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; los patógenos que pueden causar enfermedades (especialmente si los alimentos no se cocinan o almacenan adecuadamente); los microbios utilizados para producir alimentos fermentados como queso , yogur , pan , cerveza y vino ; y los microbios con otras funciones útiles, como la producción de probióticos . ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]}^{[ 3 ]}^{[ 4 ]}

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 ciertas características. Estas agrupaciones no tienen significado taxonómico: ^{[ 5 ]}

Las bacterias lácticas son bacterias que utilizan 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 especies de Clostridium , como Clostridium butyricum , producen ácido butírico .
Las bacterias proteolíticas hidrolizan proteínas mediante la producción de proteinasas extracelulares . Este grupo incluye especies bacterianas de los géneros Micrococcus , Staphylococcus , Bacillus , Clostridium , Pseudomonas , Alteromonas , Flavobacterium y Alcaligenes , y, de forma más limitada, de Enterobacteriaceae y Brevibacterium .
Las bacterias lipolíticas hidrolizan los triglicéridos mediante la producción de lipasas extracelulares . Este grupo incluye especies bacterianas de los géneros Micrococcus , Staphylococcus , Pseudomonas , Alteromonas y Flavobacterium .
Las bacterias sacarolíticas hidrolizan carbohidratos complejos . Este grupo incluye especies bacterianas de los géneros Bacillus , Clostridium , Aeromonas , Pseudomonas y Enterobacter .
Las bacterias termófilas pueden prosperar a temperaturas superiores a 50 grados Celsius, incluyendo los géneros Bacillus , Clostridium , Pediococcus , Streptococcus y Lactobacillus . Las bacterias termodúricas , incluyendo las esporas, pueden sobrevivir a la pasteurización . Las bacterias que crecen a temperaturas frías inferiores a 5 grados Celsius se denominan psicrótrofas e incluyen especies bacterianas de muchos géneros, como 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 acidófilas sobreviven a pH bajo.
Las bacterias osmófilas, si bien son menos osmófilas que las levaduras y los mohos, pueden tolerar un ambiente osmótico relativamente más elevado. Los aerobios requieren oxígeno, mientras que los anaerobios se ven inhibidos por él. Los anaerobios facultativos pueden crecer con y sin oxígeno.
Algunas bacterias pueden producir gases durante el metabolismo de los nutrientes, otras producen mucosidad mediante la síntesis de polisacáridos.
Las bacterias productoras de esporas se dividen a su vez en subgrupos de aerobias, anaerobias, ácidas planas, termófilas y productoras de sulfuro.
Los coliformes, incluidos los coliformes fecales (como la E. coli), se utilizan como indicador de higiene. Los patógenos entéricos pueden causar infecciones gastrointestinales y podrían incluirse en este grupo.

Seguridad alimentaria

La seguridad alimentaria es un aspecto fundamental de la microbiología alimentaria. Numerosos agentes patógenos y agentes causantes de enfermedades se transmiten fácilmente a través de los alimentos, incluyendo bacterias y virus . Las toxinas microbianas también pueden contaminar los alimentos; sin embargo, los microorganismos y sus productos pueden utilizarse para combatir estos microbios patógenos. Las bacterias probióticas , incluidas aquellas que producen bacteriocinas, pueden eliminar e inhibir patógenos . Alternativamente, se pueden añadir bacteriocinas purificadas, como la nisina , directamente a los alimentos. Finalmente, los bacteriófagos , virus que solo infectan bacterias, pueden utilizarse para eliminar patógenos bacterianos . ^{[ 6 ]} La preparación minuciosa de los alimentos, incluyendo una cocción adecuada , elimina la mayoría de las bacterias y virus. Sin embargo, las toxinas producidas por contaminantes pueden no transformarse en 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 modificar su calidad. La levadura , especialmente Saccharomyces cerevisiae , se utiliza para leudar el pan , elaborar cerveza y vino . Ciertas bacterias , incluidas las bacterias lácticas , se utilizan para elaborar yogur , queso , salsa picante , encurtidos , embutidos fermentados y platos como el kimchi . Un efecto común de estas fermentaciones es que el producto alimenticio resulta menos propicio para otros microorganismos , incluidos patógenos y microorganismos que causan deterioro , lo que prolonga su vida útil . Algunas variedades de queso también requieren moho para madurar y desarrollar sus sabores característicos .

Biopolímeros microbianos

En la industria alimentaria se utilizan varios biopolímeros producidos por microorganismos . ^[⁷^]

Alginato

Los alginatos pueden utilizarse como agentes espesantes . ^{[ 8 ]} Aunque se enumeran aquí en la categoría " Polisacáridos microbianos ", los alginatos comerciales actualmente solo se producen mediante extracción de algas pardas como Laminaria hyperborea o L. japonica .

ácido poli-γ-glutámico

El ácido poli-γ-glutámico (γ-PGA) producido por diversas cepas de Bacillus tiene aplicaciones potenciales como espesante en la industria alimentaria. ^{[ 9 ]}

Pruebas de alimentos

Para garantizar la seguridad de los productos alimenticios , se requieren pruebas microbiológicas, como la detección de patógenos y organismos causantes de deterioro. De esta manera, se puede examinar el riesgo de contaminación en condiciones normales de uso y prevenir brotes de intoxicación alimentaria . El análisis de productos e ingredientes alimenticios es importante a lo largo de toda la cadena de suministro , ya que pueden producirse posibles defectos en cada etapa de la producción. ^{[ 10 ]} 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 . ^{[ 11 ]}

La reacción en cadena de la polimerasa (PCR) es un método rápido y económico para generar copias de un fragmento de ADN en una banda específica ("PCR (reacción en cadena de la polimerasa)", 2008). Por esta razón, los científicos utilizan la PCR para detectar diferentes tipos de virus o bacterias, como el VIH y el ántrax, basándose en sus patrones de ADN únicos. Existen varios kits disponibles comercialmente para ayudar en la extracción de ácidos nucleicos de patógenos alimentarios, ^{[ 12 ]} detección por PCR y diferenciación. ^{[ 13 ]} La detección de cepas bacterianas en 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 se reconoce como un detector de ADN para amplificar y rastrear la presencia de cepas patógenas en diferentes alimentos procesados.

Véase también

Referencias

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↑ Shih y Wu (2009). «Biosíntesis y aplicación del poli(ácido gamma-glutámico)». Producción microbiana de biopolímeros y precursores de polímeros . Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-36-3.
↑ "Laboratorios de análisis de alimentos" . Archivado del original el 20 de octubre de 2011. Consultado el 18 de abril de 2012 .
↑ "Pruebas e identificación rápidas de Salmonella en alimentos" . Archivado del original el 27 de marzo de 2022. Consultado el 18 de abril de 2012 .
↑ "Tarjeta de papel de filtro para extracción de ADN de patógenos alimentarios" . Archivado del original el 27/11/2021 . Consultado el 11/07/2014 .
↑ "Kits de identificación y detección microbiana" . Archivado del original el 15 de julio de 2014. Consultado el 11 de julio de 2014 .

Enlaces externos

CDC, Seguridad Alimentaria
División de Microbiología de los Alimentos del Instituto de Tecnólogos de Alimentos
Descripción de los patógenos alimentarios comunes

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