Actividad del agua 102: Crecimiento microbiano

Los fabricantes de alimentos deben tener en cuenta el crecimiento microbiano a la hora de producir y envasar productos. En este seminario web se analizan los factores que afectan al crecimiento microbiano, el modo en que la actividad del agua controla el crecimiento microbiano, el cumplimiento de la normativa, los patógenos alimentarios comunes, la formulación de una actividad del agua específica y la tecnología de obstáculos.

Los fallos microbianos en el envasado de alimentos pueden dar lugar a la retirada de productos, lo que cuesta a una empresa millones de dólares en retrasos operativos, honorarios legales, reclamaciones médicas, recuperación de alimentos, eliminación de alimentos y atención médica. También pueden causar pérdidas adicionales en daños a la reputación, pérdida de ventas futuras y pérdida de confianza de los consumidores.

FAT TOM: Seis factores que influyen en el crecimiento microbiano

Seis factores principales afectan al crecimiento microbiano: alimento, ácido, tiempo, temperatura, oxígenoy humedad. (La composición nutricional de un alimento determina qué microbios pueden crecer. Los ácidos, o niveles de pH, también afectan al crecimiento microbiano. Los mohos pueden crecer con el pH más bajo, mientras que las bacterias prosperan en los niveles de pH más altos y no pueden crecer en entornos con un pH inferior a 4,6.

El crecimiento microbiano es exponencial, por lo que es fundamental detectar a tiempo los patógenos peligrosos. Podemos detener el crecimiento de los patógenos privando a los microbios de alimento y oxígeno e introduciendo especies competidoras. Los distintos patógenos prosperan a temperaturas diferentes. La zona de peligro para la seguridad alimentaria se sitúa entre 4 y 60 grados Celsius (40 y 140 grados Fahrenheit). Podemos desactivar las bacterias mediante una combinación de tratamientos de tiempo y temperatura elevados.

Tenga en cuenta el oxígeno microbiano o el potencial redox. Los microbios aeróbicos (como el moho) necesitan oxígeno, mientras que los patógenos anaeróbicos(Clostridium botulinum y Bacillus cereus) no necesitan oxígeno para crecer. Algunas bacterias (como E. coli y Staph aureus) son facultativamente aerobias, lo que significa que pueden pasar de aerobias a anaerobias en función del entorno. Por otro lado, las microaerófilas necesitan oxígeno en pequeñas cantidades para crecer(Campylobacter jejuni).

La humedad es importante en el crecimiento de patógenos a través de la actividad de agua de los alimentos. Las bacterias patógenas, por ejemplo, sólo crecen con una actividad del agua superior a 0,85, mientras que el deterioro por mohos y levaduras tiene un límite de actividad del agua de 0,7. A la inversa, con una actividad del agua inferior a 0,6 no puede producirse crecimiento microbiano. A la inversa, no puede haber crecimiento microbiano con una actividad del agua inferior a 0,6.

Cómo afecta la actividad del agua a un microorganismo

Una diferencia en la actividad del agua significa una diferencia en el nivel de energía. Con una actividad del agua elevada, el agua del microbio quiere salir, lo que cambia la presión de activación dentro del microorganismo. El microorganismo intentará igualar sus energías con la actividad del agua en el entorno.

El microorganismo alterará su membrana para reducir la actividad del agua, manteniendo así su presión de activación. Podría producir o transportar aminoácidos o azúcares en pequeñas cantidades para intentar reducir la actividad del agua. Sin embargo, la actividad del agua seguirá siendo inferior a la del entorno y el microorganismo entrará en estasis o letargo. 

Patógenos alimentarios comunes

Los patógenos alimentarios se dividen en dos categorías: intoxicación alimentaria e infección alimentaria. Una intoxicación alimentaria se produce cuando una persona ingiere una toxina producida en los alimentos y enferma. Una infección alimentaria se produce cuando la toxina se desarrolla en el tracto gastrointestinal. (La intoxicación se forma en el alimento y la infección en el intestino).

El estafilococo dorado puede crecer con o sin oxígeno, tiene el límite más bajo de actividad del agua y se contamina fácilmente de forma cruzada. Por lo tanto, encontrar estafilococos en el equipo de procesamiento de alimentos es un signo de saneamiento deficiente. La proliferación de este patógeno puede evitarse fácilmente mediante la limpieza, la desinfección, la preparación adecuada y la reducción al mínimo de la contaminación cruzada.

El botulismo es anaeróbico y no crece a niveles de pH inferiores a 4,6. Sólo tres minutos de ebullición pueden matar el botulismo. Tiene un límite de actividad en el agua más alto. El botulismo existe en la naturaleza -la tierra, las plantas, el agua- y en alimentos mal enlatados y poco ácidos -remolachas, judías verdes, patatas asadas envueltas en papel de aluminio, pescado ahumado, aceite con hierbas y miel-.

Salmonella spp. es el patógeno número uno notificado. Este microbio es una infección de transmisión alimentaria y es más frecuente en los meses de verano. La salmonela puede desarrollarse en entornos ricos o pobres en oxígeno, puede eliminarse cocinándola y se encuentra en heces contaminadas, agua potable, contacto de persona a persona, ovoproductos, frutas y verduras crudas, productos lácteos no pasteurizados e incluso en productos como la harina y la mantequilla de cacahuete.

La listeria puede crecer a temperaturas refrigeradas, puede eliminarse mediante cocción y pasteurización, y tiene un límite de actividad del agua de 0,92. La Listeria está presente en carnes crudas, verduras, leche no pasteurizada y algunos quesos blandos. En ambientes de baja temperatura y bajo oxígeno, Listeria puede crecer si está presente.

La mayoría de las cepas de E. coli son inofensivas y son esenciales para el tracto intestinal. La cepa patógena puede eliminarse mediante cocción o pasteurización. E. coli tiene una dosis infecciosa baja y es difícil de matar. 

El Bacillus cereus es anaerobio y tiene un tiempo de incubación corto. Este patógeno se confunde a menudo con la gripe estomacal.

Reducir la actividad del agua para evitar el crecimiento microbiano

Reducir la actividad del agua cambiará lo que los microbios pueden crecer. Deshidratar un producto puede conservar el alimento y reducir la actividad del agua. Añadir un humectante, individualmente o en grupos, también puede reducir la actividad del agua. La tecnología de obstáculos consiste en introducir barreras al crecimiento microbiano, como la gestión de la temperatura, la actividad del agua, la acidez y la oxigenación.