La capacidad de supervivencia o de multiplicación de los microorganismos que están presentes en un alimento depende de una serie de factores. Entre estos factores, están aquellos relacionados con las características propias del alimento (factores intrínsecos) y los relacionados con el ambiente en que el alimento se encuentra (factores extrínsecos). Se consideran factores intrínsecos la actividad de agua (Aw), la acidez (pH), el potencial de óxido-reducción (Eh), la composición química, la presencia de factores antimicrobianos naturales y las interacciones entre los microorganismos presentes en los alimentos. Entre los factores extrínsecos, los más importantes son la humedad y la temperatura ambientales y también la composición química de la atmósfera que envuelve el alimento. Estos factores serán estudiados a continuación, así como se analizarán los efectos interactivos entre ellos (concepto de los obstáculos).
Factores intrínsecos
Actividad de agua (Aw). Los microorganismos necesitan agua para su supervivencia. Para su metabolismo y multiplicación, los microorganismos exigen la presencia de agua en la forma disponible. El agua ligada a macromoléculas por fuerzas físicas no está libre para actuar como disolvente o para participar en reacciones químicas y, por lo tanto, no puede ser aprovechada por los microorganismos. El parámetro que mide la disponibilidad de agua en un alimento se denomina "actividad de agua" (Aw).
Acidez pH. Al igual que ocurre con la actividad de agua, los microorganismos tienen valores de pH mínimo, óptimo y máximo para su multiplicación. Se observa que el pH en el tono de la neutralidad, es decir, entre 6,5 y 7,5, es el más favorable para la mayoría de los microorganismos. Algunos microorganismos son favorecidos por el medio ácido, como ocurre con las bacterias lácticas, ciertamente porque hay inhibición de la microbiota de competición. Los mohos y las levaduras muestran mayor tolerancia al pH, siendo que los mohos pueden multiplicarse en valores de pH más bajos que las levaduras, siendo éstos, a su vez, más tolerantes que las bacterias a valores bajos de pH. Entre las bacterias, se verifica que las patogénicas son las más exigentes en cuanto al pH.
Potencial de oxido-reducción (Eh). Los procesos de oxidación y reducción están relacionados con el intercambio de electrones entre compuestos químicos. El potencial de oxi-reducción puede ser definido como la facilidad con que determinado sustrato gana o pierde electrones. Cuando un elemento pierde electrones, se dice oxidado, y cuando gana electrones, reducido. Cuando ocurre la transferencia de electrones de un compuesto a otro, se establece una diferencia de potencial entre los mismos, la cual puede ser medida con instrumentos apropiados, siendo expresada en voltios (V) o en milivoltios (mV). Cuanto más oxidado es un compuesto, más positivo es su potencial de oxido-reducción, y cuanto más reducido es un compuesto, más negativo es ese potencial. El potencial de oxi-reducción de un sistema se expresa mediante el símbolo Eh.
Composición química. Para que la multiplicación microbiana sea posible, los siguientes nutrientes deben estar disponibles: agua, fuente de energía, fuente de nitrógeno, vitaminas y sales minerales. Como fuente de energía, los microorganismos pueden utilizar azúcares, alcoholes y aminoácidos. Algunos microorganismos son capaces de utilizar azúcares complejos, como almidón y celulosa, como fuente de energía, transformándolos en azúcares más simples. Los lípidos también pueden servir como fuente de energía, pero estos compuestos se metabolizan por un número reducido de microorganismos encontrados en los alimentos.Factores antimicrobianos naturales. La estabilidad de algunos alimentos frente al ataque de microorganismos se debe a la presencia de algunas sustancias naturalmente presentes en esos alimentos, teniendo la capacidad de retardar o incluso impedir la multiplicación microbiana. Los condimentos son un buen ejemplo, pues contienen varios aceites esenciales con actividad antimicrobiana, tales como eugenol en el clavo, alicina en el ajo, aldehído cinámico y eugenol en la canela, alil-isotiocianato en la mostaza, timol e isotimol en el orégano.
Interacciones entre microorganismos. Un determinado microorganismo, al multiplicarse en un alimento, produce metabolitos que pueden afectar la capacidad de supervivencia y de multiplicación de otros microorganismos presentes en ese alimento. Así, por ejemplo, las bacterias productoras de ácido láctico (bacterias lácticas) pueden alterar el pH del alimento de tal forma que lo toman demasiado ácido para el crecimiento de muchos otros microorganismos. Por otro lado, la formación de compuestos alcalinos, como aminas, formados por acción de descarboxilasa producida por muchos microorganismos, resulta en el aumento del pH del alimento, haciéndolo propicio para la proliferación de aquellas bacterias anteriormente inhibidas por el pH ácido. Es lo que ocurre con las levaduras que degradan el ácido láctico de alimentos fermentados, haciéndolos favorables al crecimiento y producción de toxinas por Clostridium botulinum.
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