domingo, 11 de noviembre de 2012

Estado Fisiológico de los Microorganismos


Estado Fisiológico

El estado fisiológico de los microorganismos puede influenciar la susceptibilidad a un agente antimicrobiano. Las células jóvenes, metabólicamente activas, son más fácilmente destruidas que las células viejas cuando el agente actúa interfiriendo con el metabolismo. Los cambios que ocurren en la membrana por el envejecimiento, que afectan las características de permeabilidad, pueden ser responsables de las diferencias en resistencia. 

Referencias:


Por: Eduardo Tello Güereña

Actividad de Agua


Actividad del Agua (Aw)

"Se define como la relación que existe entre la presión de vapor de un alimento dado en relación con la presión de vaporde agua pura a la misma temperatura. Se denomina como regla general Aw del ingles Water Activity..." fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Actividad_acuosa




Aunque algunos microorganismos nos crecen en presencia del aire, todos los microorganismos necesitan agua para su crecimiento y reproducción. El agua es un disolvente esencial y se necesita para la mayoría de las reacciones bioquícas en los temas vivos y la disponibilidad del agua tiene marcada influencia sobre los índices de crecimiento microbiano. El agua destilada pura tiene una actividad de agua (Aw) de 1.0. Sin embargo, los factores de adsorción y solución, pueden disminuir la disponibilidad de agua y así bajar su actividad.

Por ejemplo, el agua puede ser bloqueada por un soluto y así hacerla inaccesible a los microorganismos. Debido a que las distintas concentraciones de solutos también afectan a la presión osmótica, el crecimiento de los microorganismos en bajas actividades de agua también se puede ver en términos de presión osmótica. Agregando concentraciones elevadas de azúcares como sacarosa, a una solución se disminuye la disponibilidad de agua. Por ejemplo, el jarabe de maple tiene una actividad de agua de 0.9. En forma similar, agregando sal (NsCl) a una solución se puede bajar la disponibilidad de agua. La solución saturada de cloruro de sodio tiene un Aw de 0.8.
Sin embargo algunos microorganismos, conocidos como xerotolerantes, pueden crecer en actividades de agua mucho más bajas. Ciertas levaduras crecen en soluciones de azúcar concentradas con Aw de 0.60. Aun que la falta de agua previene el crecimiento microbiano, esto no necesariamente acelera el índice de muerte de los microorganismos.

Referencias:

Microbioligía 
Fundamentos y aplicaciones
R. M. Atlas
pag. 336

Por: Eduardo Tello Güereña

pH y Acidez

pH y Acidez

El pH de una solución se describe como la concentración de iones de hidrógeno. Una solución neutra tiene pH menores a 7.0 y las soluciones alcalinas o básicas poseen valores de pH por encima de 7.0. Los índices de crecimiento microbiano son influidos de manera importante por los valores de pH y se basan en gran parte en la naturaleza de las proteínas. Debido a que la interacción de la carga de los grupos R de los aminoácidos en la cadena de polipéptidos influye mucho en la estructura y función de las proteínas, las enzimas normalmente son inactivas a valores del pH muy elevados o muy bajos. Los efectos de pH y la temperatura sobre el crecimiento bacteriano y los índices de muerte se interrelacionan. En general, los microorganismos son menos tolerantes a las temperaturas elevadas a valores de pH bajos que a valores neutros de pH.

En los fermentadores y en los lotes de cultivo, dichos ácidos se pueden acumular, bajando drásticamente los valores del pH e impidiendo el crecimiento microbiano continuo. En los medios de cultivo y fermentadores industriales, los valores de pH deben ser controlados para poder obtener los índices óptimos de crecimiento. Esto se logra de manera normal añadiendo soluciones amortiguadoras a los cultivos. Las soluciones amortiguadoras se emplean para mantener los valores de pH dentro del rango que permita el crecimiento microbiano continuo. Las soluciones amortiguadoras se hacen en su mayor parte de sales de ácidos o bases débiles que mantienen la concentración de iones hidrógeno constante manteniendo su equilibrio en la solución. Los amortiguadores previenen los cambios de pH. Para valores neutros de pH se debe usar un amortiguador de fosfatos; para valores alcalinos de pH se emplean boratos; y los amortiguadores de citratos e menudo se utilizan para mantener condiciones de acidez.



Microbiología 
Fundamentos y Aplicaciones
R. M. Atlas

Por Eduardo Tello Güereña


Inhibidores



Inhibidores

Los agentes conservadores son sustancias capaces de inhibir, retardar o detener los procesos de fermentación, enmohecimiento, putrefacción y otras alteraciones biológicas de los alimentos y bebidas.
Los microorganismos de los alimentos son en general los principales culpables del deterioro o toxicidad de los alimentos. Los conservadores se usan principalmente para producir alimentos más seguros para el consumidor, previniendo la acción de agentes biológicos. Este método nos permite poder consumir alimentos que han sido cosechados y preparados con anterioridad.
La conservación de los productos alimenticios ha permitido al hombre disponer de alimentos desde una cosecha hasta la siguiente. Por lo tanto, la función principal de la conservación es retrasar el deterioro de los alimentos y prevenir alteraciones de su sabor, olor, o aspecto.
Son sustancias que, por separado o mezcladas, pueden inhibir, retardar o detener procesos de deterioro de los alimentos. Su efectividad depende principalmente de los siguientes factores:
Especificidad de acción
Composición del alimento
Nivel inicial de contaminación
Manejo y distribución del producto terminado
Actividad de agua en el alimento
En la categoría de conservadores para alimentos destacan los siguientes: parabenos, , sorbatos, sulfitos, nitritos, nitratos, antibióticos, pirocarbonato de etilo y epóxidos. Con excepción de estos últimos, que tienen un efecto bactericida, todos los demás actúan fundamentalmente como inhibidores del crecimiento microbiano.
Otros conservadores para alimentos son:

Benzoato de Sodio
Es uno de los inhibidores más efectivos para la conservación de alimentos y bebidas cuyo pH sea menor de 4.5, ya sea en forma natural o por la modificación lograda a través del uso de un acidulante.
Inhibe el desarrollo de levadura y bacterias. Es fácil de mezclar con otros polvos.
Aplicaciones: jugos, bebidas refrescantes, sidra, néctares, jarabes, yogurt, margarinas, salsas y aderezos, purés, jaleas, mermeladas, conservas, rellenos, condimentos y encurtidos

Propionato de Calcio
El Propionato de Calcio es efectivo para prevenir el desarrollo de bacilos productores de filamentación y de hongos. Se digiere fácilmente y es metabolizado en la misma forma que los carbohidratos. Contribuye al suministro de calcio y a la reducción del consumo de sodio en los alimentos.
Aplicaciones: panes leudados por levadura, tortillas de harina de trigo, bebidas no alcohólicas, dulces, gelatinas, budines, mermeladas, jaleas, jarabes, quesos y alimento para ganado.

Propionato de Sodio

El Propionato de Sodio es efectivo para prevenir el desarrollo hongos, bacilos productores de filamentación y de otras bacterias. Es apropiado para productos de fermentación. No tiene interferencia con los leudantes como el polvo para hornear.
Aplicaciones: panes leudados por levadura, pastelería, panquelería, galletería y tortillas de harina de trigo, bebidas no alcohólicas, dulces, gelatinas, budines, rellenos, mermeladas, jaleas, jarabes y quesos

Propionato de Amonio
Conservador de diseño base Propionato de Amonio, es un Inhibidor que da protección sobre una amplia gama de hongos, levaduras y bacterias. Es estable durante su almacenamiento y no es corrosivo. Forma una película bacteriostática que inhibe una amplia variedad de microorganismos.

Acetato de calcio
Es un efectivo inhibidor de crecimiento de ciertas bacterias. Es ampliamente utilizado en el pan para evitar la formación de “rope disease” extendiendo así la vida útil del producto. No afecta el proceso de fermentación, los resultados de horneado o el sabor del pan.

Acetato de potasio
Ingrediente utilizado para regular la acidez, puede ser  utilizado en combinación con el acido acético para hacer sistemas reguladores de pH para alimentos. Utilizado como alternativa funcional para alimentos bajos en sodio como sustituto para el acetato de sodio. También puede ser utilizado como preservante, en productos cárnicos procesados y alimentos preparados como sustituto para acetato de sodio y cloruro de sodio.

Acetato de sodio
Ingrediente utilizado como regulador de la acidez para estabilizar el pH de los productos cárnicos. Por lo general e mezcla con acido acético u otros ingredientes para formar mezclas funcionales. Se utiliza a menudo en combinación con diacetato y lactato de sodio para conservar productos cárnicos. También se utiliza en combinación con diacetato de sodio y otros ácidos como agentes saborizantes en diversos productos cárnicos y alimentos preparados.

Sustancias inhibidoras naturales
Determinadas sustancias químicas o biológicas, ya sean naturales o adicionadas artificialmente al alimento tienen un efecto toxico sobre los microorganismos.
Algunas sustancias naturales, es decir, propias de los alimentos son, por ejemplo; la lisozima y conalbumica del huevo fresco, que están presentes de forma natural en este y son potentes inhibidores del crecimiento bacteriano. La lisozima es una proteína interesante ya que disuelve las paredes celulares de ciertas bacterias, en especial los mucopolisacáridos de los microbios Gram positivos. Otro inhibidor natural es la que contiene la leche llamada aglutinina, que es un inhibidor microbiano.
Todos los tipos de inhibidores naturales o artificiales de o para los alimentos, tienen como objetivo inhibir, evitar, retardar, etc., el crecimiento microbiano en estos,  con esto se consigue una mayor seguridad microbiológica de los alimentos.

Referencias: 



 

Composición química de los alimentos: Nutrición



COMPOSICION QUIMICA DE LOS ALIMENTOS: NUTRIENTES

La nutrición microbiana consiste en suministrar a las células los ingredientes químicos que necesitan para hacer monómeros. Estos  compuestos químicos son los NUTRIENTES.
Diferentes organismos necesitan diferentes tipos de nutrientes y a menudo los requerimientos son específicos. A demás, no todos los nutrientes se requieren en las mismas cantidades; algunos, llamados macronutrientes, se presentan en grandes cantidades, mientras que otros llamados micronutrientes, se requieren  en menores cantidades.

LÍPIDOS
Son un grupo de sustancias heterogéneas que tiene como características principal el ser hidrofobias (insolubles en agua) pero solubles en solventes orgánicos no polares como éter, bencina, alcohol, benceno y cloroformo.
Los lípidos son un conjunto de moléculas orgánicas, la mayoría biomoleculas, compuestas principalmente por (C) e hidrogeno (H) y en menor medida oxigeno (O) aunque también puede contener fosforo (P) azufre (S) y nitrógeno (N)
Los lípidos se clasifican en tres grupos, atendiendo a su composición química:
1.    Con ácidos grasos denominados lípidos saponificables (formación de jabón), a su vez pueden ser: A) simples: integrados solo por C,H y O. se incluyen los propios ácidos grasos,acilglicerol y céridos. B) complejos: además de C,H y O, contienen átomos de P, N o S. se les suele llamar lípidos de membrana ya que forman parte esenciañ de las membranas celulares. Aquí se incluyen los fosfolipidos y glucolipidos.
2.    Lípidos no saponificables: no sufren de hidrólisis alcalina y que carecen de ácidos grasos en su molécula. Son los isoprenoides, esteroides y prostaglandinas.
3.    Lípidos conjugados: lípidos de los grupos anteriores unidos  a otras sustancias.

TRIGLICERIDOS Y LIPIDOS COMPLEJOS
Los lípidos simples (grasas) contienen ácidos grasos unidos al alcohol glicerol. De tres átomos de carbono.  Los lípidos simples también se denominan triglicéridos porque la molécula de glicerol se une tres moléculas de ácidos grasos.
Los lípidos complejos son lípidos simples que contienen elementos adicionales como fosforo, nitrógeno, o azufre o pequeños compuestos hidrofilicos carbonados, como azucares, etanolamina, serina, o colina. Los lípidos que contienen un grupo fosfato se llaman fosfolipidos.
Las propiedades químicas de los lípidos los hacen ideales como componentes estructurales de las membranas.
PROTEINAS
Las proteínas están conformadas por unidades más simples llamadas aminoácidos.
Estos son moléculas orgánicas con un grupo amino (-NH2) y un grupo carboxilo (-COOH).
La secuencia de aminoácidos será la responsable de las funciones que cumplan las proteínas.


Estructura química de las proteínas
Es la forma en la que se organizan las proteínas, a raíz de esto adquieren una forma especial.
Estructura primaria
Es la organización más básica de las proteínas. Está determinada por la secuencia de aminoácidos presentes y el orden en que estén enlazados. Esta unión es a través de enlaces pepiticos.
Estructura secundaria
Se caracteriza porque se pliegan los residuos aminoacídicos de la cadena polipeptidica
Esta se adapta teniendo en cuenta la formación de enlaces de hidrógeno.
Estructura terciaria
Es la forma en que las cadenas polipeptidica se pliegan en el espacio. Su característica principal es que los aminoácidos a polares se ubican hacia el interior y los polares hacia fuera.
Estructura cuaternaria
Es una estructura que determina como se disponen espacialmente las diferentes cadenas polipeptidica de una proteína compuesta por varios péptidos.
Cada proteína posee una composición y estructura especial que determina su funcionalidad dentro de cada célula, tejido, órgano o sistema.

.
Las proteínas llevan a cabo funciones celulares esenciales. Existen fundamentalmente dos clases de proteínas, las proteínas catalíticas (enzimas) y las proteínas estructurales. Las enzimas son los catalizadores de una amplia variedad de reacciones químicas que tienen lugar dentro de las células. Por el contrario, las proteínas estructurales son aquellas que son partes integrales de las estructuras de las células en membranas, pared celular y componentes citoplasmáticos.

CARBOHIDRATOS
Son compuestos orgánicos que contienen carbono, hidrogeno y oxigeno en la proporción. Los carbohidratos con mayor importancia biológica son los que contienen 4,5,6 y 7 átomos de carbono.
Los hidratos de carbono están formados por moléculas de carbono, hidrogeno y oxígeno.

Estructura química de los carbohidratos

Si bien su fórmula general es (CH2O)n, la estructura química de los carbohidratos dependerá del 
tipo de azúcar de que se trate.

Monosacáridos
Poseen 4, 5, 6 carbonos.
Estos sacáridos se distinguen por la orientación de los grupos hidroxilos (-OH). Esto le brinda propiedades químicas y organolépticas especiales. 
Dentro de los monosacáridos pueden encontrarse los de forma lineal y los de forma anular. La fructosa es un ejemplo de ellos.
Disacáridos
Dentro de este grupo encontramos la sacarosa, maltosa o lactosa. Estos se forman por la unión de diferentes monosacáridos, los cuales se encuentran unidos en carbonos específicos de cada molécula.
Polisacáridos
Estos representan la fuente de reserva de hidratos de carbono simples. Son estructuras más complejas formadas por varias uniones de diferentes sacáridos. Por ejemplo el almidón es una mezcla de amilasa y amilopectina, pero a su vez la amilasa posee entre 200 a 20.000 unidades de glucosa que se despliegan en forma de hélix. 
Dentro de este grupo también se puede mencionar a la celulosa, un polímero de cadenas largas sin ramificaciones de B-D-Glucosa, la cual presenta estructuras rígidas
Las fórmulas de los hidratos de carbono se van convirtiendo en más complejas de acuerdo a la cantidad de sacáridos que contengan, y de esto dependerá su función específica. 

Los monosacáridos y disacáridos son de fácil absorción y son rápidamente metabolizados por las células. En cambio los polisacáridos, en sus diferentes versiones, son más difíciles de digerir y por ende, de absorber, ya que son estructuras más complejas formadas por mucho azúcares simples.

Esta información es de mucha utilidad porque ayuda a comprender que se come cuando se refiere a carbohidratos complejos o simples.
Bibliografía

Libro: Brock, microbiología de los microorganismos
            Michael t. Madigan, John M. Martiko, Jack Parker
Editorial: Pearson Prentice Hall
                  Décima edición. 
 
Por: Karely Macias