. coli y por lo tanto, es más peligroso como microorganismo, ya que puede originar gas en quesos, leche y otros alimentos. Ambas especies fermentan los azúcares con formación de ácido láctico, etanol, ácidos acético y succínico, dióxido de carbono e hidrógeno. Los recuentos de coliformes, Coliformes fecales y de E. coli se emplean en los alimentos con carácter indicador. En general, no se admite la presencia de bacterias coliformes en los alimentos y en algunos casos, como el agua o las ostras, es índice de contaminación con materiales cloacales y, por lo tanto, con posibles patógenos entéricos. Además pueden dar lugar a la alteración de los alimentos por multiplicación en los mismos Otras bacterias importantes en alimentos Salmonella las bacterias de este género son intestinales. A este grupo pertenecen los agentes productores de fiebre tifoidea y paratifoidea, así como los causantes de Salmonelosis humanas transmitidas por alimentos. Su presencia en alimentos es totalmente inadmisible. Staphylococcus la mayoría de las cepas de S. aureus producen un pigmento dorado y coagulan el plasma sanguíneo mientras que S. epidermis no produce ni coagulasa ni pigmentos. Se asocian con la piel, membranas mucosas del

7 hombre y animales. S. aureus causa abscesos, forunculosis, neumonía infecciones en heridas y un importante síndrome de toxoinfección alimenticia en el hombre. Algunas cepas han presentado últimamente múltiple resistencia a los medicamentos. El S. epidermis se encuentra comúnmente en la piel y es el responsable de endocarditis e infecciones en pacientes con baja resistencia. Hongos fundamentales en la industria alimenticia Las levaduras forman parte de la población micótica unicelular, que por su capacidad de degradar azúcares puede producir efectos importantes en la industrialización de alimentos. Al respecto, en la página: se presenta una síntesis adecuada sobre las levaduras. Las levaduras son un grupo particular de hongos unicelulares (constituidos por una sola célula) y caracterizados por su capacidad de transformar los azúcares. Hay muchas especies de levaduras. La más comúnmente conocida es Saccharomyces cerevisiae la cual es utilizada en la industria panadera y en la elaboración de la cerveza. Las levaduras también juegan un papel importante en la producción de otros productos como el vino y el kefir. La mayoría de las levaduras usadas en la industria alimentaria son de forma redonda y se dividen produciendo pequeños brotes. Esta producción de brotes es una característica utilizada para reconocerlas a través del microscopio, ya que, durante el brote, las células poseen una forma de ocho (8). Las levaduras necesitan azúcares para crecer y los fermentan produciendo alcohol y dióxido de carbono (CO2). Esta reacción y sus productos derivados hacen que la levadura posea una función muy importante en la industria alimentaria. Así mismo, las levaduras también producen componentes de aroma agradable, los cuales juegan un papel muy importante en el aroma del producto final. Por ejemplo, en la cerveza, la levadura se necesita para producir el alcohol y el dióxido de carbono que forma la espuma. Por otro lado, en la industria panadera el alcohol producido durante la fermentación se evapora durante el horneado. Las levaduras pueden encontrarse en todas partes en la naturaleza, especialmente en plantas y frutas. Una vez que las frutas caen del árbol, la actividad de los hongos hará que éstas se pudran. Durante este proceso se forman alcohol y dióxido de carbono a partir de los azúcares presentes en las frutas. En algunas ocasiones aparecen en los informativos animales embriagados debido a que han comido estos frutos deteriorados. En la industria alimentaria, grandes tanques con agua azucarada en presencia de oxígeno son utilizados para hacer crecer las levaduras. Cuando se alcanza la cantidad de levadura deseada, el líquido es evacuado por medio de una bomba y la levadura es extraída, la que posteriormente podrá ser secada. Ningún otro requerimiento es necesario para producir levadura.

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