Factores Clave en la Ecología Microbiana de Alimentos

La ecología microbiana en los alimentos se refiere al desarrollo de los microbios, el cual depende de las propiedades intrínsecas del comestible, de las características específicas del microorganismo y de las condiciones de su medio ambiente.

Factores Intrínsecos del Alimento

Son aquellos elementos que forman parte integral de un comestible, incluyendo sus propiedades físicas y químicas.

Sustancias Antimicrobianas

Son compuestos que combaten o atacan los microbios.

Tipos de Sustancias Antimicrobianas

• Naturales: Sustancias constituyentes de alimentos de origen vegetal y animal con efecto microbiano (ej. ajo, comino negro, canela). Las furocumarinas inhiben el desarrollo bacteriano al interferir con la replicación del ADN.
• Adicionales: Sustancias antimicrobianas añadidas a los alimentos (algunas autorizadas) que inhiben hongos, levaduras y bacterias. Ejemplos de conservantes químicos: ácido acético, ácido salicílico, ácido ascórbico.
• Residuales: Sustancias que llegan a los alimentos por diversos mecanismos (accidentales). Pueden causar alergias, toxicidad y resistencias bacterianas.

Potencial de Hidrógeno (pH)

El pH influye significativamente en el desarrollo de microorganismos. Es la medida de la acidez o alcalinidad de una disolución. Una sustancia es ácida si su pH es bajo y alcalina si su pH es alto.

La acidificación es una técnica de conservación de alimentos que previene la proliferación de bacterias y contribuye a mantener la calidad del producto.

• Alimentos con pH cercano a 7 (neutro) son vulnerables al crecimiento bacteriano.
• Alimentos con pH de 4.5 o inferior son más susceptibles al deterioro por mohos y levaduras.

Actividad del Agua (Aw)

La actividad del agua (Aw) es la medida del grado de agua disponible que puede ser aprovechada por los microbios.

Los organismos no son eficientes en extraer agua de ambientes con una actividad acuosa inferior a 0.6.

Potencial de Oxidorreducción (Eh)

El potencial de oxidorreducción (Eh) es la diferencia de potencial establecida por la concentración relativa de sustancias oxidantes o reductoras que contiene el alimento.

Es la capacidad del sustrato de ganar o perder electrones. La liberación de electrones es oxidación, y la captura de electrones es reducción.

Tipos de Microorganismos según Eh:

• Aerobios obligados: Requieren oxígeno (O2).
• Anaerobios obligados: No toleran oxígeno (sin O2).
• Anaerobios facultativos: Crecen en niveles altos y bajos de Eh (con o sin O2).
• Microaerófilos: Requieren bajas concentraciones de O2 y una pequeña porción de CO2.

Integridad (Protección)

La integridad se refiere a la capacidad de un alimento para permanecer inalterado.

Tipos de Protección:

• Protección natural: La cubierta normal del alimento (ej. cáscara, piel).
• Protección artificial: Imitaciones de recubrimientos que tienen algunos alimentos (ej. ceras, películas comestibles).

Nutrientes

Los nutrientes son compuestos químicos que los microorganismos necesitan para sus funciones vitales.

Una mayor disponibilidad de nutrientes se traduce en una mayor actividad microbiana.

Factores Extrínsecos del Alimento

Son elementos que conforman el medio ambiente y que afectan tanto a los microbios como al alimento. Se relacionan con la manipulación y el almacenamiento de los comestibles.

Temperatura

Las funciones biológicas de los microorganismos dependen de la temperatura.

• Las temperaturas bajas extienden las fases lag y logarítmica (ralentizan el crecimiento).
• Las temperaturas altas perturban el desarrollo y la viabilidad de los gérmenes (pueden inactivarlos o matarlos).

Humedad Relativa

El nivel de humedad en el ambiente promueve la actividad microbiana sobre la superficie de los alimentos.

Atmósfera (Composición Gaseosa)

Los gases que afectan el metabolismo microbiano en condiciones ordinarias son:

• Oxígeno (O2): Estimula el desarrollo de bacterias aerobias estrictas y hongos. Su ausencia afecta a los anaerobios.
• Dióxido de Carbono (CO2): Es más complejo debido a las diferentes respuestas que induce entre los microbios. Puede inhibir el crecimiento de algunos.
• Dióxido de Azufre (SO2): Su actividad antimicrobiana se relaciona con las formas moleculares no ionizadas.
• Óxido de Etileno: Es muy tóxico para los microorganismos y su actividad se relaciona con su acción como agente alquilante.

Interrelaciones entre Factores

La acción simultánea de dos o más factores ecológicos sobre un microorganismo es disímil y compleja.

En la medida que uno de ellos se aproxima al óptimo, la tolerancia al otro se incrementa.