Desarrollo microbiano

“Pueden encontrarse microorganismos vivos en una gran diversidad de hábitats, desde lo más frío de lagunas saladas, en las aguas residuales de las regiones polares, hasta el agua casi en ebullición de manantiales de aguas termales”.

Recomendación previa, leer:

• Microorganismos de importancia alimentaria
• Clasificación de las bacterias alimentarias
• Clasificación de Hongos en alimentos
• Clasificación de Levaduras en alimentos
• Organismos vivos peligrosos en alimentos
• Hábitat de los microorganismos

Crecimiento microbiano

Para comprender los principios básicos que rigen tanto la alteración como la conservación de los alimentos, es necesario conocer algunos principios fundamentales del crecimiento de los microorganismos, así como los factores que favorecen o inhiben su multiplicación.

El crecimiento microbiano es un proceso de fisión binaria. No habrá crecimiento sin la presencia de al menos una célula viable. La tasa de crecimiento aumentará de acuerdo con la cantidad de nutriente disponible.

Esto se puede ilustrar de modo sencillo considerando el caso de una célula bacteriana que se divide por fisión para producir dos células hijas.

Cuando los microorganismos se encuentran en un ambiente óptimo para su desarrollo, se multiplican con tiempos de duplicación muy breves.

En el tiempo de duplicación, una célula se dividirá para producir dos células, después de haber transcurrido otro tiempo de duplicación estarán presentes cuatro células, después de otra duplicación, ocho y así sucesivamente. Por tanto, la tasa de aumento y el número total de células se duplica cada tiempo de duplicación que transcurre.

La curva de crecimiento de un cultivo microbiano se puede subdividir básicamente en cuatro fases:

• Fase latencia. Periodo de adaptación de los microorganismos al medio. En esta fase el número de microorganismos permanece constante e incluso puede que disminuya. Una vez adaptados al medio comienza su multiplicación lentamente.
• Fase exponencial. En este periodo los microorganismos se multiplican activamente y su número aumenta en progresión geométrica. Los tiempos de duplicación son muy cortos.
• Fase estacionaria. En esta fase el número de microorganismos permanece prácticamente constante estableciéndose un equilibrio entre la reproducción y la muerte de los mismos como consecuencia del agotamiento de los nutrientes esenciales o la acumulación de metabolitos inhibidores.
• Fase de muerte. O de declive. En esta fase las condiciones prevalecientes no pueden sostener más crecimiento y el número de células que mueren supera a las que se forman.

A partir de la curva de crecimiento se puede calcular el tiempo que transcurre entre la formación de una célula hija y su división para dar dos nuevas células. El tiempo de duplicación se calcula estableciendo el número de duplicaciones que se producen durante un intervalo de tiempo determinado.

Los tiempos de duplicación que interesan, fundamentalmente son los que tienen lugar durante la fase de exponencial. Una sola bacteria con un tiempo de duplicación de 20 minutos que crece en un alimento puede producir una población de células superior a 107 a lo largo de una jornada de ocho horas.

Factores que influyen en el desarrollo de los microorganismos

Los alimentos constituyen un buen medio nutritivo para los microorganismos. Los microorganismos se desarrollan en función de su propio potencial genético, y de los parámetros físico-químicos del medio.

El desarrollo microbiano se ve afectado por factores, tales como los que vemos a continuación.

Nutrientes

Los microorganismos necesitan una serie de nutrientes que se encuentran en:

• Alimentos ricos en hidratos de carbono: el crecimiento en estos dependerá del tipo, glucosa, lactosa, etc. Con altas concentraciones de azúcares solo podrán crecer microorganismos osmófilos.
• Alimentos ricos en proteínas: crecerán microorganismos de la putrefacción.
• Alimentos ricos en grasa: en principio crecerán microorganismos lipolíticos, que luego permitirán otros tipos.

La incapacidad de un organismo para utilizar un componente mayoritario de un alimento limitará su crecimiento y lo situará en desventaja con respecto a los que son capaces de utilizarlo.

Así, por ejemplo, la capacidad para sintetizar enzimas amilolíticos (que degradan el almidón) favorecerá el crecimiento de un determinado organismo en los cereales y en otros productos farináceos, o, la adición al yogur de frutas que contienen sacarosa y otros azúcares aumenta su contenido en carbohidratos disponibles y permite el desarrollo de una microflora de levaduras causantes de alteración.

pH

El pH es el logaritmo de la inversa de la concentración de iones hidrógeno de una disolución. Proporciona una indicación de la actividad de estos iones sobre los componentes del medio. Influye sobre las reacciones químicas y bioquímicas y, en consecuencia, sobre los microorganismos.

Las bacterias pueden desarrollarse a pH entre 4,5 y 9 con un óptimo de crecimiento entre 6,5 y 7,5. Naturalmente existen excepciones, como las bacterias acéticas y las bacterias lácticas, que soportan pH inferiores a 3,5. La mayoría de los hongos son ácido-resistentes, su óptimo se sitúa entre 4 y 6.

El pH de los alimentos depende de la cantidad de sustancias ácidas y básicas que contengan:

• En carnes y productos cárnicos: el pH del músculo se encuentra próximo a la neutralidad. La paralización de la circulación sanguínea y el consumo del oxígeno residual traen consigo una fermentación láctica del glucógeno por enzimas endógenos que originan una bajada de pH.
• En pescados: el pH del pescado es, en general, más elevado que el de la carne, debido, en parte, al agotamiento de las reservas de glucógeno durante la captura. El pH del pescado tiende a aumentar durante su almacenamiento, debido a la liberación de NH3 y de diversas aminas. Este fenómeno se encuentra ligado a la naturaleza de la carne del pescado y a los microorganismos de la putrefacción, que se desarrollan más fácilmente cuando el pH es elevado.
• En huevos: el pH de la clara es alcalino 7,6 y puede alcanzar hasta 9 cuando los huevos se almacenan al aire, debido a las pérdidas de CO2. Estos pH limitan de forma importante el crecimiento de los microorganismos. La yema tiene un pH más bajo (de 6 a 6,3).
• Productos vegetales: Las frutas tienen un pH muy bajo en comparación con otros alimentos. Por este hecho se alteran fundamentalmente por mohos. Las levaduras que se encuentran en la superficie de los tegumentos se desarrollan en los jugos después de la destrucción de las paredes celulares. Las legumbres tienen un pH neutro, lo que permite el desarrollo bacteriano.

Continuará...