Microbiología de los alimentos

La microbiología de los alimentos es el estudio de los microorganismos que habitan, crean o contaminan los alimentos. Esto incluye el estudio de los microorganismos que causan el deterioro de los alimentos; patógenos que pueden causar enfermedades (especialmente si los alimentos no se cocinan o almacenan adecuadamente); microbios utilizados para producir alimentos fermentados como queso, yogur, pan, cerveza y vino; y microbios con otras funciones útiles, como la producción de probióticos.

Subgrupos de bacterias que afectan a los alimentos

En el estudio de las bacterias en los alimentos se han subdividido grupos importantes en función de determinadas características. Estas agrupaciones no tienen importancia taxonómica:

Las bacterias del ácido láctico son bacterias que usan carbohidratos para producir ácido láctico. Los principales géneros son Lactococcus, Leuconostoc, Pediococcus, Lactobacillus y Streptococcus thermophilus.

Las bacterias del ácido acético como Acetobacter aceti producen ácido acético.

Las bacterias como Propionibacterium freudenreichii que producen ácido propiónico se utilizan para fermentar productos lácteos.

Algunas Clostridium spp. Clostridium butyricum produce ácido butírico.

Las bacterias proteolíticas hidrolizan proteínas produciendo proteinasas extracelulares. Este grupo incluye especies de bacterias de los géneros Micrococcus, Staphylococcus, Bacillus, Clostridium, Pseudomonas, Alteromonas, Flavobacterium y Alcaligenes, y más limitadas de Enterobacteriaceae y Brevibacterium.

Las bacterias lipolíticas hidrolizan los triglicéridos mediante la producción de lipasas extracelulares. Este grupo incluye especies de bacterias de los géneros Micrococcus, Staphylococcus, Pseudomonas, Alteromonas y Flavobacterium.

Las bacterias sacarolíticas hidrolizan los carbohidratos complejos. Este grupo incluye especies de bacterias de los géneros Bacillus, Clostridium, Aeromonas, Pseudomonas y Enterobacter.

Las bacterias termófilas pueden prosperar en temperaturas altas por encima de los 50 grados Celsius, incluidos los géneros Bacillus, Clostridium, Pediococcus, Streptococcus y Lactobacillus. Las bacterias termodúricas, incluidas las esporas, pueden sobrevivir a la pasteurización. Las bacterias que crecen en temperaturas frías por debajo de los 5 grados Celsius se denominan psicotrópicas e incluyen especies de bacterias de muchos géneros, incluidos Alcaligenes, Serratia, Leuconostoc, Carnobacterium, Brochothrix, Listeria y Yersinia.

Las bacterias halotolerantes pueden sobrevivir a altas concentraciones de sal superiores al 10%. Esto incluye algunas especies de Vibrio y Corynebacterium. Las bacterias acidúricas sobreviven a pH bajo.

Las bacterias osmófilas, aunque menos osmófilas que las levaduras y los mohos, pueden tolerar un entorno osmótico relativamente más alto. Los aerobios requieren oxígeno, mientras que los anaerobios son inhibidos por este. Los anaerobios facultativos pueden crecer con y sin oxígeno.

Algunas bacterias pueden producir gases durante el metabolismo de los nutrientes, otras producen limo al sintetizar polisacáridos.

Las bacterias productoras de esporas se dividen además en subgrupos de aeróbicas, anaeróbicas, agrias planas, termófilas y productoras de sulfuro.

Los coliformes, incluidos los coliformes fecales (como e.coli), se utilizan como medida de saneamiento. Los patógenos entéricos pueden causar infección gastrointestinal y pueden incluirse en este grupo.

Seguridad alimenticia

La inocuidad de los alimentos es un aspecto fundamental de la microbiología de los alimentos. Numerosos agentes de enfermedades y patógenos se transmiten fácilmente a través de los alimentos, que incluyen bacterias y virus. Las toxinas microbianas también son posibles contaminantes de los alimentos; Sin embargo, los microorganismos y sus productos también pueden usarse para combatir estos microbios patógenos. Las bacterias probióticas, incluidas las que producen bacteriocinas, pueden matar e inhibir los patógenos. Alternativamente, las bacteriocinas purificadas, como la nisina, se pueden agregar directamente a los productos alimenticios. Finalmente, los bacteriófagos, virus que solo infectan bacterias, pueden usarse para matar patógenos bacterianos. La preparación minuciosa de los alimentos, incluida la cocción adecuada, elimina la mayoría de las bacterias y los virus. Sin embargo, las toxinas producidaspor contaminantes puede no estar sujeto a cambiar a formas no tóxicas al calentar o cocinar los alimentos contaminados debido a otras condiciones de seguridad.

Fermentación

La fermentación es uno de los métodos para conservar los alimentos y alterar su calidad. La levadura, especialmente Saccharomyces cerevisiae, se usa para leudar pan, elaborar cerveza y hacer vino. Ciertas bacterias, incluidas las bacterias del ácido láctico, se utilizan para hacer yogur, queso, salsa picante, encurtidos, salchichas fermentadas y platos como el kimchi. Un efecto común de estas fermentaciones es que el producto alimenticio es menos hospitalario para otros microorganismos, incluidos los patógenos y los microorganismos que causan deterioro, lo que prolonga la vida útil del alimento. Algunas variedades de queso también requieren de mohos para madurar y desarrollar sus sabores característicos.

Biopolímeros microbianos

Varios biopolímeros producidos microbianamente se utilizan en la industria alimentaria.

Alginato

Los alginatos se pueden utilizar como agentes espesantes. Aunque se enumeran aquí en la categoría 'Polisacáridos microbianos', los alginatos comerciales actualmente solo se producen por extracción de algas marinas marrones como Laminaria hyperborea o L. japonica.

Ácido poli-γ-glutámico

El ácido poli-γ-glutámico (γ-PGA) producido por varias cepas de Bacillus tiene aplicaciones potenciales como espesante en la industria alimentaria.

Pruebas de alimentos

Para garantizar la seguridad de los productos alimenticios, se requieren pruebas microbiológicas, como pruebas de patógenos y organismos de deterioro. De esta forma se puede examinar el riesgo de contaminación en condiciones normales de uso y se pueden prevenir los brotes de intoxicación alimentaria. La prueba de productos e ingredientes alimentarios es importante a lo largo de toda la cadena de suministro, ya que pueden ocurrir posibles fallas en los productos en cada etapa de la producción. Además de detectar el deterioro, las pruebas microbiológicas también pueden determinar el contenido de gérmenes, identificar levaduras y mohos y Salmonella. Para Salmonella, los científicos también están desarrollando tecnologías rápidas y portátiles capaces de identificar variantes únicas de Salmonella.

La reacción en cadena de la polimerasa (PCR) es un método rápido y económico para generar un número de copias de un fragmento de ADN en una banda específica ("PCR (reacción en cadena de la polimerasa)", 2008). Por esa razón, los científicos están utilizando PCR para detectar diferentes tipos de virus o bacterias, como el VIH y el ántrax, en función de sus patrones únicos de ADN. Hay varios kits disponibles comercialmente para ayudar en la extracción de ácidos nucleicos de patógenos alimentarios, la detección por PCR y la diferenciación. La detección de hebras bacterianas en los productos alimenticios es muy importante para todos en el mundo, ya que ayuda a prevenir la aparición de enfermedades transmitidas por los alimentos. Por lo tanto, la PCR es reconocida como un detector de ADN para amplificar y rastrear la presencia de hebras patógenas en diferentes alimentos procesados.