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

Los fallos microbianos en los envases de alimentos pueden provocar la retirada de productos, lo que supone para las empresas un coste de millones de dólares en retrasos operativos, gastos legales, reclamaciones médicas, recuperación y eliminación de alimentos, y atención médica. También pueden causar pérdidas adicionales por 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

Hay seis factores principales que afectan al crecimiento microbiano: alimento, ácido, tiempo, temperatura, oxígenoy humedad. (Una regla mnemotécnica tonta pero eficaz es FAT TOM). 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 con 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 los patógenos peligrosos en una fase temprana. Podemos detener el crecimiento de los patógenos privando a los microbios de alimento y oxígeno e introduciendo especies competidoras. Los diferentes patógenos prosperan a diferentes temperaturas. La zona de peligro para la seguridad alimentaria se sitúa entre 4 y 60 grados Celsius (40 a 140 grados Fahrenheit). Podemos desactivar las bacterias mediante una combinación de tratamientos de tiempo y temperatura elevados.

Consideremos 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 lo necesitan para crecer. Algunas bacterias (como E. coli y Staph aureus) son facultativamente aeróbicas, lo que significa que pueden cambiar entre aeróbicas y anaeróbicas dependiendo del entorno. Por otro lado, los microaerófilos requieren oxígeno en cantidades más pequeñas para crecer (Campylobacter jejuni).

La humedad influye en el crecimiento de patógenos a través de la actividad del agua en los alimentos. Las bacterias patógenas, por ejemplo, solo crecen en actividades del agua superiores a 0,85, mientras que el deterioro por mohos y levaduras tiene un límite de actividad del agua de 0,7. Por el contrario, no se produce 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 tiende a salir, lo que modifica la presión de activación dentro del microorganismo. El microorganismo intentará equilibrar 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 sin coincidir con 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. La intoxicación alimentaria se produce cuando se ingiere una toxina producida en los alimentos y se enferma. La infección alimentaria se produce cuando la toxina crece en el tracto gastrointestinal. (La intoxicación se forma en los alimentos y la infección se forma en el intestino).

El Staphylococcus aureus puede crecer con o sin oxígeno, tiene el límite de actividad hídrica más bajo y se contamina fácilmente. Por lo tanto, encontrar Staphylococcus aureus en los equipos de procesamiento de alimentos es un signo de malas condiciones de higiene. El crecimiento de este patógeno se puede prevenir fácilmente mediante la limpieza, la desinfección, la preparación adecuada y la minimización de la contaminación cruzada.

El botulismo es anaeróbico y no crece a niveles de pH inferiores a 4,6. Solo tres minutos de ebullición pueden matar el botulismo. Tiene un límite de actividad del agua más alto. El botulismo existe en la naturaleza (suelo, plantas, agua) y en alimentos enlatados de forma inadecuada y alimentos con bajo contenido en ácido (remolacha, judías verdes, patatas asadas envueltas en papel de aluminio, pescado ahumado, aceite infusionado con hierbas y miel).

La Salmonella spp. es el patógeno más frecuente. Este microbio es una infección transmitida por los alimentos y es más común en los meses de verano. La Salmonella puede proliferar en entornos ricos en oxígeno o pobres en oxígeno, se elimina con la cocción y se encuentra en heces contaminadas, agua potable, contacto entre personas, productos derivados del huevo, frutas y verduras crudas, productos lácteos sin pasteurizar e incluso en productos como la harina y la mantequilla de cacahuete.

La Listeria puede crecer a temperaturas refrigeradas, se elimina mediante la cocción y la pasteurización, y tiene un límite de actividad acuosa de 0,92. La Listeria está presente en carnes crudas, verduras, leche sin pasteurizar y algunos quesos blandos. En entornos con baja temperatura y bajo nivel de oxígeno, la Listeria puede crecer si está presente.

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

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

Reducción de la actividad del agua para prevenir el crecimiento microbiano.

La reducción de la actividad del agua cambiará los microbios que pueden crecer. La deshidratación de un producto puede conservar los alimentos y reducir la actividad del agua. La adición de un humectante, ya sea de forma individual o en grupos, también puede reducir la actividad del agua. La tecnología de barrera consiste en introducir barreras al crecimiento microbiano, como el control de la temperatura, la actividad del agua, la acidez y la oxigenación.