Microbiología de los alimentos 2° parte

Métodos de conservación de alimentos

Factores Extrínsecos

Los alimentos son una excelente fuente de nutrientes. Nosotros consumimos los alimentos para procesar estos nutrientes y obtener así la energía que precisamos para mantener en funcionamiento nuestro sistema metabólico. Pero de la misma manera los microorganismos también encuentran a nuestros alimentos como una excelente fuente de nutrientes. Desde que el humano ha sido capaz de producir exceso de alimentos, hemos comenzado una lucha intensa contra los microorganismos causantes de la pudrición de nuestros alimentos. Debido a esto hemos desarrollado algunas estrategias (con mayor o menor tecnología) para conservar nuestros alimentos. A continuación enumeraremos algunos de los métodos más utilizados para el control de los microorganismos presentes en los alimentos:

• Remoción de los microorganismos.

La remoción de los microorganismos de un alimento consta en sacarlos mediante barreras físicas llamadas “filtros”. Esta técnica sólo puede ser aplicada en alimentos líquidos (agua, vinos. Jugos), ya que el fundamento de la filtración es que la molécula del alimento, más pequeña que el microorganismo, pase a través de un poro mientras el microorganismo queda atrapado en el filtro. Esta técnica puede remover la totalidad de los microorganismos presentes en el alimento, aunque es compleja y demora mucho tiempo.

• Bajas temperaturas

Camión frigorífico

La temperatura es un factor determinante en el crecimiento de los microorganismos. Por lo general, los microorganismos que encontramos habitualmente en el alimento son denominados “mesófilos”. Estos microorganismos crecen mejor a temperaturas que van desde los 20 a los 30 °C. A medida que la temperatura baja, su velocidad de duplicación (crecimiento poblacional) disminuye drásticamente. Las primeras heladeras que aparecieron eran capaces de disminuir la temperatura a 5 °C, lo que demora el crecimiento de los microorganismos fuertemente, pero no lo detiene por completo. La aparición de los freezers mejoró fuertemente la conservación de los alimentos, pudiendo conservarse hasta 6 meses a -20 °C. A pesar de que la baja temperatura es un buen método, no detiene el crecimiento de los microorganismos por completo. Además es importante destacar que las bajas temperaturas no reducen el número poblacional ya existente en el alimento. Si un alimento está muy contaminado, el frío no mejorará la situación.

• Altas temperaturas

Autoclave industrial

Las temperaturas superiores a los 100 ºC resultan muy efectivas para eliminar microorganismos. Podríamos dividir al calor en 2 tipos según su fuente: calor húmedo y calor seco. El calor húmedo es el causado por el vapor de agua. En este, la temperatura dependerá de manera proporcional a la temperatura del vapor de agua. Por esta razón, si el agua hierve a 100 ºC, la temperatura del vapor de agua será de 100 ºC. Sin embargo, en 1879 el inventor Charles Chamberland creó lo que luego sería conocido como el Autoclave. Este aparato funciona bajo los principios del aumento de la temperatura de los vapores según la presión. Aunque Chamberland no inventó propiamente el autoclave, su fabricación posterior se le atribuye y los autoclaves llevan su nombre. En el autoclave, al alcanzar una atmósfera de presión por sobre la atmósfera normal, la temperatura de ebullición del agua aumenta y su vapor llega a los 121 ºC. La exposición de sustancias y sólidos porosos a esta temperatura por más de 15 minutos asegura la muerte de las esporas de los microorganismos.

El calor seco se logra a través de la exposición no directa de un material al fuego. Habitualmente estaríamos hablando de un horno. Los hornos convencionales llegan a temperaturas de entre 180 y 210 ºC. Para una esterilización eficiente se debe someter al material a 180 ºC por un promedio de 2 hs. Pero la ventaja fundamental de este método es que permite secar o deshidratar los alimentos. A pesar de que implica la cocción, también permite la eliminación de agua, lo cual es una ventaja para la conservación del alimento, cosa que no se logra en el calor húmedo. A pesar de eficiente, este método genera cambios drásticos en el alimento que alteran su sabor final, pero conservan el alimento.

Otra técnica de conservación de alimentos es la pasteurización. Este método fue descripto por Luis Pasteur en 1884 y consiste en calentar un líquido dentro de un recipiente utilizando otro líquido que transfiere temperatura. Esto hace que la temperatura del líquido a pasteurizar será siempre inferior a su temperatura de ebullición. Pero la técnica de pasteurización no busca esterilizar el alimento sino reducir la carga microbiana.

• Disponibilidad de agua

El agua en los alimentos es un factor fundamental para el crecimiento de microorganismos. Por lo tanto la eliminación del agua mediante la deshidratación tiene un excelente efecto para impedir el aumento de la población de microorganismos en un alimento. Es importante destacar que este método no reduce la carga microbiana sino que impide el crecimiento de los microorganismos. Las técnicas de deshidratación de alimentos son muy variadas. Podemos citar el salado de carnes, la deshidratación por calor y la liofilización de la leche (para obtener leche en polvo). A pesar de ser técnicas distintas, todas tienen como objetivo bajar la disponibilidad de agua metabolizable en el alimento. Los métodos tradicionales son más baratos que los tecnológicos, pero su efecto en el sabor final del alimento no es despreciable.

Otra forma de limitar la disponibilidad de agua en los alimentos para el crecimiento de microorganismos es la alteración de la concentración de solutos. Esta técnica, a pesar de sencilla, posee una concepción teórica bastante compleja. Se basa en el potencial osmótico de cualquier membrana celular. La concentración de solutos en el citosol es de 0,9%. Si la concentración de solutos del alimento fuese muy superior a esta, la célula se deshidrataría sin poder crecer. Las 2 formas más típicas de lograr esto es mediante el salado (salmueras) o mediante el agregado de azúcares (jaleas y dulces).

• Compuestos químicos

Existe una gran variedad de compuestos químicos capaces de conservar los alimentos. La base de estos compuestos es su toxicidad, la cual genera una inhibición para el crecimiento de los distintos microorganismos. Sin embargo, debido a que son compuestos tóxicos, deben ser fuertemente regulados ya que su efecto no se restringe exclusivamente a los microorganismos. Una vez dosificados, estos productos son extremadamente útiles y eficientes para el control de un sinfín de microorganismos.

• Irradiación

La irradiación de los alimentos es un proceso más común de lo que se cree. La radiación más utilizada es la UV-B, la cual tiene una gran eficacia para eliminar microorganismos presentes en la superficie de los alimentos. Sin embargo esta técnica no funciona con microorganismos que se encuentren internamente. Otra opción es la utilización de rayos gama provenientes de un núcleo de cobalto 60 (Co⁶⁰). Estos rayos penetran los alimentos pero deben ser utilizados con precaución porque generan radicales libres, agua oxigenada y oxidan los alimentos.

Espectro de radiaciones ionizantes y no ionizantes

• Inhibición por productos microbianos

Los microorganismos son capaces de generar productos tóxicos para otros microorganismos. Muchos de estos productos son utilizados en la medicina y los conocemos vulgarmente como “antibióticos”. Estos productos pueden ser utilizados en los alimentos para inhibir el crecimiento de microorganismos que degraden a los alimentos: funcionan como conservantes naturales. Sin embargo este método requiere de la presencia de los microorganismos o bien de la purificación de las sustancias antibióticas. Además, el abuso de sustancias antibióticas no es bien vista por los microbiólogos ya que pueden generar resistencia en los microorganismos, dando como resultado cepas altamente resistentes y potencialmente patógenas.

 Los metabolismos microbianos comunes también suelen producir efectos tóxicos sobre otros microorganismos. La producción de alcohol en la fermentación es un caso muy usual. El alcohol es un desinfectante común, producido por la levadura S. cerevisiae. De la misma manera la producción de ácidos como el ácido láctico o el ácido acético impiden el crecimiento de microorganismos. Claro esta que estos procesos alteran fuertemente a los alimentos, los cuales son fermentados por microorganismos.